КОТЕЛ ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ГАЗОВЫЙ Российский патент 2006 года по МПК F24H1/00 F23J15/02 

Изобретение относится к бытовой топливоиспользующей аппаратуре и может быть использовано в газовых проточных и емкостных водоподогревателях, отопительных аппаратах для нужд отопления и горячего водоснабжения квартир в жилых домах.

Известен газовый нагреватель (см. а.с. №1663339, МКИ F 24 H 9/20, F 23 N 5/00, 1991. Бюл. №26), содержащий сообщенную со стабилизатором тяги огневую камеру, теплообменник, газоподающий блок, инжекционную камеру, соосно расположенные отверстия в ее боковой стене.

Недостатком является сложность размещения в жилых помещениях из-за необходимости наличия вертикальных каналов в квартире для осуществления сброса продуктов сгорания в окружающую среду.

Известен котел отопительный газовый для нужд отопления и горячего водоснабжения в жилых помещениях (котел отопительный газовый КС-ГВС-7,5. Руководство по эксплуатации Л1-1366.00.00.00 РЭ. Паспорт ГОСТ Р 51733 - 2001 г. ТУ 485811.001 - 2002), состоящий из прямоугольного шкафа с тепловой защитой и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов сгорания через внешнюю стенку помещения.

Недостатком является загрязнение внешней окружающей среды продуктами сгорания непосредственно по внешней поверхности на внешней стенке помещения, что приводит к поступлению газообразных загрязнений во внутрь помещения с резким ухудшением экологии зоны эксплуатации газового отопительного котла.

Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение экологических параметров эксплуатации путем адсорбционной очистки в патрубке выхода продуктов сгорания, выбрасываемого после теплообменника потока дымовых газа.

Технический результат по снижению вредных газообразных загрязнений из патрубка выхода продуктов сгорания достигается тем, что котел отопительный газовый для нужд отопления и горячего водоснабжения в жилых помещениях состоит из прямоугольного шкафа с тепловой изоляцией и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов сгорания через внешнюю стенку помещения, снабженный кассетой с адсорбционным веществом, герметично установленной в патрубке выхода продуктов сгорания между кожухом прямоугольного шкафа с тепловой защитой и внутренней поверхностью внешней стенки помещения, при этом патрубок выхода продуктов сгорания за внешней стенкой помещения установлен вертикально и содержит конусообразный насадок с криволинейными плоскостями и направляющими и закручивающими ребрами.

На фиг.1 изображен котел отопительный газовый, на фиг.2 - патрубок выхода продуктов сгорания с конусообразной насадкой и кассетой, заполненной адсорбирующим веществом.

Котел отопительный газовый состоит из прямоугольного шкафа 1 с тепловой изоляцией и кожухом, внутри которого расположены камера сгорания 2 с горелкой 3, теплообменник 4 и патрубок выхода продуктов сгорания 5. Между внутренней поверхностью внешней стенки и внутренней стенкой 6 жилого помещения и кожухом прямоугольного шкафа 1 с тепловой изоляцией в патрубке выхода продуктов сгорания 5 герметично установлена кассета 7 с адсорбирующим веществом (например, силикагели КСМ-5).

Патрубок выхода продуктов сгорания 5 снабжен конусообразным насадком 9 с криволинейными плоскостями 10 и направляющими и закручивающими ребрами 11.

Котел отопительный газовый работает следующим образом.

Из газовой сети природный газ низкого давления через систему автоматизации по газопроводу (на фиг. не показан) поступает в топку 2 к горелке 3, где воспламеняется. Образовавшиеся продукты сгорания проходят через теплообменник 4, где осуществляется нагрев воды, и далее поступают в патрубок выхода продуктов сгорания 5, где контактируют с адсорбером 8 в кассете 7.

Воздушный поток, окружающий вертикально установленный конусообразный насадок 9 со стороны внешней стенки 6, обтекает криволинейные поверхности плоскости 10, а также направляющие и закручивающие ребра 11, закручивается, создавая эжекционный эффект за счет увеличения скорости воздуха в канале между криволинейной поверхностью плоскости 10 и внешней поверхностью патрубка выхода продуктов сгорания 5.

Завихренный поток атмосферного воздуха (ветровая тяга), контактируя с потоком продуктов сгорания, выбрасываемым из патрубка выхода продуктов сгорания 5, закручивая его, частично охлаждается и создает разрежение внутри патрубка выхода продуктов сгорания 5. В результате получаемое разрежение (дополнительная ветровая тяга), многократно превышающее аэродинамическое сопротивление слоя адсорбирующего вещества 8 в полости 7, способствует эффективному выбрасыванию очищенного от газообразуемых загрязнений продуктов сгорания потока дымовых газов из патрубка выхода продуктов сгорания 5.

Соотношение между меньшим и большим сечениями конусообразного насадка 9 находится в пределах от 1:2 до 1:2,5, что определяется (при известных скоростях ветрового напора, определяемого усредненными среднегодовыми холодного и теплого периода погодно-климатических зон эксплуатации котлов отопительных газовых в жилых помещениях и выбросом продуктов сгорания в атмосферный воздух за внешнюю стену) изменением плотности воздушного потока при движении по криволинейным плоскостям 10, направляющим и закручивающим ребрам 11 и находится, например, из выражения

где ρ_м и ρ_б - плотность воздушного ветрового потока на выходе из меньшего (смешанного с продуктами сгорания и более холодного) и входе в большее сечение (соответствующего температуре окружающей внешнюю стену помещения атмосферной среды) конусообразного насадка, кг/м³;

D и d - диаметр большего и меньшего сечений конусообразного насадка, м;

Re - критерий Рейнольдса, ;

ω - скорость продуктов сгорания перед выходным сечением (d_nam) патрубка выхода продуктов сгорания, м/с;

ν - кинематическая вязкость продуктов сгорания, м²/с;

k - коэффициент пропорциональности.

Оригинальность предлагаемого изобретения по улучшению экологической обстановки в зоне эксплуатации газового отопительного котла по отношению к окружающей среде жилого помещения заключается в том, что осуществлена очистка продуктов сгорания адсорбционным способом без дополнительных энергозатрат за счет энергии ветра, обеспечивающей преодоление аэродинамического сопротивления адсорбирующего слоя посредством разрежения, достигаемого закручиванием атмосферного воздуха и газового потока продуктов сгорания в конусообразном насадке с криволинейными плоскостями, направляющими и закручивающими ребрами, установленном вертикально на патрубке выхода продуктов сгорания.

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано для отопления и горячего водоснабжения. Котел состоит из прямоугольного шкафа с тепловой изоляцией и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов сгорания через внешнюю стенку помещения, снабженный кассетой с адсорбционным веществом, герметично установленной в патрубке выхода продуктов сгорания между кожухом прямоугольного шкафа с тепловой защитой и внутренней поверхностью внешней стенки помещения. Патрубок выхода продуктов сгорания за внешней стенкой помещения установлен вертикально и содержит конусообразный насадок с криволинейными плоскостями и направляющими и закручивающими ребрами. Изобретение обеспечивает улучшение экологических параметров эксплуатации. 2 ил.

Котел отопительный газовый, состоящий из прямоугольного шкафа с тепловой защитой и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов сгорания через внешнюю стенку помещения, отличающийся тем, что он снабжен кассетой с адсорбирующим веществом, герметично установленной в патрубке выхода продуктов сгорания между кожухом прямоугольного шкафа с тепловой защитой и внутренней поверхностью внешней стенки помещения, при этом патрубок выхода продуктов сгорания за внешней стенкой помещения установлен вертикально и содержит конусообразный насадок с криволинейными плоскостями и направляющими и закручивающими ребрами.