КОТЕЛ ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ГАЗОВЫЙ Российский патент 2009 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 котел отопительный газовый для нужд отопления и горячего водоснабжения в жилых помещениях (котел отопительный газовый КС-ГВС-7,5. Руководство по эксплуатации Л 1-1366.00.00. 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 стены помещения продуктами сгорания непосредственно у патрубка выхода, что приводит к поступлению газообразных загрязнений внутрь здания с резким ухудшением экологии зоны эксплуатации газового отопительного котла.

Известен котел отопительный газовый (см. патент РФ №2269065, МПК F24H 1/00, F23J 15/02, 2006 Бюл. №3), 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, установленный вертикально и содержащий конусообразный насадок с криволинейными плоскостями и направляющими и закручивающими ребрами, кассету с адсорбирующим веществом, герметично установленную в патрубке выхода продуктов сгорания между кожухом прямоугольного шкафа с тепловой защитой и внутренней поверхностью внешней стенки помещения.

Недостатком является снижение в процессе эксплуатации степени очистки продуктов сгорания, обусловленное неравномерностью скорости протекания процесса адсорбционного теплообмена в кассете по направлению движения обрабатываемого потока.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение качества очистки продуктов сгорания и соответственно улучшения экологической обстановки в зоне выхода патрубка на внешней стене помещения путем обеспечения равномерности эпюры скорости процесса тепломассообмена по высоте адсорбции в кассете.

Технический результат по снижению вредных газообразных загрязнений, выбрасываемых в окружающую помещение воздушную среду 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 защитой и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов сгорания через внешнюю стенку помещения, установленный вертикально, и содержит конусообразный насадок с криволинейными плоскостями и направляющими и закручивающими ребрами, кассету с адсорбирующим веществом, герметично установленную в патрубке выхода продуктов сгорания между кожухом прямоугольного шкафа с тепловой защитой и внутренней поверхностью внешней стенки помещения, при этом кассета включает вертикальный корпус с верхним и нижним коллекторами и боковые стенки с установленными в них секционными перегородками, выполненными зигзагообразными и образующими в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке.

На фиг.1 изображен котел отопительный газовый; на фиг.2 - патрубок выхода продуктов сгорания с конусообразующей насадкой и кассетой, заполненной адсорбирующим веществом; на фиг.3 - корпус кассеты с боковыми стенками и перегородками, выполненными зигзагообразными.

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 8. Патрубок выхода продуктов сгорания 5 снабжен конусообразным насадком 9 с криволинейными плоскостями 10 и направляющими и закручивающими ребрами 11. Кассета 7 включает вертикальный корпус с верхним 12 и нижним 13 коллекторами и боковые стенки 14 с установленными в них секционными перегородками 15, выполненными зигзагообразными и образующими в каждой секции 16 диффузоры 17 и конфузоры 18, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке. Входные отверстия 19 в каждой секции 16 выполнены пропорционально увеличивающимся сечениям по ходу движения продуктов сгорания по нижнему 13 коллектору корпуса кассеты 7.

Котел отопительный газовый работает следующим образом. Из газовой сети природный газ низкого давления через систему автоматизации по газопроводу (на фиг. не показано) 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, откуда следуют в нижний коллектор, где равномерно распределяются по секциям 16. Секции 16 состоят из диффузоров 17 и конфузоров 18, расположенных относительно друг друга в шахматном порядке. Равномерность эпюры скоростей при распределении потока продуктов сгорания в нижнем 13 коллекторе осуществляется за счет пропорционально увеличивающихся сечений входных отверстий 19 индивидуально для каждой секции 16. Движущийся в корпусе кассеты 7 поток продуктов сгорания, проходя последовательно участки диффузоров 17 и конфузоров 18, непрерывно меняет свою скорость, что приводит к турбулизации потока и повышению интенсивности тепломассообмена процесса адсорбционной очистки газа (см., например, Бакластов A.M. и др. Промышленные тепломассообменные процессы и установки. М.: Энергоаудит. 1986-328 с.), а также к перераспределению в секциях 16 давления движущегося потока продуктов сгорания. Это выравнивает аэродинамическое сопротивление в секциях 16 по высоте от нижнего коллектора 13 до верхнего коллектора 12, что и обеспечивает эффективную адсорбционную очистку, а это в конечном итоге улучшает экологическую обстановку в зоне конусообразного насадка 9. Далее из верхнего коллектора 12 кассеты 7 очищенные продукты сгорания поступают в конусообразный насадок 9. Воздушный поток атмосферного воздуха, 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 потоке между криволинейной поверхностью плоскости 10 и внешней поверхностью патрубка выхода продуктов сгорания 9.

Завихренный поток атмосферного воздуха (ветровая тяга), контактируя с потоком продуктов сгорания, выбрасываемым из конусообразного насадка 9, закручивая его, частично охлаждает и создает разрежение внутри верхнего коллектора 12. В результате получаемое разрежение (дополнительная ветровая тяга), многократно превышающее аэродинамическое сопротивление адсорбирующего вещества 8, находящегося в секциях 16 кассеты 7, способствует эффективному выбрасыванию очищенного от газообразных загрязнений продуктов сгорания потока дымовых газов из конусообразного насадка 9.

Оригинальность предлагаемого изобретения по улучшению экологической обстановки в зоне эксплуатации газового отопительного котла по отношению к окружающей среде жилого помещения заключается в том, что осуществляется эффективная адсорбционная очистка продуктов сгорания путем обеспечения интенсивности тепломассообмена по направлению движения обрабатываемого потока по секциям, выполненным в виде чередующихся диффузоров и конфузоров, а также выравниванию аэродинамического сопротивления адсорбента в корпусе кассеты по ее высоте от нижнего к верхнему коллекторам.

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано для нужд отопления и горячего водоснабжения квартир в жилых домах. Котел отопительный газовый состоит из прямоугольного шкафа с тепловой защитой и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов сгорания через внешнюю стенку помещения, установленный вертикально и содержащий конусообразный насадок с криволинейными плоскостями и направляющими и закручивающими ребрами, кассету с адсорбирующим веществом, герметично установленную в патрубке выхода продуктов сгорания между кожухом прямоугольного шкафа с тепловой защитой и внутренней поверхностью внешней стенки помещения. Кассета включает вертикальный корпус с верхним и нижним коллекторами, боковыми стенками, которые с установленными в нем секционными перегородками выполнены зигзагообразными и образуют в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке. Изобретение обеспечивает снижение вредных газообразных загрязнений, выбрасываемых в окружающую помещение воздушную среду из патрубка выхода продуктов сгорания. 3 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, установленный вертикально и содержащий конусообразный насадок с криволинейными плоскостями и направляющими и закручивающими ребрами, кассету с адсорбирующим веществом, герметично установленную в патрубке выхода продуктов сгорания между кожухом прямоугольного шкафа с тепловой защитой и внутренней поверхностью внешней стенки помещения, отличающийся тем, что кассета включает вертикальный корпус с верхним и нижним коллекторами, боковыми стенками, которые с установленными в нем секционными перегородками выполнены зигзагообразными и образуют в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке.