ДЫМОВАЯ ТРУБА ДЛЯ ПЕЧИ Российский патент 2016 года по МПК F24B5/00 E04H12/28 F23J11/00 

Изобретение относится к конструкциям печей и способам сжигания топлива и может быть использовано при разработке печей для сжигания любого вида топлива.

Известно устройство для дожигания дымовых газов печи, содержащее корпус, топку, дымовую трубу, источник перегретого пара и камеру дожигания дымовых газов в виде трубы, расположенной в топке и соединенной одним концом с дымовой трубой, а другим с вихреобразователем и воздуховодом, при этом источник перегретого пара соединен с дожигателем дымовых газов с помощью трубопровода, снабженного распылителем(ями) пара, установленным(и) внутри трубы камеры дожигания (патент RU 2276755, МПК: F24B 5/00, F23J 15/00, опубл. 20.05.2006).

Недостатком его являются невысокие энергетические показатели печи, значительная температура выходящих продуктов сгорания топлива в печи.

Известно устройство для дожигания дымовых газов печи, содержащее корпус, топку, дымовую трубу, источник перегретого пара и камеру дожигания дымовых газов в виде трубы, расположенной в топке и соединенной одним концом с дымовой трубой, а другим с вихреобразователем и воздуховодом, при этом источник перегретого пара соединен с дожигателем дымовых газов с помощью трубопровода, снабженного распылителем(ями) пара, установленным(и) внутри трубы камеры дожигания, при этом источник перегретого пара выполнен в виде камеры с теплоаккумулирующей загрузкой, расположенной над топкой и снабженной влагоподающим устройством и выпускной трубой, при этом источник перегретого пара содержит дополнительный вихреобразователь, установленный с торца выпускной трубы, расположенной в топке или над топкой с возможностью выхода пара через отверстие в ней, и распылитель(и) в трубу камеры дожигания дымовых газов.

Известен способ дожигания дымовых газов, реализуемый при помощи указанного устройства, при использовании которого дымовые газы, образующиеся при сгорании топлива в топке, и подогретый воздух с помощью вихреобразователей закручивают в одну и ту же сторону и направляют в камеру дожигания дымовых газов в виде трубы, воду подают в камеру с теплоаккумулирующей загрузкой, где производят парообразование, полученный пар подают в разогретую выпускную трубу, предварительно закрутив в дополнительном вихреобразователе, полученный после прохождения выпускной трубы перегретый пар подают через тангенциально установленные распылители в трубу камеры дожигания в направлении, совпадающем с направлением закрутки и перемещения дымовых газов и подогретого воздуха в трубе камеры дожигания (патент РФ №2419747, заявка №2009145534/03 от 08.12.2009, МПК: F24B 5/00, F23J 15/00 - прототип).

Недостатком его являются невысокие энергетические показатели печи, значительная температура выходящих продуктов сгорания топлива в печи, сложность конструкции.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и повышение теплоотдачи печи путем понижения температуры выходящих дымовых газов.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенной дымовой трубе для печи, преимущественно, для обогрева банных помещений, содержащей вертикально ориентированный корпус, нижняя входная часть которого соединяется с источником горячих газов, предпочтительно, продуктов сгорания топлива в печи, верхняя выходная - с окружающей атмосферой, согласно изобретению в центральной части корпуса трубы ее нижняя и верхняя части соединены между собой при помощи нескольких изолированных друг от друга каналов круглого поперечного сечения, суммарная проходная площадь которых равна или превышает проходную площадь дымовой трубы, при этом упомянутые каналы установлены в ступенчатых расширениях, выполненных на смежных участках трубы, причем площадь каждого ступенчатого расширения превышает площадь проходного сечения дымовой трубы, при этом, как минимум, в одном канале, предпочтительно, в каждом, установлен завихритель.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана печь с предложенной трубой, на фиг. 2 - вид сбоку предложенной трубы в увеличенном масштабе, на фиг. 3 - поперечное сечение предложенной трубы.

Дымовая труба для печи содержит вертикально ориентированный корпус 1, состоящий из нижней входной части 2 и верхней выходной 3. В центральной части корпуса 1 трубы ее нижняя входная 2 и верхняя выходная части 3 соединены между собой при помощи нескольких изолированных друг от друга каналов 4 круглого поперечного сечения, суммарная проходная площадь которых равна или превышает проходную площадь дымовой трубы. Каналы 4 установлены в ступенчатых расширениях 5 и 6, выполненных на частях трубы 2 и 3 соответственно. В каждом канале 4 установлен завихритель 7, представляющий собой полосу металла, сдеформированную путем вращения ее концов в противоположные стороны. Труба устанавливается на печь 8.

Предложенная труба работает следующим образом.

Поток продуктов сгорания топлива, сжигаемого в печи 8, поступает в нижнюю входную часть 2 и поднимается вверх, к ступенчатому расширению 5. В ступенчатом расширении 5 поток продуктов сгорания разделяется по каналам 4 и движется далее, к ступенчатому расширению 6 верхней выходной части 3 трубы. При прохождении завихрителей 7, продукты сгорания приобретают вращательное движение и поступают в ступенчатое расширение 6. При вращении продуктов сгорания, происходит разрушение ламинарного слоя, образовывающегося у стенок каналов 4 и верхней выходной части 3 дымовой трубы. Разрушение ламинарного слоя приводит к интенсификации теплообмена между потоком горячих продуктов сгорания топлива и частями трубы, последующему повышению температуры стенок трубы и, соответственно, улучшению условий прогревания помещения, в котором установлена печь.

Проведенные испытания полноразмерной печи с предложенной трубой подтвердили правильность заложенных конструкторско-технологических решений. При испытаниях печи с обычной трубой, разница температур потока продуктов сгорания топлива на входе и выходе из трубы составила примерно 50°C, в то время как при испытаниях печи с предложенной трубой упомянутая разница температур на входе и выходе составила примерно 250°C. Увеличение разницы температур примерно в 5 раз свидетельствует о значительном улучшении условий теплообмена между нагревательными элементами печи, в частности, трубой, и потоком продуктов сгорания.

Использование предложенного технического решения позволит повысить теплоотдачу печи путем понижения температуры выходящих дымовых газов.

Изобретение относится к конструкциям печей и способам сжигания топлива и может быть использовано при разработке печей для сжигания любого вида топлива. Технический результат - повышение теплоотдачи путем понижения температуры выходящих дымовых газов. Дымовая труба для печи, преимущественно, для обогрева банных помещений содержит вертикально ориентированный корпус, нижняя входная часть которого соединяется с источником горячих газов, предпочтительно, продуктов сгорания топлива в печи, верхняя выходная - с окружающей атмосферой. В центральной части корпуса трубы ее нижняя и верхняя части соединены между собой при помощи нескольких изолированных друг от друга каналов круглого поперечного сечения, суммарная проходная площадь которых равна или превышает проходную площадь дымовой трубы. Упомянутые каналы установлены в ступенчатых расширениях, выполненных на смежных участках трубы, причем площадь каждого ступенчатого расширения превышает площадь проходного сечения дымовой трубы, при этом, как минимум, в одном канале, предпочтительно, в каждом, установлен завихритель. 3 ил.

Дымовая труба для печи, преимущественно, для обогрева банных помещений, содержащая вертикально ориентированный корпус, нижняя входная часть которого соединяется с источником горячих газов, предпочтительно, продуктов сгорания топлива в печи, верхняя выходная - с окружающей атмосферой, характеризующаяся тем, что в центральной части корпуса трубы ее нижняя и верхняя части соединены между собой при помощи нескольких изолированных друг от друга каналов круглого поперечного сечения, суммарная проходная площадь которых равна или превышает проходную площадь дымовой трубы, при этом упомянутые каналы установлены в ступенчатых расширениях, выполненных на смежных участках трубы, причем площадь каждого ступенчатого расширения превышает площадь проходного сечения дымовой трубы, при этом, как минимум, в одном канале, предпочтительно, в каждом, установлен завихритель.