ДЫМОВАЯ ТРУБА ДЛЯ ПЕЧИ Российский патент 2016 года по МПК F24B7/00 F23J11/00 E04H12/28 

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).

Недостатками 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 изолированных друг от друга профилированных каналов - одного центрального, имеющего форму поперечного сечения в виде окружности, и нескольких периферийных, имеющих форму поперечного сечения в виде дуговых секторов окружности, установленных с радиальным зазором по отношению друг к другу и к центральному каналу, причем суммарная проходная площадь указанных каналов равна или превышает проходную площадь дымовой трубы, при этом упомянутые каналы установлены в ступенчатых расширениях, выполненных на смежных участках трубы.

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 каналов. Центральный канал 4 имеет в поперечном сечении форму окружности 5, а периферийные каналы 6 выполнены в виде дуговых сегментов окружности и установлены вокруг центрального канала 5 с радиальным зазором 7. Суммарная проходная площадь всех каналов равна или превышает проходную площадь дымовой трубы.

Каналы 4 и 6 установлены в ступенчатых расширениях 8 и 9, выполненных на частях трубы 2 и 3 соответственно. Труба устанавливается на печь 10.

Предложенная труба в составе печи работает следующим образом.

Поток продуктов сгорания топлива, сжигаемого в печи 10, поступает в нижнюю входную часть 2 и поднимаются вверх, к ступенчатому расширению 8. В ступенчатом расширении 8 поток продуктов сгорания разделяется по каналам 4 и 6 и движется далее, к ступенчатому расширению 9 верхней выходной части 3 трубы.

При прохождении потока продуктов сгорания через каналы 4 и 6 происходит интенсивный разогрев их наружных стенок, при этом периметр контакта горячих продуктов сгорания с элементами трубы увеличивается с 3,14 D до 10,2 D, где D - внутренний диаметр цилиндрической части трубы перед ступенчатым расширением, т.е. примерно в три раза. Увеличение периметра контакта при неизменной площади поперечного сечения ведет к более интенсивному отбору тепла у уходящих продуктов сгорания, что приводит к повышению температуры центральной части трубы и снижению температуры ее выходной части. За счет радиальных зазоров 7 окружающий воздух проникает между стенками каналов 4 и 6 и разогревается до температуры окружающих стенок, что приводит к более интенсивному разогреву помещения и повышению эффективности работы печи, т.к. часть тепла, ранее уходившего с продуктами сгорания, будет использоваться для разогрева объема помещения.

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 печи путем понижения температуры выходящих дымовых газов. Дымовая труба для печи 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 изолированных друг от друга профилированных каналов - одного центрального, имеющего форму поперечного сечения в виде окружности, и нескольких периферийных, имеющих форму поперечного сечения в виде дуговых секторов окружности, установленных с радиальным зазором по отношению друг к другу и к центральному каналу. Суммарная проходная площадь указанных каналов равна или превышает проходную площадь дымовой трубы. Упомянутые каналы установлены в ступенчатых расширениях, выполненных на смежных участках трубы. 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 изолированных друг от друга профилированных каналов - одного центрального, имеющего форму поперечного сечения в виде окружности, и нескольких периферийных, имеющих форму поперечного сечения в виде дуговых секторов окружности, установленных с радиальным зазором по отношению друг к другу и к центральному каналу, причем суммарная проходная площадь указанных каналов равна или превышает проходную площадь дымовой трубы, при этом упомянутые каналы установлены в ступенчатых расширениях, выполненных на смежных участках трубы.