Утилизатор тепла дымовых газов Российский патент 2024 года по МПК F24H1/00 F24H9/14 F24H9/17 F22B1/18 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, теплообменных аппаратов, в частности к области рекуперации тепла и может быть использовано для утилизации дымовых газов котельных агрегатов.

Известно устройство для утилизации теплоты отработавших газов включающее двигатель внутреннего сгорания, выхлопной трубопровод, регулирующий орган, который через перепускной трубопровод соединен с устройством подогрева, содержащее дефлегматор, конденсатор этанола, ректификационную колонну, накопительную емкость, смесительное устройство, калорифер и абсорбционную холодильную машину, включающую абсорбер, испаритель, конденсатор и генератор, соединенный двумя концами, одним через первый насос и вторым через вентиль с абсорбером, который соединен с испарителем, связанным через дросселирующий вентиль с конденсатором, соединенным с генератором, связанным одновременно с перепускным трубопроводом и устройством подогрева, в качестве которого использован куб, гидравлически соединенный с ректификационной колонной, которая через второй регулирующий орган соединена с дефлегматором и конденсатором этанола, соединенным с накопительной емкостью, гидравлически связанной через подогревающую трубку, проходящую внутри куба, со смесительным устройством, соединенным с двигателем внутреннего сгорания, охладительный элемент испарителя одним концом через циркуляционный насос соединен с дефлегматором, а другим - с конденсатором этанола, причем калорифер двумя концами, одним через второй насос, соединен с нагревательным элементом конденсатора, а двумя другими, одним через третий насос, - с абсорбером. (RU 56972, МПК F02G 5/02, опубл. 27.09.2006).

Недостатками известного решения является относительно высокая материалоемкость, а также наличие конструктивно сложных элементов конструкции, потребляющие энергоресурсы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является конусный теплоутилизатор дымовых газов бытовых котлов, включающий корпус, образованный двумя усеченными конусами разного диаметра с одинаковыми углами конусности, расположенными коаксиально, основания которых лежат в одной плоскости, между которыми навита медная труба-теплообменник (конусный змеевик) таким образом, что опускается к усеченной части по внутренней поверхности наружного конуса, а поднимается по внешней поверхности внутреннего конуса в шахматном порядке и выходит наружу теплоутилизатора, при этом сверху, на основания конусов, помещена крышка-эжектор, на боковой части наружной стороны которой сделана эжекционная прорезь, снизу - к усеченной части наружного конуса присоединен конусовидный конфузор. (RU 158256, МПК F24H 1/00, опубл. 27.12.2015г.).

Среди недостатков данной конструкции следует отметить относительно низкое использование потенциала уходящих газов, а также образование конденсата на активной поверхности теплообмена.

Технический результат заключается в повышении эффективности работы утилизатора тепла дымовых газов за счет более глубокого использования потенциала теплоты уходящих газов, лучшего отделения конденсата при периодическом возбуждении воздуха.

Сущность изобретения заключается в том, что утилизатор тепла дымовых газов, включающий корпус, конусный змеевик, патрубки входа и выхода впускной и выпускной патрубки, две секции кассетных теплообменников, причем первая секция выполнена двухступенчатой и кассеты теплообменников в них расположены горизонтально и соединены параллельно друг с другом, имеют патрубки входа и выхода. Вторая секция кассет теплообменников расположена под углом 30 градусов и также имеет патрубки входа и выхода. Дополнительно конструкция имеет заслонку на оси, которая связана с эксцентриком, расположенном на одном полом валу с конусным змеевиком, который в свою очередь соединен напрямую с патрубком выхода, а с патрубком входа через гибкую подводку.

Утилизатор тепла дымовых газов, включающий корпус 1, конусный змеевик 2, патрубки входа 3 и выхода 4, впускной 5 и выпускной 6 патрубки дымовых газов, две секции кассетных теплообменников, причем первая секция выполнена двухступенчатой и кассеты теплообменников 7,8 в них расположены горизонтально, имеют патрубки входа 9,10 и выхода 11,12, соединены параллельно друг с другом, а вторая секция кассет теплообменников 13 расположена под углом 30 градусов и также имеет патрубки входа 14 и выхода 15, дополнительно конструкция имеет заслонку 16 на оси 17 которая связана с эксцентриком 18, расположенном на одном полом валу 19 с конусным змеевиком 2, который в свою очередь соединен напрямую с патрубком выхода 4, а с патрубком входа 3 через гибкую подводку 20.

Утилизатор тепла дымовых газов работает следующим образом. Предварительно устройство заполняется жидким теплоносителем. Нагретые дымовые газы, поднимаясь по дымовому каналу (на чертеже не указан), попадают в корпус 1, через впускной патрубок 5, проходят через кассеты теплообменников 7,8, осуществляя тем самым теплообмен первой секции с жидким теплоносителем, который подводится через патрубки входа 9,10, а отводится через патрубки выхода 11,12, связанные с теплопотребляющими установками (на чертеже не показаны). При этом кассеты теплообменников 7,8 и сами ступени подключены параллельно. В дальнейшем дымовые газы в корпусе 1 движутся через переменный зазор, образованный между заслонкой 16 и боковой стенкой корпуса 1, огибают ее и направляются в кассеты теплообменников 13, второй секции, которая выполнена под наклоном к горизонту под углом в 30 градусов, осуществляя теплообмен с жидким теплоносителем через патрубок входа 14, а отводит жидкий теплоноситель через патрубок выхода 15. Заслонка 16 закреплена на оси 17 и периодически совершает колебания от эксцентрика 18, жестко закрепленного на полом валу 19 конусного змеевика 2, который периодически совершает круговые колебания при резком прерывании потока жидкого теплоносителя с помощью прерывателя потока (на чертеже не показан). Прерыватель потока соединен с полым валом 19 через патрубок выхода 4. Жидкий теплоноситель в конусный змеевик 2 поступает по патрубку входа 3, через гибкую подводку 20, вход которой соединен с общей точкой подающего коллектора. В момент резкого закрытия прерывателя потока волна повышенного давления с ускорением воздействует на заслонку 16 через эксцентрик 18, полый вал 19 и конусный змеевик 2, она совершает колебания и нагнетает порцию дымовых газов во вторую секцию теплообменников. В момент открытия клапана прерывателя потока заслонка 16 возвращается в нижнее положение под действием собственного веса. Предварительно охлажденные дымовые газы, проходя через кассеты теплообменников второй секции охлаждают их ниже точки «росы», и движутся через выпускной патрубок 6, при этом происходит отделение конденсата, который стекая по заслонке 16 отводится за пределы корпуса 1.

По сравнению с известным решением, заявленное изобретение позволяет повысить эффективность работы утилизатора тепла дымовых газов за счет более глубокого использования потенциала теплоты уходящих газов, лучшего отделения конденсата при периодическом возбуждении воздуха.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, теплообменных аппаратов, в частности к области рекуперации тепла, и может быть использовано для утилизации дымовых газов котельных агрегатов. Утилизатор тепла дымовых газов включает корпус, конусный змеевик, патрубки входа и выхода, впускной и выпускной патрубки, две секции кассетных теплообменников, причем первая секция выполнена двухступенчатой и кассеты теплообменников в них расположены горизонтально и соединены параллельно друг с другом, имеют патрубки входа и выхода. Вторая секция кассет теплообменников расположена под углом 30 градусов и также имеет патрубки входа и выхода. Дополнительно конструкция имеет заслонку на оси, которая связана с эксцентриком, расположенным на одном полом валу с конусным змеевиком, который в свою очередь соединен напрямую с патрубком выхода, а с патрубком входа через гибкую подводку. Изобретение позволяет повысить эффективность работы утилизатора тепла дымовых газов за счет более глубокого использования потенциала теплоты уходящих газов, лучшего отделения конденсата при периодическом возбуждении воздуха. 1 ил.

Утилизатор тепла дымовых газов, включающий корпус, конусный змеевик, патрубки входа и выхода, отличающийся тем, что конструкция корпуса содержит впускной и выпускной патрубки, две секции кассетных теплообменников, причем первая секция выполнена двухступенчатой и кассеты теплообменников в них расположены горизонтально, соединены параллельно друг с другом, имеющие патрубки впуска и выпуска, а вторая секция кассет теплообменников расположена под углом 30 градусов и также имеет патрубки входа и выхода, дополнительно конструкция имеет заслонку на оси, которая связана с эксцентриком, расположенным на одном полом валу с конусным змеевиком, который в свою очередь соединен напрямую с патрубком выхода, а с патрубком входа через гибкую подводку.