ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТЕПЛООБМЕНА В КОМНАТНЫХ И ДР. ПЕЧАХ, А ТАКЖЕ В ПАРОВЫХ КОТЛАХ Советский патент 1928 года по МПК F23M5/00 

Предлагаемое изобретение предназначается для повышения теплопередачи стеной печи и обмуровкой котлов, путем применения металлических прокладок, закладываемых в швы кладки.

На чертеже фиг. 1-5 изображают перспективный вид металлических прокладок различных форм, фиг. 6 - способ укладки пластин таврового сечения, фиг. 7 и 8 - способ укладки металлических листов между огнеупорной обмуровкой и кладкой, фиг. 9 и 9а - разрезы комнатной печи с прокладками в стенках, фиг. 10, 11 и 12 - применение прокладок в кладке котельных топок.

С целью повышения теплопередачи стенок комнатных печей и котельных толок в швы кладки предлагается укладывать металлические прокладки различной формы: или в виде пластин В (фиг. 5), или фигурных частей углового сечения (фиг. 4), или таврового (фиг. 3), или двутаврового (фиг. 2), или, наконец, изображенного на фиг. 1 вида, где АА - два таврика, соединенных стенкой В, а на обращенной в топку или дымоход стенке А имеется ребристый прилив Б.

Укладка прокладок происходит следующим образом: во время кладки обмуровки металлические прокладки укладываются между вертикальными швами кирпичей с внутренней стороны печи в огнеупорных стенах, при чем вертикальные швы делаются толще горизонтальных нормальных швов. Вяжущим материалом служит раствор жирной глины, которая при высыхании твердеет и значительно уменьшается в объеме, прокладки же и кирпичи при нагревании расширяются и заполняют образовавшиеся промежутки (фиг. 6, 7), не нарушая прочности кладки. Для сопротивления растягивающим усилиям кладки в вертикальных стенках В прокладок (фиг. 1) делаются небольшие клиновые выступы Л,Л, которые, входя в верхние и нижние постели кирпичей, будут сопротивляться разрывающим усилиям кладки. При надобности иметь тонкие горизонтальные швы кладки в местах соприкосновения выступов Л,Л с постелями кирпичей в последних вытесываются небольшие впадинки. На фиг. 7 изображена укладка однотавровых прокладок А (заштрихованных в шахматном порядке) между вертикальными швами кирпичной кладки, и в той же кладке уложены теплопроводящие пластинки В. Между внутренними стенами С из огнеупорного кирпича и наружными стенами С′ из обыкновенного кирпича прокладываются железные листы Д вплотную к огнеупорной стене. Эти листы препятствуют просасыванию в дымоходы воздуха, а между листами и наружной стеной оставляют отступку О для прохода воздуха, который, согреваясь, направляется под колосники в топку, либо отступку заполняют изоляционным материалом. На фиг. 8 изображена укладка двутавровых прокладок А между тычками кирпичей и В между ложками. В этом случае листовое железо Д прокладывается между наружной и внутренней стенами без изоляционных материалов между ними для наибольшего прогрева стен; изоляцию же прокладывают снаружи обмуровки. Таким образом происходит накапливание тепла в котлах водяного отопления во время перерывов отапливания котла, при чем прокладки играют двойную роль: 1) во время нагревания котла прокладки будут поглощать часть тепла от соприкосновения с газами и передавать окружающим их кирпичам (которые в то же время также самостоятельно будут поглощать часть теплоты от газов) и накопленную совместно часть теплоты передадут котлу лучеиспусканием и 2) после перерыва отапливания котла прокладки будут извлекать из толщи кладки прежде накопленное тепло и тем же лучеиспусканием передавать его котлу, который охладится раньше обмуровки и будет, таким образом, некоторое время поддерживаться аккумулированной теплотой кладки. Для повышения теплопередачи в топках в отверстия пустотелых шамотных кирпичей укладываются металлические пластинки В (фиг. 5, 7) закрытой стороной к лицу пламени, а открытой к наружной обмуровке с изоляцией; отверстия в кирпичах делают с расчетом на расширение металлов.

В комнатных обогревательных печах (фиг. 9, 9а) для интенсивной передачи тепла наружным стенам, изразцовым и кирпичным облицовкам С, С (на чертеже изображена изразцовая облицовка) прокладки А,А… укладываются между кирпичами K,K′ в вертикальных швах в топке и оборотах печи. Уложенные в наружных стенах прокладки, соприкасаясь с облицовкой, при нагреве газами будут передавать часть своего тепла окружающим их кирпичам, а часть передадут облицовке. По закрытии герметических дверок в топках процесс внутренней теплопередачи наружным стенам будет продолжаться извлечением и передачей теплоты прокладками вплоть до полного остывания печи.

Для повышения форсировки паровых котлов косвенным лучеиспусканием прокладки укладываются в обмуровке параллельных стен котла, которые, будучи горячее его, передадут ему часть своего тепла косвенным лучеиспусканием. На фиг. 10 изображена часть поперечного разреза корнвалийского котла с внутренней жаровой трубой, где А - лучеиспускательная обмуровка с вмурованными прокладками. Для увеличения площади косвенного лучеиспускания внутри жаровой трубы за порогом топки установлена кирпичная стенка В с вмурованными прокладками. В топке с плохими сортами топлива для повышения в ней температуры устраивают кирпичный свод Б с вмурованными однотавровыми прокладками. Деталь такого цилиндрического свода изображена на фиг. 11, где металлические прокладки с ребристыми приливами установлены сверх свода. На фиг. 12 изображена часть парового котла Стирлинга, где А - расположение (заштрихованных) в шахматном порядке прокладок, посылающих часть своего тепла на пучки трубок котла косвенным лучеиспусканием, а А′, А′ - расположение прокладок на направляющих газы кирпичных перегородках, служащих лучеиспускательными поверхностями. Кирпичный свод над топкой с вмурованными прокладками В также служит хорошим лучеиспускателем на близ лежащие трубки котла.

Для увеличения теплопередачи обмуровки, кроме укладываемых в вертикальные швы металлических прокладок, возможно укадывать и в горизонтальные швы, между постелями кирпичей, металлические пластинки В (фиг. 5), оставляя промежутки (разрывы) между пластинками на их расширение. Промежутки во время кладки заполняются глиняным раствором, благодаря чему, при нагревании пластинок и кладки устраняется расстройство последней. Либо изготовляют фасонный кирпич с впадинками, для укладывания в них пластинок (с запасом на расширение), при этом впадинки делаются разных размеров по ширине и длине кирпичей. Если необходимо использовать пластинки для ускорения передачи тепла кирпичной обмуровке и повысить ее нагрев, а от нее передать косвенным лучеиспусканием котлу и т.п., то вдоль параллельных стен обмуровки котла во впадинки укладываются узкие пластинки, шириною от дюйма. Последние, как обладающие хорошей теплопроводностью, своим соприкосновением с кладкой ускорят и передадут часть тепла обмуровке, которая лучеиспусканием совместно о пластинками передаст тепло котлу. Стены из огнеупорного кирпича с пластинками должны быть отделены от наружных стен, сложенных из строевого кирпича, изоляционным материалом, предохраняющим от поглощения наружными стенами теплоты.

Благодаря впадинкам в кирпичах, пластинки можно укладывать после окончания кладки и по мере надобности заменять другими, не нарушая кладки. Вследствие того, что коэффициент теплопроводности различных металлов не одинаков, как не одинакова температура плавления их, возможно комбинировать укладку пластинок из различных материалов в различных частях обмуровки, в зависимости от температуры проходящих газов: например, в местах более высокой температуры (топках и т.п.) укладывать пластинки с более высокой точкой плавления, скрывая их от огня приблизительно на кирпича, с целью оградить их концы от обгорания. Далее, в первые и вторые дымообороты следует укладывать пластинки из железа, стали, чугуна и т.п. материалов, а в остальные обороты с более низкой температурой - пластинки из красной меди, как обладающей хорошей теплопроводностью.

1. Приспособление для повышения теплообмена в комнатных и других печах, а также в паровых котлах, характеризующееся применением в кладке печи или обмуровке котла, в швах между кирпичами (фиг. 6-12), металлических прокладок в форме пластин В (фиг. 5) или фигурных частей А-В углового (фиг. 4), таврового (фиг. 3) или двутаврового (фиг. 1, 2) сечения, в целях ускорить при посредстве указанных прокладок передачу тепла от продуктов горения внутрь кладки и обратно - отдачу тепла кладкой по прекращении топки печи или котла.

2. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 приспособления, отличающаяся тем, что прокладки А-В снабжены ребрами Б на обращенной в топку или дымоход стенке А (фиг. 1).

3. Форма выполнения охарактеризованного в п.п. 1 и 2 приспособления, отличающаяся тем, что прокладки А-В снабжены на ребре В клиновым выступом Л, помещаемым в образованном для него углублении покрывающего прокладку кирпича.

4. При охарактеризованных в п.п. 1-3 приспособлениях применение металлических листов Д (фиг. 7, 8), помещаемых между частями кладки: внутренней - огнеупорной С и наружной - обыкновенной С′.

5. При охарактеризованных в п.п. 1-4 приспособлениях применение, помимо прокладок в вертикальных швах кладки, еще и пластинчатых прокладок В (фиг. 5) в горизонтальных швах, каковые прокладки В размещаются с промежутками, заполняемыми раствором.

6. При охарактеризованных в п.п. 1-4 приспособлениях применение фасонных кирпичей с углублениями различной формы для помещения в них с зазорами соответствующих металлических вкладок при заполнении промежутков раствором.