УСТРОЙСТВО ВЫВОДА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ИЗ КАМЕРЫ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА В МОМЕНТ ОТКРЫВАНИЯ ДВЕРКИ

Полезная модель относится к конструкции печей, котлов, каминов и их элементов. Данное изобретение может быть использовано при разработке нагревательных устройств с топкой, в конструкции которой предусмотрено оборотное дымоудаление.
Движение циркуляционного потока дымовых газов не исключает выброс продуктов сгорания в открытую дверку топки, что вызывает задымление в помещении. Наиболее нежелательными являются нисходящие дымовые потоки в зоне дверки. Если в момент открывания дверки не усилить тягу в дымоход, то существует опасность выхода дыма через дверку, со всеми вытекающими из этого неприятными последствиями.
Известен механизм вывода газов из топливного бункера в период загрузки топлива через загрузочную поворотную дверку, патент РФ №2447365, МПК F23J 13/02, F23M 7/00, публикация 10.04.12. Механизм содержит корпус котла, топливный бункер, загрузочную поворотную дверцу, шиберную задвижку, установленную между дымоходным каналом и топливным бункером. Шиберная задвижка установлена перпендикулярно дверному полотну загрузочной поворотной дверцы, а шибер закреплен изнутри к ней и имеет возможность поворачиваться вместе с дверным полотном. Шибер имеет на поверхности грани паз, в который входит седло шиберной задвижки. Так как шибер и седло шиберной задвижки находятся в зоне высоких температур, возникают термические поводки металла, из которых сделаны эти детали. Это может привести к невозможности сопряжения паза шибера и седла, а в дальнейшем к неполному закрытию дверки. Кроме этого, деформированный шибер не будет полностью перекрывать прямой дымоходный канал.
Известно устройство для вывода пиролизных газов из топливного бункера по патенту РФ №2724392, МПК F23M 7/.00, F23J 11/.00, публикация 23.06.2020. Устройство содержит корпус котла, топливный бункер, загрузочную поворотную дверцу, имеющую дверную коробку, дверное полотно, фигурную пластину, выполненную по периметру дверного полотна, при этом, кромка дверной коробки является седлом, торцевая поверхность фигурной пластины входит в сопряжение с седлом при закрытии загрузочной поворотной дверцы Верхняя наружная поверхность дверного полотна выполнена над седлом, и входит в сопряжение с дымоходным каналом при закрытии загрузочной поворотной дверцы, располагаясь под ним, при этом, дымоходный канал соединен с каналом вывода пиролизных газов.
Термические поводки шибера с пазом и седла снижают вероятность сопряжения этих частей шиберной задвижки. Кроме этого, требуется точная геометрия дымоходного канала и верхней наружной поверхности дверного полотна, иначе не будет выполнено условие их сопряжения и перекрытия потока движения пиролизных газов в дымоходный канал.
Известно устройство для сжигания топлива по патенту РФ №2561196, МПК F24B 1/00, F24B 13/00, публикация 20.08.2015, содержащее топку, оборотный дымовой канал, дымоход, дверку, закрывающее устройство, дымовое отверстие, которое в процессе открывания дверки переходит из рабочего закрытого положения в открытое положение, при этом дымовое отверстие открывает вход в прямой вытяжной канал и находится в передней части топки на высоте, обеспечивающей его полное перекрытие закрывающим устройством, которое представляет собой металлическую пластину, жестко установленную в верхней части дверки горизонтально или практически горизонтально, при этом, площадь пластины является необходимой и достаточной для перекрытия дымового отверстия. Угол поворота дверки достаточный для исключения дымления и составляет от 5° до 90°. Площадь дымового отверстия составляет от 0,2 до 3 площади сечения дымохода.
Как и в выше описанных патентах, термические поводки закрывающей пластины могут привести к тому, что прямой вытяжной канал не будет перекрываться полностью. Также это может привести к неполному закрытию дверки отопительного устройства или ее заклиниванию.
Наиболее близким известным техническим решением в качестве прототипа является механизм вывода газов из камеры сжигания топлива в период открытия загрузочной поворотной дверцы в топливном бункере, патент РФ №2704059, МПК F23J 11/00, публикация 23.10.2019 г. Механизм вывода газов из камеры сжигания топлива, в период открытия герметичной поворотной дверцы в топливном бункере, содержит корпус котла, топливный бункер, камеру сжигания топлива в топливном бункере, поворотную дверцу, шиберную задвижку, установленную между дымоходным каналом и топливным бункером перпендикулярно дверному полотну поворотной дверцы. Шибер закреплен изнутри к дверному полотну и имеет возможность поворачиваться вместе с дверным полотном, а седлом является торцевая поверхность перегородки. Шиберная задвижка установлена между первым и вторым дымогарными каналами, начиная снизу.
Так как шибер, выполненный из плоских фигурных пластин, и седло шиберной задвижки находятся в зоне высоких температур, возникают термические поводки металла, из которых сделаны эти детали. Это может привести к невозможности сопряжения паза шибера и седла, а в дальнейшем к неполному закрытию дверки и перекрытию дымоходного канала. Кроме этого, в патенте описана конструкция котла, это значит, что седло шиберной задвижки находится на водонаполненной перегородке. Эта перегородка и седло не будут подвержены температурным поводкам в такой степени, как сама шибер, а следовательно не будет совместного «провисания» этих элементов.
Задачей полезной модели является повышение эксплуатационных свойств, удобства и надежности работы нагревательных устройств с камерой сжигания, в конструкции которой предусмотрено оборотное дымоудаление.
Учитывая анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что проблема выброса продуктов сгорания в открытую дверку топки, является актуальной на сегодняшний день.
Задача решается благодаря тому, что в устройстве вывода дымовых газов из камеры сжигания топлива в момент открывания дверки, содержащем шиберную задвижку, включающую шибер и узел позиционирования шибера, при этом шибер, установленный между дымоходным каналом и камерой сжигания топлива представляет собой металлическую пластину, закрепленную изнутри поворотной дверцы, перпендикулярно ей или практически перпендикулярно и с возможностью вращаться вместе с дверцей, согласно формуле полезной модели, узел позиционирования выполнен на уровне расположения шибера и представляет собой паз, образованный направляющими, по меньшей мере, на одной стороне по периметру сечения прямого дымоходного канала.
Указанная задача решается так же тем, что направляющие, образующие паз, снабжены отгибами, придающими жесткость конструкции.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».
Шибер, зафиксированный со всех сторон в пазах, образованных направляющими и жестко прикрепленный к дверке, в меньшей степени подвержен термической деформации, а следовательно и повышается качество перекрывания прямого дымоходного канала при закрывании дверки. В том случае, если все-таки, деформация шибера происходит, то она происходит вместе с направляющими, образующими пазы. Это позволяет сохранить качественное сопряжение деталей. Кроме этого, шибер попадая в паз, образует лабиринтное соединение в виде малого зазора сложной извилистой формы и препятствует проникновению дымовых газов.
На направляющих, образующих пазы, в который заходит шибер, выполнены отгибы по всей длине для усиления жесткости конструкции.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
на фиг. 1 представлена конструктивная схема устройства для сжигания топлива с закрытой дверкой
на фиг. 2 - конструктивная схема устройства для сжигания топлива с открытой дверкой
на фиг. 3 - вид А, узел входа шибера в паз, образованный направляющими на боковой стороне камеры горения
на фиг. 4 - вид Б, узел входа шибера в паз, выполненный направляющими на отбойнике.
На фиг. 5 - вид устройства с открытой дверкой в аксонометрической проекции.
В примере конкретного выполнения устройство вывода дымовых газов из многооборотной камеры 1 сжигания топлива в момент открывания дверки 2, содержит шиберную задвижку, которая включает шибер 3 и узел позиционирования шибера 3 в момент закрывания дверки. Площадь пластины является необходимой и достаточной для перекрытия прямого дымоходного канала. Узел позиционирования шибера 3 включает направляющие 4, которые жестко закреплены на боковых стенках 5 камеры 1 сжигания и на отбойнике 6 дымовых газов. Отбойник 6 формирует прямой дымоходный канал 7, который находится в передней части камеры 1 сжигания. Указанные направляющие 4 образуют пазы 8 на боковых стенках 5 и паз 9 на отбойнике 6. Таким образом, пазы 8 и паз 9 выполнены по периметру входа в прямой дымоходный канал и на уровне движения шибера 3. Ширина паза выбрана эмпирическим путем в зависимости от толщины шибера. Камера 1 сжигания топлива оснащена дымооборотной системой 10 и дымоходом 11.
Предложенное устройство для вывода дымовых газов из многооборотной камеры сжигания топлива в момент открывания дверки, работает следующим образом.
При загрузке топлива в камеру сгорания 1, открывают загрузочную поворотную дверку 2, поворачивая ее вокруг оси. Так как шибер 3 жестко связан с дверкой 2, происходит его выдвижение из пазов 8, выполненных на боковых сторонах камеры 1 сжигания и из паза 9 на отбойнике 6. Шибер 3, так же как дверка 2, совершает поворотное движение вокруг оси дверки.
В начальной фазе горения особенно велика вероятность выхода дыма через открытую дверку. Причиной является большой объем холодных дымовых газов в начальный период горения топлива. Второй причиной выхода дымовых газов в открытую дверку являются слабая тяга из-за холодного дымохода. При открытой дверке 2, шибер 3 открывает прямой дымоходный канал 7, который соединен с дымоходом 11. Усиливается тяга и поток дымовых газов устремляется в прямой дымоходный канал 7, минуя каналы дымооборотной системы 10, и затем в дымоход 11. После розжига топлива закрывают дверку 2. Шибер 3, вращается вместе с дверкой 2. Одной стороной, ближней к оси вращения дверки 2, шибер 3. заходит в паз 8, образованный направляющими 4 на боковой стороне 5 камеры сжигания топлива По мере закрывания дверки 2, противоположная сторона шибера 3 заходит в паз 8, образованный направляющими 4, расположенными на противоположной боковой стороне 5 камеры 1 сжигания и затем торцевая часть шибера 3 входит в паз 9, образованный на отбойнике 6. При закрытой дверки, шибер 3 полностью перекрывает поток движения продуктов сгорания по прямому дымоходному каналу 7, и поток продуктов сгорания направляют в дымооборотную систему 10 и далее выходит наружу через дымоход 11. Таким образом, шибер 3 оказывается зафиксирован с трех сторон в пазах, образованных направляющими 4 и жестко прикреплен к дверце 2.
Происходит фиксация шибера и полное перекрытие прямого дымоходного канала.
Данный механизм позволяет предотвратить поступление газов в помещение при открытии загрузочной поворотной дверки и создает удобство в обслуживании. Предлагаемое решение имеет широкий потребительский спрос и промышленное применение.