СПОСОБ ОТВОДА ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
METHOD FOR DISCHARGE OF COMBUSTION PRODUCTS

Изобретение относится к отопительным печам и может быть использовано при разработке печей и нагревательных устройств для приготовления пищи и отопления помещения.
Известна мусоросжигательная печь секционной структуры, содержащая прямую закрытую трубу с отверстиями, расположенными по ее длине, которая предназначена для подачи воздуха в топку. Труба подачи воздуха вставлена в топку через отверстие, выполненное в верхней части топки. Воздух в трубу подают при помощи вентилятора. Воздух струится сквозь отверстия трубы и участвует при интенсивном сгорании топлива, в данном случае - мусора (патент EP 0636840 A1, МПК F24B 1/00, 5/00).
Данный способ подачи и распределения воздуха в камере сгорания и устройство сгорания пригодны для безопасного и интенсивного сжигания мусора, но не эффективны для длительного экономичного сжигания топлива.
Известен способ отвода продуктов сгорания из зоны горения, преимущественно для бытовых печей, заключающийся в отводе продуктов сгорания из зоны горения печи через дымоход, содержащий, как минимум, дымовую трубу, выполненную, предпочтительно, в виде полого тонкостенного цилиндра, имеющую устройства для перекрытия ее проходного сечения и для входа/выхода продуктов сгорания, при этом, по крайней мере, одну секцию дымохода, предпочтительно, соединяющую зону горения с дымовой трубой, выполняют с возможностью ее вращения вокруг продольной оси трубопровода и последующей фиксации в выбранном положении, причем оси входной и выходной частей указанной секции выполняют пересекающимися, предпочтительно, лежащими в одной плоскости с осью дымохода, при этом поток продуктов сгорания направляют через указанную секцию в упомянутый дымоход, причем направление потока продуктов сгорания на начальном участке движения по отношению к печи изменяют путем изменения положения упомянутой секции по отношению к дымоходу, при этом входную часть дымохода устанавливают под углом 180°, а также оси входной и выходной частей указанной секции выполняют под углом 90° и 180° (US 2009032013 A, F24B 1/18, 05.02.2009 - прототип).
Недостаток данного способа отвода продуктов сгорания заключается в значительной сложности конструкции дымохода и недостаточно высоких массово-габаритных характеристиках печи, обусловленных конструкцией места входа дымохода в топку печи
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание способа отвода продуктов сгорания, применение которого позволит упростить конструкцию печи и улучшить ее массово-габаритные характеристики и условия обслуживания и эксплуатации печи.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном способе отвода продуктов сгорания из зоны горения, преимущественно для бытовых печей, заключающемся в отводе продуктов сгорания из зоны горения печи через дымоход, содержащий, как минимум, дымовую трубу, выполненную, предпочтительно, в виде полого тонкостенного цилиндра, имеющую устройства для перекрытия ее проходного сечения и для входа/выхода продуктов сгорания, согласно изобретению, по крайней мере, одну секцию дымохода, предпочтительно соединяющую зону горения с дымовой трубой, выполняют с возможностью ее вращения вокруг продольной оси трубопровода и последующей фиксации в выбранном положении, причем оси входной и выходной частей указанной секции выполняют пересекающимися, предпочтительно, лежащими в одной плоскости с осью дымохода, при этом поток продуктов сгорания направляют через указанную секцию в упомянутый дымоход, причем направление потока продуктов сгорания на начальном участке движения по отношению к печи изменяют путем изменения положения упомянутой секции по отношению к дымоходу, при этом входную часть дымохода устанавливают под углом 135° к вертикальной оси печи, а оси входной и выходной частей указанной секции выполняют пересекающимися под углом 135°.
В варианте применения способа входную и выходную части указанной секции сопрягают между собой по кривой, предпочтительно по дуге окружности.
В варианте применения способа входную и выходную части указанной секции сопрягают между собой по дуге окружности, причем радиус сопряжения R выбирают из соотношения R=(40…65)S, где: R - радиус сопряжения частей секции между собой, S-толщина стенки секции.
Верхнее значение указанного соотношения выбирают исходя из того, что при дальнейшем его увеличении происходит увеличение радиуса сопряжения и, соответственно, ухудшение массово-габаритных характеристик дымохода.
Нижнее значение указанного соотношения выбирают исходя из того, что при дальнейшем его уменьшении происходит гофрообразование на внутренней поверхности секции, что приводит к образованию концентраторов напряжения и прогоранию секции в местах образования гофров.
В варианте применения способа длину прямолинейной выходной части указанной секции, от точки ее сопряжения с входной частью, выбирают в пределах L=(0,5…10)D, где: L - длина прямолинейной выходной части секции, D - диаметр.
Верхнее значение указанного соотношения выбирают исходя из того, что при дальнейшем его увеличении происходит ухудшение массово-габаритных характеристик печи.
Нижнее значение указанного соотношения выбирают, исходя из того, что при дальнейшем его уменьшении происходит ухудшение условий прилегания подвижной части секции к неподвижной части дымохода.
В варианте применения способа указанная секция выполнена, как, минимум, из двух участков, предпочтительно трех и более, сопряженных между собой, причем входной и выходной участки выполняют прямолинейными цилиндрическими.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана подвижная секция дымохода для реализации указанного способа, на фиг.2 - печь с отводом продуктов сгорания вверх, на фиг.3 - печь с отводом продуктов сгорания назад или вбок-вправо/влево, на фиг.4 - печь с отводом продуктов сгорания вверх в аксонометрии, на фиг.5 - печь с отводом продуктов сгорания назад в аксонометрии, на фиг.6 - печь с отводом продуктов сгорания вбок-вправо/влево в аксонометрии. На фигурах обозначен угол α - угол между секциями.
Предложенный способ может быть реализован при помощи печи следующей конструкции.
Печь 1 содержит зону горения 2. В верхней части зоны горения 2 установлен патрубок 3. На патрубке 3 установлена с возможностью изменения своего положения по отношению к корпусу печи 1 секция 4, соединенная с дымоходом 5, включающим дымовую трубу 6. За счет изменения положения секции 4 по отношению к корпусу печи 1 при ее развороте вокруг оси вращения на 180/90° происходит изменение направления движения продуктов сгорания - либо вверх и далее в дымовую трубу 6, либо назад или вбок-вправо/влево и далее вверх в дымовую трубу 6. Такое конструктивное выполнение дымохода 5 позволяет обеспечить требуемое направление отвода продуктов сгорания за счет изменения положения секции 4, не изменяя при этом положения самой печи 1.
Предложенный способ при помощи указанной печи реализуется следующим образом.
Продукты сгорания, получаемые в зоне горения 2 печи 1, отводятся через патрубок 3, установленный в верхней части зоны горения 2 корпуса печи 1, и далее поступают через секцию 4, выполненную с возможностью изменения своего положения по отношению к корпусу печи 2, в дымоход 5, включающий дымовую трубу 6. За счет изменения положения секции 4 по отношению к корпусу печи при ее развороте вокруг оси вращения на 180/90° происходит изменение направления движения продуктов сгорания - либо вверх и далее в дымовую трубу 6, либо назад или вбок-вправо/влево и далее вверх в дымовую трубу 6. Такое конструктивное выполнение дымохода 5 позволяет обеспечить требуемое направление отвода продуктов сгорания за счет изменения положения секции 4.
Проведенные автором и заявителем испытания полноразмерного образца предложенного дымохода для реализации предложенного способа подтвердили правильность заложенных конструкторско-технологических решений и предложенных критериев.
Использование предложенного технического решения позволит упростить конструкцию печи, улучшить ее массово-габаритные характеристики и условия обслуживания и эксплуатации печи.