КОТЕЛ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ И ПАРА

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности, к теплогенераторам и может быть использована для автономного отопления и горячего водоснабжения индивидуальных жилых домов, административных и социально-бытовых сооружений.
Известен котел (патент на полезную модель №119860, опубл. 27.08.2012)., содержащий корпус, озонатор, инвертор напряжения, нагнетающий насос с электродвигателем, воздуховод и топочную камеру, включающую коллектор дымовых газов, теплообменник и термоэлектрический преобразователь напряжения, выход которого через инвертор напряжения связан с озонатором и электродвигателем нагнетающего насоса, а выход озонатора посредством воздуховода соединен с топочной камерой.
Недостатком такого котла является низкая эффективность интенсификации горения топлива из-за подачи озоно-воздушной смеси в топочную камеру в непрерывном режиме.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является дополнительная интенсификация горения, проявляющаяся в снижении потребления топлива и улучшении состава продуктов сгорания за счет подачи озоно-воздушной смеси в топочную камеру в импульсном режиме.
Такой технический результат достигается тем, что в котле для приготовления горячей воды и пара, содержащем корпус, озонатор, инвертор напряжения, нагнетающий насос с электродвигателем, воздуховод и топочную камеру, включающую коллектор дымовых газов, теплообменник и термоэлектрический преобразователь напряжения, выход которого через инвертор напряжения связан с озонатором и электродвигателем нагнетающего насоса, а выход озонатора посредством воздуховода соединен с топочной камерой, в воздуховоде, между нагнетающим насосом и топочной камерой, установлен газоструйный излучатель акустических колебаний низкого давления..
На фиг.1 представлен разрез котла для приготовления горячей воды и пара.
Котел для приготовления горячей воды и пара содержит корпус 1 с размещенной в нем топочной камерой 2, в верхней части которой расположен коллектор 3 дымовых газов, теплообменник 4 и термоэлектрический преобразователь 5. Выход термоэлектрического преобразователя 5 связан со входом инвертора 6 напряжения. Выходы инвертора 6 напряжения связаны с озонатором 7 и электродвигателем 8 нагнетающего насоса 9. Выход озонатора 7 посредством воздуховода 10 через последовательно соединенные нагнетающий насос 9 и газоструйный излучатель 11 акустических колебаний низкого давления подведен к топочной камере 2.
Котел для приготовления горячей воды и пара работает следующим образом. Нагреваемая вода (или теплоноситель системы отопления), подается внутрь корпуса 1 котла, где проходит через теплообменник 4. В топочной камере 2 осуществляется горение топлива, сопровождающееся выделением теплоты и нагревом воды в теплообменнике 4. Продукты сгорания, а также дымовые газы поднимаются в верхнюю часть топочной камеры 2 и удаляются в окружающую среду через коллектор 3 дымовых газов.
Термоэлектрический преобразователь 5, находясь под влиянием разно-температурных сред в топочной камере 2, в соответствии с явлением Зеебека, преобразует часть тепловой энергии, производимой котлом, в электрическую энергию. Эта электрическая энергия подводится ко входу инвертора 6 напряжения, который формирует переменное напряжение, подаваемое к озонатору 7 и к электродвигателю 8 нагнетающего насоса 9.
В озонаторе 7 происходит озонирование воздуха за счет барьерного разряда. Электродвигатель 8 приводит в движение нагнетающий насос 9, который перемещает образовавшуюся озоно-воздушную смесь по воздуховоду 10 через газоструйный излучатель 11 акустических колебаний низкого давления в топочную камеру 2. Газоструйный излучатель 11 акустических колебаний низкого давления представляет собой механический генератор звуковых и ультразвуковых колебаний, не имеющий движущихся частей. Источником энергии этих колебаний служит кинетическая энергия озоно-воздушной среды. Действие газоструйного излучателя 11 акустических колебаний низкого давления основано на создании в струе пульсирующего режима течения. Возникающие при периодическом сжатии и разрежении озоно-воздушной смеси колебания среды излучаются в пространство в виде акустических волн. Пульсации потока являются следствием возникновения автоколебаний при взаимодействии струи с твердым препятствием в виде заостренного стержня. Газоструйный излучатель 11 акустических колебаний низкого давления работает при дозвуковом режиме истечения струи. При импульсной подаче озоно-воздушной смеси в топочную камеру 2 достигается эффект дополнительной интенсификации горения за счет активного перемешивания компонентов горючей смеси энергией нестационарных вихрей и интенсивной газификации камель или твердых частиц топлива. Последнее также приводит к уменьшению эмиссии монооксида углерода. Кроме того, импульсное горение топлива определяет отсутствие пространственно стационарных фронтов горения и, следовательно, обеспечивает пространственно сглаженные поля температур. А это, в свою очередь, является причиной уменьшения эмиссии оксидов азота.
При этом происходит повышение температуры реакционной смеси и увеличение скорости горения.
Заявляемая полезная модель сокращает расход топлива (например, при использовании в качестве топлива природного газа уменьшение его расхода составляет в среднем 10%). Кроме того, одновременно происходит сокращение содержания монооксида углерода и оксидов азота в продуктах сгорания на 5%, удаляемых в атмосферу через коллектор дымовых газов.