ПЕЧЬ, ВОЗДУХОВОД И ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ НЕЕ
OVEN, AIR DUCT AND HEAT EXCHANGER FOR IT

Изобретение относится к конструкции печей и может быть использовано, например, для сжигания твердого топлива.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является печь, содержащая топку, камеру дожига, теплообменник, канал газохода и трубу для дымоудаления, связанные между собой, причем камера дожига расположена в топке и выполнена в виде горизонтально расположенной цилиндрической трубы и снабжена вихреобразователем и воздуховодом в виде дополнительной трубы, расположенной по оси трубы камеры дожига (см. патент RU №2276755, опубл. 20.05.2006).
Недостатком известного технического решения является сложность конструкции вихреобразователя камеры дожига, недостаточная эффективность сжигания топлива.
Технической задачей предлагаемой конструкции является упрощение конструкции печи и повышение эффективности сжигания топлива. Для выполнения поставленной технической задачи предлагается печь, содержащая корпус, топку, камеру дожига, теплообменник, канал газохода и трубу для дымоудаления, связанные между собой, причем камера дожига расположена в топке и выполнена в виде горизонтально расположенной цилиндрической трубы и снабжена вихреобразователем и воздуховодом в виде дополнительной трубы, расположенной по оси трубы камеры дожига, при этом труба дожига ближе к передней стенке топки снабжена продольными прорезями с образованием лопастей, а вихреобразователь выполнен в виде загнутых лопастей, причем каждая из лопастей закручена с плавным увеличением угла от 0 до 35 градусов в направлении к передней стенке топки, а отверстие трубы с торца заглушено, кроме того, камера дожига снабжена дополнительными отверстиями в нижней части трубы камеры дожига.
Отличительной особенностью предлагаемой конструкции печи является то, что труба дожига ближе к передней стенке топки снабжена продольными прорезями с образованием лопастей, а вихреобразователь выполнен в виде загнутых лопастей, причем каждая из лопастей закручена с плавным увеличением угла от 0 до 35 градусов в направлении к передней стенке топки, а отверстие трубы с торца заглушено, кроме того, камера дожига снабжена дополнительными отверстиями в нижней части трубы камеры дожига.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению воздуховода трубы дожига печи является воздуховод (см. патент RU №2276755, опубл. 20.05.2006).
Недостатком его является недостаточная эффективность перемешивания дымовых газов с воздухом и неполное их сгорание.
Технической задачей предлагаемой конструкции является повышение эффективности сгорания отходящих газов, упрощение конструкции и возможность плавной регулировки подачи воздуха.
Для выполнения поставленной технической задачи предлагается воздуховод трубы дожига печи, в котором с торца трубы воздуховода выполнены продольные прорези с образованием лопастей, при этом каждая лопасть с торца закручена, причем угол закрутки меняется от 0 в начале до 35 градусов к концу лопасти, причем отверстие трубы с торца заглушено пластиной, а труба воздуховода снабжена устройством для регулирования подачи воздуха, выполненным, например, в виде заслонки, представляющей собой конус с основанием, равным внутреннему диаметру трубы, при этом вершина конуса направлена к выходному отверстию трубы и совмещена с ее осью, а заслонка имеет возможность передвижения вдоль оси трубы воздуховода.
Отличительной особенностью предлагаемой конструкции является то, что в трубе воздуховода с торца выполнены продольные прорези с образованием лопастей, при этом каждая лопасть с торца закручена, причем угол закрутки меняется от 0 в начале до 35 градусов к концу лопасти, причем отверстие трубы с торца заглушено пластиной, а труба воздуховода снабжена устройством для регулирования подачи воздуха, выполненным, например, в виде заслонки, представляющей собой конус с основанием, равным внутреннему диаметру трубы, при этом вершина конуса направлена к выходному отверстию трубы и совмещена с ее осью, а заслонка имеет возможность передвижения вдоль оси трубы воздуховода.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению теплообменника является теплообменник, содержащий пустотелую камеру, соединенную каналом газохода с топкой и трубой для дымоудаления (см. патент RU №2281433, опубл. 10.08.2006).
Недостатком его является недостаточная эффективность.
Технической задачей предлагаемой конструкции является повышение эффективности теплоотдачи, упрощение конструкции, уменьшение сопротивления движению газов.
Для выполнения поставленной технической задачи предлагается теплообменник для печи, содержащий пустотелую камеру, соединенную каналом газохода с топкой и трубой для дымоудаления, при этом пустотелая камера выполнена в виде емкости цилиндрической формы с двумя отверстиями, выполненными в ее боковой стенке, вблизи противоположных торцов емкости, при этом одно отверстие соединено с помощью канала газохода с камерой дожига, а ось его расположена тангенциально к боковой поверхности емкости теплообменника и камеры дожига, другое отверстие соединено с трубой для дымоудаления, расположенной тангенциально боковой поверхности теплообменника.
Отличительной особенностью предлагаемой конструкции является то, что пустотелая камера выполнена в виде емкости цилиндрической формы с двумя отверстиями, выполненными в ее боковой стенке, вблизи противоположных торцов емкости, при этом одно отверстие соединено с помощью канала газохода с камерой дожига, а ось его расположена тангенциально к боковой поверхности емкости теплообменника и камеры дожига, другое отверстие соединено с трубой для дымоудаления, расположенной тангенциально боковой поверхности теплообменника.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен вид на печь в разрезе, на фиг.2 - вид на камеру дожига с торца (фото), на фиг.3 - вид на процесс горения в камере дожига (фото с торца камеры).
Печь содержит топку 1, камеру дожига 2, теплообменник 3, и трубу для дымоудаления 4, связанные между собой каналами газохода. Камера дожига 2 расположена в топке 1 и выполнена в виде горизонтально расположенной цилиндрической трубы 5 и снабжена вихреобразователем и воздуховодом в виде дополнительной трубы 6, расположенной по оси трубы камеры дожига 2. Труба дожига 2 ближе к передней стенке топки 1 снабжена продольными прорезями 7 с образованием лопастей 8, причем каждая из лопастей закручена с плавным увеличением угла от 0 до 35 градусов в направлении к передней стенке топки 1 с образованием вихреобразователя, а отверстие трубы дожига 2 с торца заглушено пластиной 9. Камера дожига 2 снабжена дополнительными отверстиями 10 в нижней части трубы камеры дожига. В трубе 6 воздуховода с торца выполнены продольные прорези 11 с образованием лопастей 12. Каждая лопасть 12 с торца закручена, причем угол закрутки меняется от 0 в начале до 35 градусов к концу лопасти. Отверстие трубы 6 с торца заглушено пластиной 13. Труба 6 воздуховода снабжена устройством для регулирования подачи воздуха, выполненного в виде заслонки 14, представляющей собой конус с основанием, равным внутреннему диаметру трубы 6, при этом вершина 15 конуса 14 направлена в сторону выходного отверстия трубы 6 и совмещена с ее осью, а заслонка имеет возможность передвижения вдоль оси трубы воздуховода с помощью ручки 16.
Теплообменник 3, содержащий пустотелую камеру, выполнен в виде емкости цилиндрической формы с двумя отверстиями 17, 18, выполненными в ее боковой стенке, вблизи противоположных торцов емкости. Отверстие 17 соединено с помощью канала газохода в виде, например, дополнительной трубы 19 с камерой дожига 2, а ось его расположена тангенциально к боковой поверхности емкости теплообменника 3 и камеры дожига 2, а другое отверстие 18 соединено с трубой для дымоудаления 4. Труба для дымоудаления 4 соединена тангенциально со стенкой теплообменника 3. Печь снабжена заслонкой 20 подачи воздуха в топку 1 и заслонкой 21, расположенной в трубе для дымоудаления 4.
Работа устройства заключается в следующем. В топке 1 происходит газогенерация и частичное сгорание топлива, например дров, угля. Выделяемое при этом тепло нагревает трубу 2 камеры дожига 2, расположенную в верхней части топки. Режим газогенерации регулируется регулятором подачи воздуха 20. Газ и несгоревшие частицы топлива поступают в отверстия продольных прорезей 7 вихреобразователя, и далее в камеру дожига 2. При этом лопатки 8 вихреобразователя придают движению газа и частиц вихревой характер.
В камеру дожига 2 через трубу 6 подается воздух, который с помощью лопаток 12 закручивается и имеет также вихревой характер. Процесс подачи воздуха регулируется путем перемещения конуса 14 вдоль трубы 6.
Газ, частицы несгоревшего топлива и свежего воздуха интенсивно перемешиваются по всему объему, что способствует интенсивному горению частиц несгоревшего топлива и газа. Разогретые стенки камеры дожига способствуют повышению температуры реакции внутри камеры дожига. При этом выделяется дополнительное тепло. Высокая температура позволяет более эффективно использовать теплотворную способность топлива. Процесс сгорания частиц в камере дожигания регулируется конусом 14. Дымовые газы из камеры дожига 2 через трубу 19 поступают в теплообменник 3. Благодаря тангенциальному подсоединению трубы 19 дымовые газы по теплообменнику 3 совершают вращательное вихревое движение, при этом отдается большее количество тепла. Выполнение камеры дожига в виде трубы 5 и установка вихреобразователя в виде лопаток позволяют получить вихревое движение газовоздушной смеси, увеличить время соприкосновения ее с горячей трубой 5 камеры дожига 2, увеличить время нахождения газов в камере дожига, интенсифицировать процесс ее горения, увеличить полноту сгорания топлива, повысить экономичность печи.
Введение в систему воздуховода 6 с лопатками 12 позволяет перемешать воздух с дымовыми газами в камере 2 дожига по всему объему камеры и обеспечить более интенсивное горение отходящих газов. Снабжение камеры дожига 2 отверстиями 10 обеспечивает быстрый поджиг дымовых газов в момент разогрева печи и стабильность горения в период догорания топлива.