ТОПОЧНАЯ КАМЕРА И ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КОТЕЛ, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКУЮ КАМЕРУ
FURNACE CHAMBER AND HEATING BOILER CONTAINING SUCH CHAMBER

Настоящей заявкой испрашивается приоритет по корейской патентной заявке №10-2019-0064794, поданной в Ведомство по интеллектуальной собственности Кореи 31 мая 2019, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к топочной камере и отопительному котлу, содержащему такую камеру. Более конкретно, изобретение относится к топочной камере, содержащей воздушную прослойку, образованную в корпусе топочной камеры на внутренней боковой стенке топочной камеры, и к отопительному котлу, содержащему такую камеру.
Уровень техники
В общем, газовый отопительный котел нагревает помещение путем сжигания топлива, нагрева теплофикационной воды в теплообменнике с помощью вырабатываемого при сжигании топлива тепла, и циркуляции нагретой теплофикационной воды в расположенной в помещении трубе.
Кроме того, газовый отопительный котел обеспечивает тепло путем подачи поступившего через газовый клапан и газоподающую трубу газа в газовую горелку и переноса выработанного тепла в теплообменник через внутреннюю часть изолированной топочной камеры для нагрева теплофикационной воды в теплообменнике.
При работе изделия в топочной камере отопительного котла создается высокотемпературное пламя. Тепло, излучаемое наружу, может ухудшать износостойкость частей и увеличивать риск возгорания. Таким образом, общее впечатление от изделия ухудшается.
Обычно для решения этой проблемы используется изолирующий эффект воздушной прослойки, которая создается между расположенным на внутренней боковой стенке топочной камеры изоляционным элементом и топочной камерой. Кроме того, для получения такой воздушной прослойки прикрепляется отдельная пластина, на которую опирается изоляционный элемент.
Однако обычно используемый в топочной камере изоляционный элемент, главным образом, содержит хрупкий материал. Следовательно, при создании воздушной прослойки изоляционный элемент может легко разрушаться. Кроме того, прикрепление отдельной пластины для опоры изоляционного элемента и предотвращения его разрушения может увеличивать производительные затраты.
Раскрытие сущности изобретения
Задачей настоящего изобретения является решение вышеописанных проблем из предшествующего уровня техники с сохранением известных преимуществ.
В соответствии с одним из аспектов изобретения предложена топочная камера, позволяющая минимизировать ухудшение износостойкости расположенных снаружи от нее частей путем эффективного уменьшения теплового излучения наружу из внутренней части топочной камеры при работе изделия, и отопительный котел, содержащий такую камеру.
В соответствии с другим аспектом изобретения предложена топочная камера, в которой между изоляционным элементом и корпусом образована воздушная прослойка без размещения в корпусе отдельной пластины, что позволяет снизить материальные затраты и усовершенствовать способ изготовления изделия таким образом, чтобы повысить производительность и обеспечить конкурентоспособность сточки зрения затрат, и отопительный котел, содержащий такую камеру.
Решаемые настоящим изобретением технические проблемы не ограничены вышесказанным, и любые другие, не упомянутые выше, технические проблемы станут ясны специалисту в данной области техники из описания, которое будет приведено ниже.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения топочная камера для отопительного котла содержит корпус, содержащий образованное в нем топочное пространство, и изоляционный элемент, прикрепленный к внутренней поверхности корпуса. Корпус содержит вспененную часть, представляющую собой выгнутую наружу область внутренней поверхности корпуса, причем изоляционный элемент прикреплен к корпусу таким образом, чтобы закрыть эту вспененную часть для создания воздушной прослойки между вспененной частью и изоляционным элементом.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, отопительный котел содержит горелку для протекания реакции горения, теплообменник для нагрева воды для обеспечения обогрева или получения горячей воды с помощью тепла, выработанного в ходе реакции горения, и топочную камеру, расположенную между горелкой и теплообменником и содержащую пламя, образуемое в процессе реакции горения. Топочная камера содержит корпус, содержащий топочное пространство, образованное в корпусе, и изоляционный элемент, прикрепленный к внутренней поверхности корпуса. Корпус содержит вспененную часть, представляющую собой выгнутую наружу область внутренней поверхности корпуса, причем изоляционный элемент прикреплен к корпусу для создания воздушной прослойки между вспененной частью и изоляционным элементом.
Как раскрыто выше, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения использование топочной камеры отопительного котла и отопительного котла, содержащего такую камеру, позволяет значительно уменьшить излучение тепла из внутренней части топочной камеры наружу при работе изделия за счет изоляционного элемента и воздушной прослойки. Соответственно, можно минимизировать снижение износостойкости расположенных снаружи от топочной камеры частей и обеспечить безопасность для повышения качества изделия.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, поскольку в корпусе выполнена вспененная часть, между изоляционным элементом и корпусом может быть создана воздушная прослойка без размещения в корпусе отдельной пластины. Таким образом, это позволяет снизить материальные затраты и усовершенствовать способ изготовления изделия таким образом, чтобы повысить производительность и обеспечить конкурентоспособность с точки зрения затрат.
Краткое описание чертежей
Эти и другие задачи, отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения поможет понять подробное описание, которое будет приведено ниже со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 в виде примера представлен вид в аксонометрии отопительного котла в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 2 представлен разрез по линии А-А на фиг. 1.
На фиг. 3 представлен разрез по линии В-В на фиг. 1.
На фиг. 4 представлен увеличенный фрагмент части с фиг. 3.
На фиг. 5 представлен вид в аксонометрии части корпуса в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 6 представлен в увеличенном масштабе разрез части с фиг. 2.
На фиг. 7 представлен вид в аксонометрии крепежного отверстия, используемого в настоящем изобретении.
На фиг. 8 представлен вид, иллюстрирующий места замера температур на передней, задней, левой боковой и правой боковой поверхностях корпуса топочной камеры при проведении испытания эффекта настоящего изобретения.
На фиг. 9 представлена таблица, иллюстрирующая данные теплового изображения, указывающие результаты испытания на замеры температур в местах по фиг. 8 и на сравнительных образцах.
Осуществление изобретения
Ниже некоторые варианты настоящего изобретения будут описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.
Варианты осуществления, которые будут описаны ниже, позволят специалисту в данной области техники понять технические отличия топочной камеры и отопительного котла, содержащего такую камеру, в соответствии с настоящим изобретением. Однако изобретение не ограничено вариантами осуществления, которые будут описаны ниже, и технические признаки не ограничены вариантами осуществления, которые будут описаны ниже. Возможны различные модификации без отклонения от сущности настоящего изобретения.
На фиг. 1-3 представлен отопительный котел 10 в соответствии с одним из вариантов осуществления, содержащий горелку 20, теплообменник 30 и топочную камеру 100.
Горелка 20 предназначена для протекания реакции горения. Горелка 20 может осуществлять реакцию горения с помощью смеси, полученной из смесительной камеры. При протекании реакции горения образуется пламя, и вырабатывается тепло и газ сгорания.
Теплообменник 30 нагревает воду для обеспечения обогрева или получения горячей воды с помощью тепла, выработанного в ходе реакции горения. Более конкретно, в теплообменник 30 поступает тепло вместе с образованным в ходе реакции горения пламенем и образованным в ходе реакции горения газом сгорания, нагревая теплофикационную воду. Также на чертеже представлен не описанный нагнетательный вентилятор 50.
Топочная камера 100 расположена между горелкой 20 и теплообменником 30 и содержит пламя, образуемое при протекании реакции горения. Горелка 20 может быть расположена на верхней стороне топочной камеры 100, а теплообменник 30 может быть расположен на ее нижней стороне, относительно основного направления «I», являющегося направлением потока газа сгорания, образованного горелкой 20. Топочная камера 100 содержит пламя, образуемое при протекании реакции горения, причем газ сгорания может протекать в теплообменник 30 в основном направлении «I». В этом случае, излучение наружу тепла, выработанного во внутреннем пространстве топочной камеры 100, может снижать износостойкость части и приводить к потере тепла.
Для решения этой проблемы топочная камера 100 в соответствии с изобретением содержит корпус 110 и изоляционный элемент 130.
В корпусе 110 содержится топочное пространство. Более конкретно, корпус 110 может содержать множество боковых стенок, окружающих топочное пространство. Для удобства изложения, среди множества боковых стенок, боковая стенка, через которую проходит воспламеняющий элемент 60 для воспламенения горелки 20, обозначена как первая боковая стенка 110а, а боковая стенка, отличная от первой боковой стенки 110а, обозначена как вторая боковая стенка 110b. Ссылочной позицией 121 обозначена вспененная часть первой боковой стенки 110а, а ссылочной позицией 122 обозначена вспененная часть второй боковой стенки 110b.
Изоляционный элемент 130 расположен на внутренней поверхности корпуса 110. Корпус 110 содержит вспененную часть 120, представляющую собой выгнутую наружу область внутренней поверхности корпуса 110, причем изоляционный элемент 130 прикреплен к корпусу 110 таким образом, что между вспененной частью 120 и изоляционным элементом 130 образована воздушная прослойка 150.
Более конкретно, изоляционный элемент 130 может быть прикреплен по меньшей мере к части боковой стенки, составляющей корпус 110. Изоляционный элемент 130 может минимизировать перенос тепла, выработанного в топочной камере 100 в результате реакции горения, наружу от топочной камеры 100 через внутреннюю поверхность корпуса 110 в топочной камере 100.
Кроме того, вспененная часть 120 в корпусе 110 может быть выполнена в виде выгнутой наружу области внутренней поверхности боковой стенки корпуса 110, причем изоляционный элемент 130 прикреплен к внутренней поверхности корпуса 110 таким образом, что между изоляционным элементом 130 и вспененной частью 120 образуется воздушная прослойка 150. Иными словами, воздушная прослойка 150 может быть расположена между изоляционным элементом 130 и вспененной частью 120. Вспененная часть 120, выполненная по меньшей мере на одной из множества боковых стенок, может быть выполнена путем напенивания выполненной в форме пластины боковой стенки, которая подлежит вдавливанию и выгибанию наружу с внутренней стороны корпуса 110.
В соответствии с настоящим изобретением изоляционный элемент 130 и воздушная прослойка 150 могут эффективно уменьшить излучение тепла наружу из внутренней части топочной камеры 100 при работе изделия. Таким образом, может быть уменьшено ухудшение износостойкости расположенной снаружи от топочной камеры 100 части, и обеспечена безопасность, что улучшает качество изделия.
Кроме того, в соответствии с изобретением вспененная часть 120 выполнена в корпусе 110 с образованием воздушной прослойки 150 между изоляционным элементом 130 и корпусом 110 без необходимости размещения в корпусе 110 отдельной пластины. Это позволяет снизить затраты и усовершенствовать способ изготовления изделия, обеспечивая повышенную производительность и конкурентоспособность с точки зрения затрат.
В то же время, изоляционный элемент 130 в соответствии с изобретением может быть выполнен в виде пластины и прикреплен к корпусу 110. Кроме того, изоляционный элемент может быть выполнен из материала, обладающего гибкостью. Например, изоляционный элемент 130 может содержать прошитый стеклянный мат, выполненный из гибкого материала. Однако такой тип изоляционного элемента 130 не является ограничивающим, и этот элемент может быть выполнен из материалов различных типов, если только эти материалы обладают изоляционными свойствами и являются гибкими.
Более конкретно, на изоляционный элемент 130 может воздействовать пламя, образуемое в корпусе 110, причем для изоляционного элемента 130 в топочной камере 100 обычно применяется хрупкий материал. Таким образом, обычно для опоры изоляционного элемента 130 используется отдельная пластина, предотвращающая разрушение изоляционного элемента 130 под воздействием пламени. Изоляционный элемент 130 в соответствии с изобретением содержит гибкий материал. Таким образом, разрушение изоляционного элемента от воздействия пламени можно легко предотвратить, так что указанная проблема может быть решена. Кроме того, это может минимизировать растрескивание или разрушение изоляционного элемента 130 из-за его пластичности даже в том случае, когда между изоляционным элементом 130 и корпусом 110 расположена воздушная прослойка 150.
Поверхность изоляционного элемента 130, соответствующая внутренней поверхности корпуса 110, может быть выполнена шире, чем вспененная часть 120. Кроме того, край изоляционного элемента 130 может быть установлен в таком месте, что он отходит от края вспененной части 120 внутренней поверхности корпуса 110.
Более конкретно, изоляционный элемента 130 может быть выполнен таким образом, чтобы он был шире области, предназначенной для вспененной части 120. Кроме того, изоляционный элемент 130 может быть прикреплен к корпусу 110 таким образом, чтобы край изоляционного элемента 130 был расположен снаружи от края вспененной части 120, покрывая, таким образом, всю область, предназначенную для вспененной части 120. Это позволяет эффективно предотвратить попадание образующегося в топочной камере 100 газа сгорания в воздушную прослойку 150.
Кроме того, с учетом того, что поток газа сгорания движется в основном направлении «I», ясно, что изоляционный элемент 130, прикрепленный к области, ширина которой превышает ширину вспененной части 120, уменьшает возможность попадания газа сгорания в воздушную прослойку 150. Более конкретно, как можно видеть на фиг. 2 и 3, поскольку газ сгорания, образованный в горелке 20, движется в направлении теплообменника 30, являющемся основным направлением «I», газ сгорания должен образовывать U-образный поток в направлении, противоположном основному направлению «I», таким образом, чтобы газ сгорания, проходящий в основном направлении «I», проходил между изоляционным элементом 130 и боковой стенкой (см. направления «II» и «III»). Это происходит потому, что край изоляционного элемента 130 выполнен таким образом, что он отходит от края вспененной части 120. Однако когда при работе изделия образуется пламя, такой U-образный обратный поток в действительности невозможен. Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением газ сгорания не может поступать в воздушную прослойку 150.
Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением изоляционный элемент 130 прикреплен к области, которая шире вспененной части 120, таким образом, что его край выступает за край вспененной части 120, сохраняя изоляционные свойства воздушной прослойки 150.
Однако изоляционный элемент 130 может быть выполнен таким образом, чтобы он не был перекрыт областью установки горелки 20 и областью установки теплообменника 30. Иными словами, как можно видеть на чертеже, верхний конец изоляционного элемента 130 может быть расположен под теплообменником 30, а нижний конец изоляционного элемента 130 может быть расположен над горелкой 20.
В то же время, изоляционный элемент 130 может быть прикреплен к корпусу 110 с помощью адгезива 140, нанесенного на область внутренней поверхности корпуса 110, не содержащую вспененной части 120. Более конкретно, изоляционный элемент 130 может быть прикреплен непосредственно к корпусу с помощью адгезива 140, и для поддержки изоляционного элемента 130 и его прикрепления к корпусу 110 не требуется отдельный элемент.
Иными словами, корпус 110 может содержать изоляционную боковую стенку, содержащую вспененную часть 120 и выполненную в форме одиночной пластины, как одна из множества боковых стенок, окружающих газ сгорания. Воздушная прослойка 150 может не содержать никакой другой промежуточной пластины, отличной от пластины изоляционной боковой стенки, непосредственно между вспененной частью 120 и изоляционным элементом 130 изоляционной боковой стенки. Для удобства изложения, изоляционной боковой стенкой может являться та боковая стенка из множества образующих корпус 110 боковых стенок, которая содержит вспененную часть 120.
В то же время, как можно видеть на фиг. 2, 6 и 7, корпус 110 может содержать первую боковую стенку 110а, содержащую воспламеняющий элемент 60, проходящий через первую боковую стенку 110 для воспламенения горелки, причем первая боковая стенка 110а является одной из множества боковых стенок окружающих топочное пространство. Первая боковая стенка 110а может содержать не содержащую вспененной части 121 область 110а' воспламенения, расположенную в тесном контакте с изоляционным элементом 130 и содержащую монтажное отверстие 111, через которое проходит воспламеняющий элемент 60.
Более конкретно, если боковая стенка из множества образующих корпус 110 боковых стенок, через которую проходит воспламеняющий элемент 60, обозначается ссылочной позицией 110а для удобства изложения, область 110а' воспламенения первой боковой стенки 110 не содержит вспененной части 121, так что область 110а' воспламенения может находиться в тесном контакте с изоляционным элементом 130. Это позволяет предотвратить попадание воздуха в воздушную прослойку 150 или его вытекание из воздушной прослойки 150 через монтажное отверстие 111.
Кроме того, как можно видеть на фиг. 6 и 7, изоляционный элемент 130 может содержать сквозное отверстие 131, выполненное в месте, соответствующим монтажному отверстию 111, причем первая боковая стенка 111а может дополнительно содержать отогнутую часть 112, которая отогнута от края монтажного отверстия 111 к изоляционному элементу 130 и вставлена в сквозное отверстие 131.
Отогнутая часть 112 заполняет зазор между боковой стенкой 110а и изоляционным элементом 130 в области 110а' воспламенения первой боковой стенки 110а, таким образом предотвращая попадание воздуха в воздушную прослойку 150 или его вытекание из воздушной прослойки 150.
В то же время, как можно видеть на фиг. 4 и 5, корпус 110 может дополнительно содержать опорную часть 115, выступающую по направлению к изоляционному элементу 130 для поддержания его нижнего конца.
Опорная часть 115 может быть выполнена различным образом, если только она выступает от корпуса 110. Например, как показано на фиг. 5, на краю образующей корпус 110 боковой стенки 110b может быть расположен монтажный элемент 114, который может быть согнут для установки изоляционного элемента 130, причем опорная часть 115 может быть выполнена путем сгибания части монтажного элемента 114 таким образом, чтобы соответствовать месту установки изоляционного элемента 130. Однако опорная часть 115 может быть выполнена иначе. В соответствии с настоящим изобретением опорная часть 115 поддерживает нижний конец изоляционного элемента 130, таким образом минимизируя провисание и падение изоляционного элемента 130 и его отклонение от корпуса 110.
В соответствии с вариантом осуществления по фиг. 6, конструкция 21 горелки 20 может быть расположена под изоляционным элементом 130 для предотвращения его падения и отклонения. В этом случае нижний конец изоляционного элемента 130 может проходить к конструкции 21 горелки 20 под изоляционным элементом 130.
На фиг. 8 и 9 представлен эксперимент, в ходе которого испытывался изолирующий эффект, и результат эксперимента в соответствии с изобретением. На фиг. 8 представлены места замера температур на передней, задней, левой боковой и правой боковой поверхностях корпуса 110 топочной камеры 100 в ходе эксперимента по испытанию эффекта настоящего изобретения, а на фиг. 9 представлена таблица, иллюстрирующая данные теплового изображения, указывающие результаты испытаний замера температур в местах по фиг. 8 и температуры сравнительных испытаний.
Экспериментальные образцы 1-3 и сравнительный образец по фиг. 9 иллюстрируют результаты замера температур с помощью тепловизионной камеры в 28 точках (см. фиг. 8) соответствующих боковых стенок, передней поверхности, задней поверхности, левой и правой боковых поверхностей, образующих корпус 110. В экспериментальном образце 1 в качестве изоляционного элемента 130 использовался прошитый стеклянный мат, и в корпусе 110 отсутствовала вспененная часть 120. В экспериментальном образце 2 в качестве изоляционного элемента 130 использовался прошитый стеклянный мат, и на каждой из его сторон имелась вспененная часть 120 толщиной 3Т. В экспериментальном образце 3 в качестве изоляционного элемента 130 использовался прошитый стеклянный мат, и на каждой из его сторон имелась вспененная часть 120 толщиной 5Т. Кроме того, в сравнительном испытании в качестве изоляционного элемента 130 использовался хрупкий материал, и вспененная часть 120 отсутствовала.
При сравнении экспериментальных образцов со сравнительным образцом в отношении средней температуры на основе результата по фиг. 9 можно видеть, что средняя температура экспериментального образца, в котором путем формирования вспененной части 120 получали воздушную прослойку 150, ниже, чем средняя температура сравнительного образца. Кроме того, можно видеть, что средняя температура понижается при увеличении толщины воздушной прослойки 150 за счет увеличения толщины вспененной части 120. Следовательно, результат эксперимента показывает, что излучение тепла из топочной камеры 100 наружу может быть уменьшено без использования отдельного элемента для образования воздушной прослойки 150, а только путем образования вспененной части 120 в корпусе 110.
Как описано выше, в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения, использование топочной камеры для отопительного котла и отопительного котла, содержащего такую камеру, может эффективно уменьшить излучение тепла наружу из внутреннего пространства топочной камеры при работе изделия благодаря изоляционному элементу и воздушной прослойке. Следовательно, это может уменьшить ухудшение износостойкости части, расположенной снаружи топочной камеры, и обеспечить безопасность для улучшения качества изделия.
Кроме того, в соответствии с изобретением, поскольку вспененная часть выполняется в корпусе, воздушная прослойка может быть выполнена между изоляционными элементом и корпусом без размещения в корпусе отдельной пластины. Следовательно, это позволяет снизить материальные затраты и усовершенствовать способ изготовления изделия таким образом, чтобы повысить производительность и обеспечить конкурентоспособность с точки зрения затрат.
Хотя настоящее изобретение описано со ссылками на предпочтительные варианты его осуществления и прилагаемые чертежи, оно не ограничено этими вариантами и может подвергаться специалистами в данной области техники различным модификациям и изменениям без отклонений от сущности изобретения, ограниченной прилагаемой формулой изобретения.