Спосіб створення тяги в димоході в момент запалення газового пристрою опалення приміщення та опалювальний котел газовий для його здійснення (варіанти)

Реферат: Спосіб створення тяги в димоході в момент запалення газового пристрою опалення приміщення, згідно з яким відкривають заслінку та проводять запалення пристрою опалення. В газовому пристрої опалення тимчасово на період запалення створюють розширений в 1,1-1,5 рази канал, що виконаний у теплообміннику і приймає участь в теплообміні. Зменшення поперечного перерізу каналу для видалення димогарних газів до розміру, що відповідає нормативним значенням, здійснюють лише після досягнення сталої тяги у димоході. Опалювальний котел газовий для здійснення вищезазначеного способу містить корпус, камеру згоряння, пальник, водяний теплообмінник з вертикальними жаровими трубами, турбулізатори та автоматику безпеки. Тубрулізатори встановлені в жарових трубах. Теплообмінник забезпечений додатковою жаровою трубою та заслінкою, що має можливість повного перекривання поперечного перерізу додаткової жарової труби. Замість додаткової жарової труби може бути декілька жарових труб, площа поперечного перерізу яких розширена в 1,1-1,5 рази по відношенню до площі, що відповідає режиму оптимального теплообміну і мінімально допустимої температури відхідних газів до димоходу. UA 101125 C2 (12) UA 101125 C2 UA 101125 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується побутових газових опалювальних пристроїв і може бути використаний для запуску систем опалення, димові труби в яких не мають додаткових засобів для створення початкової тяги при запуску зупиненого котла. Для опалення побутових приміщень використовують опалювальні пристрої, які при спалюванні теплоносія (наприклад, газу) крім виділення тепла також виділяють димові гази, які необхідно видаляти з приміщення. Особливістю запуску таких опалювальних пристроїв є те, що після тривалої перерви все елементи опалювального пристрою (особливо труба) мають температуру холодного приміщення. Важливим моментом при розпалюванні опалювального пристрою є наявність тяги в димовій трубі, яка залежить від багатьох факторів, наприклад, при перевищенні температури зовнішнього повітря над температурою приміщення створюється "зворотна" тяга, або при рівній температурі створюється "повітряна пробка". Все це заважає процедурі розпалювання, створює умови для потрапляння димових газів в приміщення. Відомий спосіб створення тяги в димоході в момент запалення пристрою опалення приміщення, при якому відкривають заслінку, звільняючи прохід для димових газів, створюють штучну місцеву тягу за рахунок підвищення температури в димоході, нагріваючи повітря на початку останнього за допомогою електротена, та проводять запалення пристрою опалення (див. патент на винахід РФ №2039912, МПК F23J 1/00, 1995 p.). Однак, наявність в димоході додаткових нагрівальних пристроїв не передбачена діючими на цей час стандартами. Крім того, забезпечення димоходу додатковим нагрівальним пристроєм створює необхідність змінювати конструкцію вже діючих нагрівальних пристроїв, зумовлює необхідність підводу до нагрівального пристрою електромережі. Наявність в димоході електротена зумовлює необхідність передбачення заходів для захисту його від перегріву в процесі роботи нагрівального пристрою після його запуску, а також оглядові вікна для обслуговування. Відомий котел для водяного опалення окремих приміщень та будинків з використанням природного газу, що містить топкову камеру, конвективну поверхню нагріву у вигляді камери прямокутних димогарних труб, причому останні виконані з приварними ребрами, що поділяють переріз димогарних труб на канали мінімально допустимого за умовами експлуатації розміру (див. патент України № 55655 А, МПК F24Η 1/00, 2003 p.). Однак, конструкцією даного котла не передбачена можливість створення підвищеної тяги при розпаленні котла після тривалого періоду відключення (наприклад після літнього періоду), що може призвести до потрапляння димових газів в приміщення (наприклад, в денний час, коли зовнішня температура короткочасно вища, ніж температура приміщення, яке передбачається опалювати). Задачею створення даних винаходів є створення способу створення тяги в димоході в момент запалення газового пристрою опалення приміщення з відсутністю початкової тяги, при якому тимчасово створюється підвищена тяга на частині шляху руху димових газів, що знаходиться в газовому котлі, що виключає необхідність модернізації конструкції справного димоходу, та створення опалювальних котлів, конструкція яких забезпечує реалізацію цього способу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що при здійсненні способу створення тяги в димоході в момент запалення газового пристрою опалення приміщення, при якому відкривають заслінку, створюючи вільний прохід для димових газів, та проводять запалення пристрою опалення, відповідно до винаходу в газовому пристрої опалення тимчасово на період запалення для видалення димогарних газів створюють розширений в 1,1-1,5 рази канал, що виконаний у теплообміннику і приймає участь в теплообміні, причому зменшення поперечного перерізу каналу для видалення димогарних газів до розміру, що відповідає нормативним значенням, здійснюють лише після досягнення сталої тяги у димоході. Крім того, розширений канал для видалення димогарних газів може бути створений за рахунок основних каналів, сумарна площа поперечного перерізу та теплообміну яких забезпечує оптимальний теплообмін і мінімально допустиму температуру відхідних газів від жарових труб до димоходу, і додаткового каналів для видалення димогарних газів, причому останній виконаний з опором, у 1,1-2,0 рази меншим опору для руху димогарних газів, ніж опір в основних каналах, при цьому розширений канал для видалення димогарних газів може бути також створений за рахунок виконання площі поперечного перерізу жарових труб у відповідності до умов режиму запалення опалювального котла та переміщенням шиберного затвора до положення "відкрито", а зменшення поперечного перерізу каналу для видалення димогарних газів до розміру, що забезпечує оптимальний теплообмін і мінімально допустиму температуру відхідних газів від жарових труб до димоходу, здійснюють шляхом переміщення шиберного затвора в положення "зачинено". 1 UA 101125 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача вирішується також за рахунок того, що опалювальний котел газовий, який містить корпус, камеру згоряння, пальник, водяний теплообмінник з вертикальними жаровими трубами, сумарна площа поперечного перерізу та теплообміну яких забезпечує оптимальний теплообмін і мінімально допустиму температуру відхідних газів до димоходу, турбулізатори, що встановлені в жарових трубах і сприяють найбільш ефективному теплообміну, та автоматику безпеки, відповідно до винаходу теплообмінник забезпечений додатковою жаровою трубою та заслінкою, що має можливість повного перекривання поперечного перерізу цієї додаткової жарової труби. Крім того, в опалювальному котлі газовому заслінка може бути виконана у вигляді пластини за розмірами, що відповідають розмірам поперечного перерізу додаткової жарової труби, та встановлена на останній за допомогою шарніра. Поставлена задача вирішується також за рахунок того, що опалювальний котел газовий, який містить корпус, камеру згоряння, пальник, водяний теплообмінник з вертикальними жаровими трубами, сумарна площа поперечного перерізу та теплообміну яких забезпечує оптимальний теплообмін і мінімально допустиму температуру відхідних газів до димоходу, турбулізатори, що встановлені в жарових трубах і сприяють найбільш ефективному теплообміну, та автоматику безпеки, відповідно до винаходу, теплообмінник виконаний з жаровими трубами, площа поперечного перерізу яких відповідає режиму запалення опалювального котла і розширена в 1,1-1,5 рази по відношенню до площі, що відповідає режиму оптимального теплообміну і мінімально допустимої температури відхідних газів до димоходу, причому жарові труби забезпечені шиберним затвором, який у відкритому стані забезпечує сумарну площу поперечного перерізу жарових труб, яка відповідає режиму запалення, а в закритому стані - оптимальному теплообміну і мінімально допустимій температурі відхідних газів до димоходу. Крім того, в опалювальному котлі газовому шиберний затвор може бути встановлений на жарових трубах за допомогою напрямних з можливістю поздовжнього переміщення в останніх та виконаний з вікнами за кількістю, що відповідає кількості жарових труб. Створення в газовому пристрої опалення тимчасово на період запалення для видалення димогарних газів розширений в 1,1-1,5 рази канал, що виконаний у теплообміннику і приймає участь в теплообміні, причому зменшення поперечного перерізу каналу для видалення димогарних газів до розміру, що відповідає нормативним значенням, здійснюють лише після досягнення сталої тяги у димоході, дозволяє зменшити опір руху димових газів, що збільшує швидкість руху димових газів і зменшує теплообмін в пристрої опалення та приводить до збільшення температури газів на виході з пристрою опалення (перед началом димоходу), що в свою чергу збільшує підйомну силу цих газів і збільшує тягу в димоході - пробивається "повітряна пробка" (або відбувається зміна "зворотної" тяги на нормальну), димохід починає прогріватись до створення сталої тяги. Забезпечення теплообмінника додатковою жаровою трубою та заслінкою, що має можливість повного перекривання поперечного перерізу цієї додаткової жарової труби дозволяє в разі необхідності збільшити площу поперечного перерізу для проходження димових газів, що зменшує опір руху димових газів, збільшує швидкість руху димових газів і зменшує теплообмін в пристрої опалення та приводить до збільшення температури газів на виході з пристрою опалення (перед началом димоходу), що в свою чергу збільшує підйомну силу цих газів і збільшує тягу в димоході - пробивається "повітряна пробка" (або відбувається зміна "зворотної" тяги на нормальну), димохід починає прогріватись до створення сталої тяги. Виконання теплообмінника з жаровими трубами, площа поперечного перерізу яких відповідає режиму запалення опалювального котла і розширена в 1,1-1,5 рази по відношенню до площі, що відповідає режиму оптимального теплообміну і мінімально допустимої температури відхідних газів до димоходу, причому жарові труби забезпечені шиберним затвором, який у відкритому стані забезпечує сумарну площу поперечного перерізу жарових труб, яка відповідає режиму запалення, а в закритому стані - оптимальному теплообміну і мінімально допустимої температурі відхідних газів до димоходу дозволяє в разі необхідності збільшувати площу поперечного перерізу для проходження димових газів, що зменшує опір руху димових газів, збільшує швидкість руху димових газів і зменшує теплообмін в пристрої опалення та приводить до збільшення температури газів на виході з пристрою опалення (перед началом димоходу), що в свою чергу збільшує підйомну силу цих газів і збільшує тягу в димоході - пробивається "повітряна пробка" (або відбувається зміна "зворотної" тяги на нормальну), димохід починає прогріватись до створення сталої тяги. Використання пропонованих способу створення тяги в димоході в момент запалення газового пристрою опалення приміщення та опалювальних котлів газових для його здійснення 2 UA 101125 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дозволяє на час запалення опалювального пристрою забезпечити наступний технічний результат: збільшується площа поперечного перерізу каналу для проходження димових газів; зменшується опір руху димових газів; збільшується швидкість руху димових газів; зменшується теплообмін в пристрої опалення, що приводить до збільшення температури димових газів на виході з пристрою опалення (перед началом димоходу); збільшується підйомна сила димових газів і збільшується тяга в димоході, що пробиває "повітряну пробку" (або відбувається зміна "зворотної" тяги на нормальну). Крім того: виключаються умови для потрапляння димових газів в приміщення. На фіг. 1 представлений опалювальний котел газовий, що пропонується, з теплообмінником, забезпеченим додатковою жаровою трубою та заслінкою, загальний вигляд, на фіг. 2 - перетин А-А на фіг. 1, на фіг. 3 - перетин А-А на фіг. 1 з відкритою заслінкою, на фіг. 4 представлений опалювальний котел газовий з шиберним затвором, що пропонується, з теплообмінником, з жаровими трубами, площа поперечного перерізу яких відповідає режиму запалення опалювального котла, загальний вигляд, на фіг. 5 - перетин Б-Б на фіг. 4 - шиберний затвор відкритий (режим розпалювання), на фіг. 6 - перетин Б-Б на фіг. 4 - шиберний затвор закритий (режим роботи котла з оптимальним теплообміном). Опалювальний котел газовий з додатковою жаровою трубою містить корпус 1, камеру згоряння 2, пальник 3, водяний теплообмінник 4 з вхідним 5 та вихідним 6 патрубками, з вертикальними жаровими трубами 7, сумарна площа поперечного перерізу та теплообміну яких забезпечує оптимальний теплообмін і мінімально допустиму температуру відхідних газів до димоходу 8, турбулізатори 9, що встановлені в жарових трубах 7 і сприяють найбільш ефективному теплообміну, автоматику безпеки 10, причому теплообмінник 4 забезпечений додатковою жаровою трубою 11 та заслінкою 12, що встановлена на осі 13 з можливістю повороту за допомогою рукоятки 14 і повного перекривання поперечного перерізу цієї додаткової жарової труби 11. Котел також забезпечений контуром гарячої води з вхідним 15 та вихідним 16 патрубками. Опалювальний котел газовий з шиберним затвором містить корпус 21, камеру згоряння 22, пальник 23, водяний теплообмінник 24 з вхідним 25 та вихідним 26 патрубками з вертикальними жаровими трубами 27, сумарна площа поперечного перерізу та теплообміну яких забезпечує оптимальний теплообмін і мінімально допустиму температуру відхідних газів до димоходу 28, турбулізатори 29, що встановлені в жарових трубах 27 і сприяють найбільш ефективному теплообміну, та автоматику безпеки ЗО, причому теплообмінник 24 виконаний з жаровими трубами 27, площа поперечного перерізу яких відповідає режиму запалення опалювального котла і розширена в 1,1-1,5 рази по відношенню до площі, що відповідає режиму оптимального теплообміну і мінімально допустимої температури відхідних газів до димоходу 28, при цьому жарові труби 27 забезпечені шиберним затвором 31, який у відкритому стані забезпечує сумарну площу поперечного перерізу жарових труб 27, яка відповідає режиму запалення, а в закритому стані - оптимальному теплообміну і мінімально допустимої температурі відхідних газів до димоходу 28. Котел також забезпечений контуром гарячої води з вхідним 32 та вихідним 33 патрубками. Спосіб створення тяги в димоході в момент запалення газового пристрою опалення приміщення, що заявляється, здійснюють наступним чином. В опалювальному котлі газовому з додатковою жаровою трубою відкривають заслінку в димоході приміщення, яке опалюється, (на кресленні не показані), створюючи вільний прохід для димових газів. В газовому пристрої опалення тимчасово на період запалення для видалення димогарних газів створюють розширений в 1,1-1,5 рази канал. Для цього, рукояткою 14 повертають заслінку 12 в вертикальне положення (див. фіг. 3), звільняючи прохід для димових газів в додатковій жаровій трубі 11. Далі природний газ подають в пальник 3. Процес горіння здійснюється в камері згоряння 2. Продукти горіння проходять в жарові труби 7 поміж турбулізаторів 9 і віддають свою енергію теплоносію, що знаходиться в водяному теплообміннику 4. Охолоджені продукти горіння поступають в димохід 8 і видаляються в димохід приміщення, далі за межі приміщення. Одночасно з цим продукти горіння потрапляють також в додаткову жарову трубу 11, в якій швидкість їх руху значно перевищує швидкість руху продуктів горіння в жарових трубах 7 внаслідок відсутності в них перепон (турбулізатори 9 встановлені тільки в жарових трубах 7). Тому продукти горіння не встигають повністю віддати свою енергію теплоносію і потрапляють в димохід 8 з підвищеною температурою. Змішуючись з димовими газами, що вийшли із жарових труб 7, вони підвищують загальну температуру відхідних димових газів, що потрапляють в димохід приміщення. Підйомна сила цих димових 3 UA 101125 C2 5 10 15 20 25 газів збільшується, що збільшує тягу в димоході - пробивається "повітряна пробка" (або відбувається зміна "зворотної"" тяги на нормальну), димохід починає прогріватись до створення сталої тяги, по досягненні якої заслінку 12 повертають в горизонтальне положення, перекривається додаткова жарова труба 11 і опалювальний пристрій переходить в режим видалення димогарних газів до розміру, що відповідає нормативним значенням. В опалювальному котлі газовому з шиберним затвором відкривають заслінку в димоході приміщення, яке опалюється, (на кресленні не показані), створюючи вільний прохід для димових газів. В газовому пристрої опалення тимчасово на період запалення для видалення димогарних газів створюють розширений в 1,1-1,5 рази канал. Для цього, шиберний затвор 31 встановлюють у відкрите положення (див. фіг. 5), звільняючи прохід для димових газів в жарових трубах 27. Далі природний газ подають в пальник 3. Процес горіння здійснюється в камері згоряння 2. Продукти горіння проходять в жарові труби 27 поміж турбулізаторів 29 і віддають свою енергію теплоносію, що знаходиться в водяному теплообміннику 24. Охолоджені продукти горіння поступають в димохід 28 і видаляються в димохід приміщення, далі за межі приміщення. Але в зв'язку з тим, що жарові труби 27 виконані з перевищенням їх поперечного перерізу в 1,1-1,5 рази від розміру, що відповідає нормативним значенням (оптимального теплообміну і мінімально допустимої температури відхідних газів до димоходу), швидкість проходження продуктів горіння через жарові труби 27 підвищена. Тому продукти горіння не встигають повністю віддати свою енергію теплоносію і потрапляють в димохід 28 з підвищеною температурою. Підйомна сила цих димових газів збільшена, що збільшує тягу в димоході пробивається "повітряна пробка" (або відбувається зміна "зворотної" тяги на нормальну), димохід починає прогріватись до створення сталої тяги, по досягненні якої шиберний затвор 31 задвигають в закрите положення (див. фіг.6), швидкість руху димових газів зменшується і опалювальний пристрій переходить в режим видалення димогарних газів до розміру, що відповідає нормативним значенням. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 55 1. Спосіб створення тяги в димоході в момент запалення газового пристрою опалення приміщення, при якому відкривають заслінку, створюючи вільний прохід для димових газів, та проводять запалення пристрою опалення, який відрізняється тим, що в газовому пристрої опалення тимчасово на період запалення для видалення димогарних газів створюють розширений в 1,1-1,5 рази канал, що виконаний у теплообміннику і приймає участь в теплообміні, причому зменшення поперечного перерізу каналу для видалення димогарних газів до розміру, що відповідає нормативним значенням, здійснюють лише після досягнення сталої тяги у димоході. 2. Спосіб створення тяги в димоході в момент запалення газового пристрою опалення приміщення за п. 1, який відрізняється тим, що розширений канал для видалення димогарних газів створюють за рахунок основних каналів, сумарна площа поперечного перерізу та теплообміну яких забезпечує оптимальний теплообмін і мінімально допустиму температуру відхідних газів від жарових труб до димоходу, і додаткового каналів для видалення димогарних газів, причому останній виконаний з опором, у 1,1-2,0 рази меншим опору для руху димогарних газів, ніж опір в основних каналах. 3. Спосіб створення тяги в димоході в момент запалення газового пристрою опалення приміщення за п. 1, який відрізняється тим, що розширений канал для видалення димогарних газів створюють за рахунок виконання площі поперечного перерізу жарових труб у відповідності до умов режиму запалення опалювального котла та переміщенням шиберного затвора до положення "відкрито", а зменшення поперечного перерізу каналу для видалення димогарних газів до розміру, що забезпечує оптимальний теплообмін і мінімально допустиму температуру відхідних газів від жарових труб до димоходу, здійснюють шляхом переміщення шиберного затвора в положення "зачинено". 4. Опалювальний котел газовий, що містить корпус, камеру згоряння, пальник, водяний теплообмінник з вертикальними жаровими трубами, сумарна площа поперечного перерізу та теплообміну яких забезпечує оптимальний теплообмін і мінімально допустиму температуру відхідних газів до димоходу, турбулізатори, що встановлені в жарових трубах і сприяють найбільш ефективному теплообміну, та автоматику безпеки, який відрізняється тим, що теплообмінник забезпечений додатковою жаровою трубою та заслінкою, що має можливість повного перекривання поперечного перерізу цієї додаткової жарової труби. 4 UA 101125 C2 5 10 15 5. Опалювальний котел газовий за п. 4, який відрізняється тим, що заслінка виконана у вигляді пластини за розмірами, що відповідають розмірам поперечного перерізу додаткової жарової труби, та встановлена на останній за допомогою шарніра. 6. Опалювальний котел газовий, що містить корпус, камеру згоряння, пальник, водяний теплообмінник з вертикальними жаровими трубами, сумарна площа поперечного перерізу та теплообміну яких забезпечує оптимальний теплообмін і мінімально допустиму температуру відхідних газів до димоходу, турбулізатори, що встановлені в жарових трубах і сприяють найбільш ефективному теплообміну, та автоматику безпеки, який відрізняється тим, що теплообмінник виконаний з жаровими трубами, площа поперечного перерізу яких відповідає режиму запалення опалювального котла і розширена в 1,1-1,5 рази по відношенню до площі, що відповідає режиму оптимального теплообміну і мінімально допустимої температури відхідних газів до димоходу, причому жарові труби забезпечені шиберним затвором, який у відкритому стані забезпечує сумарну площу поперечного перерізу жарових труб, яка відповідає режиму запалення, а в закритому стані - оптимальному теплообміну і мінімально допустимої температурі відхідних газів до димоходу. 7. Опалювальний котел газовий за п. 6, який відрізняється тим, що шиберний затвор встановлений на жарових трубах за допомогою напрямних з можливістю поздовжнього переміщення в останніх та виконаний з вікнами за кількістю, що відповідає кількості жарових труб. 5 UA 101125 C2 6 UA 101125 C2 7 UA 101125 C2 8 UA 101125 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9