Регулятор тяги для опалювального котла

Корисна модель відноситься до галузі теплотехніки і може бути використана при експлуатації опалювальних агрегатів, переважно газових опалювальних котлів, потужність яких знаходиться в межах 5-50 кіловат, для регулювання тяги. Відома, наприклад, конструкція регулятора тяги, яка містить терморегулятор і розташований у димовому патрубку шибер, які з'єднані між собою з допомогою важелів, тяг та рейково-шестерневого механізму (див. патент Росії №2002172 «Водогрейный котёл», публікація 30.10.1993, бюлетень №39-40). Відкриваючись або закриваючись, у залежності від температурного стану котла й відповідно терморегулятора, шибер збільшує або зменшує поперечний переріз димового патрубка, що й забезпечує регулювання тяги. Недоліком регулятора тяги за патентом Росії №2002172 є складний і коштовний багатоланковий механізм для надання руху шиберу від зусилля терморегулятора. Складність механізму разом з не дуже високою надійністю й обмеженим терміном роботи терморегулятора знижують корисність від винаходу. Відомий також регулятор тяги, в основу якого покладена конструкція з клапаном, біметалевою пластиною і спеціальним достатньо складним механізмом, з допомогою якого здійснюється передача зусилля від біметалевої пластини до клапана, встановленого у патрубку для виходу з опалювального агрегату продуктів згорання, (див. патент України №57848 "Водогрійний котел", публікація 15.07.2003, бюлетень №7). Пересуваючись, клапан (в описі до патенту №57848 він названий "відбійником") змінює поперечний переріз патрубка і таким чином регулює тягу. Недоліками регулятора тяги за патентом України №57848 є його складність, висока вартість, а також можливі відмови у роботі через вихід з ладу окремих елементів регулятора. За найближчий аналог прийнята конструкція за патентом України №41707 "Опалювач" (публікація 17.09.2001, бюлетень №8), призначена для регулювання тяги, що уявляє собою циліндричний корпус з вхідним та вихідним отворами (в описі до патенту №41707 він названий "дефлектором"), який надівають на патрубок з косим зрізом, призначений для виходу продуктів згорання з опалювача. Така конструкція, згідно опису до патенту, зменшує опір димових газів і поліпшує тягу. Але для ефективної роботи опалювача необхідно, щоб конструкція регулятора давала можливість не тільки поліпшувати тягу, а й, що навіть більш важливіше, зменшувати її, коли опалювач вже розігрівся і працює у стабільному режимі. Це необхідно для максимального використання опалювачем теплоти продуктів згорання, перш ніж вони з допомогою поліпшеної тяги будуть видалені з опалювача. Саме неспроможність конструкції за патентом України №41707 забезпечувати зменшення тяги в опалювачі є його суттєвою вадою, оскільки не дозволяє опалювачу після виходу на стабільні теплові параметри працювати в економічному режимі. Метою корисної моделі є створення простого за конструкцією, ефективного в роботі й недорогого у виготовленні регулятора тяги, який можна встановлювати безпосередньо на патрубку виходу продуктів згоряння з опалювального котла для забезпечення регулюванням тяги: - зниження температури продуктів згорання, що виходять з опалювального котла; - підвищення повноти передачі тепла від продуктів згорання до теплоносія; - економії палива; - підвищення коефіцієнту корисної дії котла. Поставлена мета досягається тим, що запропонований за корисною моделлю регулятор тяги з вхідним та вихідним отворами (див. фігури 1, 2, 3, 4), виконаний у вигляді металевого циліндричного типу корпусу, який містить: - заборник повітря 1 з вікнами 2 по периметру, призначений для забору навколишнього повітря (верхня частина корпусу); - стабілізатор 3 з вікнами 4 по периметру (обічайка в корпусі), призначений для стабілізації напряму руху продуктів згорання; - відбивач 5 з його тримачами 6, призначений для зміни осьового напряму руху продуктів згорання на кільцевий напрям (навколо відбивача); - посадочна горловина 7 з ободком 8, які призначені для посадки регулятора тяги на димовий патрубок опалювального котла. Працює регулятор тяги для опалювального котла наступним чином. Розігріті в опалювальному котлі продукти згорання виходячи з димового патрубка котла потрапляють через вхідний отвір (діаметр "d") посадочної горловини 7 (фіг.3) в регулятор тяги і рухаються вверх до зіткнення з відбивачем 5. Наштовхнувшись на відбивач, продукти згорання огинають його і підіймаються далі вверх по кільцевому отвору, внутрішнє коло якого утворене відбивачем, а зовнішнє - посадочною горловиною 7 та стабілізатором 3. Коли продукти згорання проходять вздовж стабілізатора, силою тяги через вікна 2 заборника та вікна 4 стабілізатора засмоктується навколишнє повітря. Температура навколишнього повітря значно нижча, ніж температура розігрітих продуктів згорання, що підіймаються. Завдяки цьому навколишнє повітря прагнучи опуститись вниз створює на них тиск і затримує їхній вихід з опалювального котла. Затримка виходу з опалювального котла продуктів згорання подовжує термін їхнього контакту в опалювальному котлі з теплоносієм і забезпечує суттєве покращення передачі температури від продуктів згорання до теплоносія. Температура продуктів згорання на виході з котла при цьому значно знижується, що у свою чергу знижує й тиск, який засмоктане навколишнє повітря справляло на продукти згорання, і вони вільно виходять з регулятора тяги в трубу. Далі температура продуктів згорання, що поступають з димового патрубка в регулятор тяги, знов підвищується, що підвищує й тиск на них засмоктаного навколишнього повітря, а це знов викликає чергову затримку їхнього виходу з опалювального котла. Таким чином, застосування запропонованого регулятора тяги при роботі опалювального котла, постійно забезпечує котлу економічний пульсаційно-циклічний характер виходу з нього продуктів згорання. Важливе значення для ефективної роботи регулятора тяги має вдалий експериментальний підбор співвідношень наступних площ його елементів: - площі поперечного перерізу отвору посадочної горловини 7; - площі поперечного перерізу кільцевого отвору, внутрішнє коло якого утворене відбивачем 5, а зовнішнє посадочною горловиною 7 та стабілізатором 3; - площі поперечного перерізу відбивача 5; - сумарної площі вікон заборника повітря; - сумарної площі вікон стабілізатора. Так, якщо площу поперечного перерізу отвору з діаметром d посадочної горловини прийняти за одиницю площі, то: - площа поперечного перерізу кільцевого отвору складе від неї 0,4-0,6; - площа поперечного перерізу відбивача складе від неї 0,4-0,6; - сумарна площа вікон заборника повітря складе від неї 0,4 - 0,6; - сумарна площа вікон стабілізатора складе від неї 0,3-0,5. Експериментально підібрані й вищенаведені співвідношення площ елементів регулятора тяги є оптимальними й відхилення від них у той чи інший бік призводить до суттєвого погіршення ефекту від регулювання або навіть до повного його зникнення. Проведені практичні випробування регулятора тяги сумісно з опалювальним котлом "Апарат опалювальний газовий побутовий з водяним контуром АОГВ-11,6-3, модель 2210", показали, що температура продуктів згорання на виході з димового патрубка котла знижується з 180-200°С до 40-60°С, а економія газового палива при цьому сягає 30-35%. На фігурах 1, 2, 3, 4 креслень регулятора тяги для опалювального котла зображені: фіг.1 - вид спереду; фіг.2 - вид зверху; фіг.3 - переріз А-А; фіг.4 - вид знизу. Позначення на фігурах: 1 - заборник повітря; 2 - вікна заборника; 3 - стабілізатор; 4 - вікна стабілізатора; 5 - відбивач; 6 - тримачі відбивача; 7 - посадочна горловина; 8 - ободок посадочної горловини; d - діаметр вхідного отвору посадочної горловини. Запропонована корисна модель "Регулятор тяги для опалювального котла" призначений в першу чергу для експлуатації з опалювальними котлами потужністю 5-50 кіловат, що працюють на газовому паливі. Але враховуючи, що за своєю конструкцією запропонований регулятор тяги разом з високою ефективністю набагато простіший, зручніший і надійніший, ніж відомі аналоги, він з успіхом може бути використаний практично у будьяких конструкціях опалювальних агрегатів, незалежно від виду призначеного для них палива. Виготовлення запропонованого регулятора тяги для опалювального котла може бути здійснено практично на будь-якому металообробному підприємстві, обладнаному штампувальним та вальцювальним обладнанням.