Спосіб регулювання тяги опалювального котла

Корисна модель відноситься до галузі теплотехніки і може бути використана для регулювання тяги при експлуатації опалювальних агрегатів, переважно газових опалювальних котлів з потужністю від 5 до 50 кіловат, що призначені для опалення помешкань. Найбільш поширеним способом регулювання тяги в опалювальних котлах є спосіб, в основу якого покладений принцип змінювання площі поперечного перерізу труби для ви ходу з котла продуктів згорання шляхом встановлення в димовому патрубку шибера, або клапана, які з допомогою механізму перекривають частину отвору в патрубк у і таким чином змінюють тягу. Наприклад, за патентом Росії №2002172 «Водогрейный котёл» (публікація 30.10.1993, бюлетень №39-40) процес регулювання тяги відбувається змінюванням поперечного перерізу димового патрубка встановленим у патрубку шибером. За патентом України № 57848 "Водогрійний котел" (публікація 15.07.2003, бюлетень №7) тягу регулюють встановленим у витяжній трубі клапаном (в описі до патенту він названий "відбійником"). Недоліками такого процесу регулювання за обома вищенаведеними патентами є: - потреба у спеціальному, як правило, складному механізмі й автоматичному керуванні його роботою; - достатньо висока коштовність механізмів, що забезпечують процес регулювання; не завжди надійна робота механізмів, що регулюють тягу, внаслідок негативного впливу на них розжарених продуктів згорання. За найближчий аналог прийнятий патент України №18514 "Пристрій для регулювання тяги" (публікація 25.12.1997, бюлетень №12), де процес регулювання здійснюють способом подачі в димовий патрубок (в описі до патенту він названий газоходом) зовнішнього повітря. Для цього до димового патрубка підведена труба, яка сполучає його з атмосферним повітрям, а кількість повітря, що подають по цій трубі в димовий патрубок, регулюють встановленим в тр убі шибером з допомогою механізму з електродвигуном. Процесу регулювання тяги за аналогом притаманні ті ж самі недоліки, що і процесу за патентом Росії № 2002172 та за патентом України №57848, а саме, неможливість здійснення процесу без спеціального регулюючого механізму, який, з одного боку ускладнює процес й підвищує його коштовність, а з другого - частогусто через несправності буває причиною ненадійного регулювання тяги та відмов у роботі. Метою корисної моделі є створення простого, надійного, ефективного й недорогого процесу регулювання тяги, який можна здійснити без складних й дорогих механізмів, виключно шляхом забезпечення періодичної пульсації продуктів згорання при їхньому виході з димового патрубка. Поставлена мета досягається тим, що з допомогою регулятора тяги у вигляді насадки з вхідним й вихідним отворами та боковими вікнами (див. фігури №1, №2, №3, №4 креслень), який надівають на димовий патрубок, у ньому забезпечується циклічна пульсація продуктів згорання. Тобто продукти згорання, що на виході з котла можуть мати ще достатньо високу температуру (до 180200°С), гальмуються значно холоднішою хвилею атмосферного повітря, яке надходить у патрубок крізь бокові вікна регулятора тяги. Внаслідок затримки продукти згорання встигають набагато повніше віддати теплоносію накопичене тепло, у результаті чого їхня температура знижується до 40-60°С, тяга покращується і вони починають вільно виходити з котла, потім їхня температура поступово підвищується і цикл пульсацій знов повторюється. Здійснюється запропонований за корисною моделлю спосіб регулювання тяги 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. Наштовхн увшись на відбивач, продукти згорання огинають його і підіймаються далі вверх по кільцевому отвору, вн утрішнє коло якого утворене відбивачем, а зовнішнє - посадочною горловиною 7 та стабілізатором 3. Коли продукти згорання проходять вздовж стабілізатора, силою тяги через вікна 2 забірника 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 подальшу передачу 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, процес регулювання тяги постійно забезпечує опалювальному котлу економічний пульсаційноциклічний характер виходу з нього продуктів згорання. Важливе значення для здійснення ефективного пульсаційно-циклічного способу регулювання тяги має вдалий експериментальний підбор співвідношень наступних площ елементів регулятора: - площі поперечного перерізу отвор у 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 забірника 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 забірника повітря складе від неї 0,4-0,6; - сумарна площа вікон стабілізатора складе від неї 0,3-0,5. Експериментальне 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 способу регулювання 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 - забірник повітря; 2 - вікна забірника; 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 "Спосіб регулювання тяги для опалювального котла" призначена в першу чергу для опалювальних котлів потужністю 5-50 кіловат, що працюють на газовому паливі. Але враховуючи, що запропонований спосіб набагато простіше, зручніше, надійніше й ефективніше, ніж відомі аналоги, він з успіхом може бути використаний для регулювання тяги також на опалювальних агрегатах, що працюють на інших видах палива.