CS252239B1 - Vířivá vložka do komorových výměníků tepla - Google Patents

Abstract

Vířivá vložka je určena do spalinových průduchů zejména do teplovodních kotlů ústředního vytápění na plynná a kapalná paliva. Tvoří ji hladká náběžná deska, tvarovaná v horní části do dutého usměrňovacího tělesa, které je zakončeno konvexní plochou, umístěnou na výstupu z průduchu výměníku. Usměrňovači těleso je opatřeno postupným rozšířením jehož tvarování je závislé na postupné změně rychlosti a teploty spalin v průduchu. Vířivá vložka je zavěšena běžnými mechanickými prostředky.

Description

(54) Vířivá vložka do komorových výměníků tepla

Vířivá vložka je určena do spalinových průduchů zejména do teplovodních kotlů ústředního vytápění na plynná a kapalná paliva. Tvoří ji hladká náběžná deska, tvarovaná v horní části do dutého usměrňovacího tělesa, které je zakončeno konvexní plochou, umístěnou na výstupu z průduchu výměníku. Usměrňovači těleso je opatřeno postupným rozšířením jehož tvarování je závislé na postupné změně rychlosti a teploty spalin v průduchu. Vířivá vložka je zavěšena běžnými mechanickými prostředky.

Vynález se týká vířivé vložky do komorových výměníků tepla zejména pro kotle ústředního vytápění na plynná a kapalná paliva.

Vířivé vložky různých provedení se instalují do komorových výměníků tepla s odlišným účinkem za účelem zvýšení přestupu tepla z horkých spalin do tepelného media. Kromě vířivých vložek lamelového provedení, které jsou ve výměníku uloženy horizontálně přímo proti proudu stoupajících spalin, se často užívá vířivých vložek vertikálních, zavěšených v prostoru průduchů výměníku vzhledem ke své podélné ose souběžně s proudem spalin. Výhodou vířivých vložek tohoto typu je účinný koeficient přenosu tepla při jejich snížení tepelném namáhání a zvýšené životnosti. Vložky se snadno instalují a demontují a jejich tvarováni umožňuje účelnější dimenzování výměníku a sladění jeho tvaru s kotlem. Dosud nedořešeným problémem u těchto výkonných vířivých vložek jsou ztráty, způsobené poměry v horních částech průduchů, kde dochází k postupnému ochlazení a snížení průtokové rychlosti spalin.

I když dosud užívané vertikální vložky jsou v náběžné části tvarovány tak, aby vyvolávaly co nejmenší aerodynamický odpor, nemají již v dalších fázích výstupu spalin vliv na jejich teploty, které postupně klesají, takže ochlazené spaliny nezajišťují v horní části průduchů optimálně možný přenos tepla. Při podrobných měřeních účinku těchto vložek bylo zjištěno, že obdobně jako na počátečním tvaru vířivé vložky na vstupu do průduchu záleží i na tvaru vložky na výstupu a že celkový tvar vložky je třeba volit v závislosti na křivce, odpovídající měnící se teplotě a rychlosti spalin při průchodu průduchy.

Nedostatek dosud užívaných řešení odstraňuje vířivá vložka do komorových výměníků tepla podle tohoto vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že sestává z náběžné desky, přecházející na horním konci do dutého usměrňovacího tělesa, tvarovaného v závislosti na postupné změně rychlosti a teploty spalin v průduchu výměníku do rozšíření, zakončeného konvexní plochou.

Cela usměrňovacího tělesa mohou být uzavřena boční ploškou.

Hlavní výhody provedení vířivé vložky podle vynálezu spočívají v tom, že ve spodní části vložky dochází k intenzivnímu ohřevu hladké desky spalinami, které dosahují až 1 000 °C, přičemž tato deska předává přijaté teplo průběžně do okolních stěn výměníku sáláním. Tato intenzifikace přenosu tepla probíhá za minimálního aerodynamického odporu v důsledku tvarování vstupní části vložky do tenké náběžné desky. V další fázi průchodu spalin výměníkem, kdy dochází k částečnému a postupnému jejich ochlazování, je průtokový prostor průduchů plynule zúžován postupným rozšířením usměrňovacího tělesa vířivé vložky. Tím se průtoková rychlost ochlazených plynů udržuje na optimální výši při nesnižující se intenzitě přestupu tepla do okolních stěn výměníku a při minimálním odporu proudění. Při zkouškách v kombinaci s plynovým kotlem bylo naměřeno zvýšení účinnosti proti dosud užívaným vířivým vložkám o 15 %.

Vířivá vložka podle vynálezu je znázorněna na obr. 1, kde je provedena ve schematickém náryse v prostoru průduchu komorového výměníku tepla.

Vířivá vložka JL podle vynálezu sestává z hladké náběžné desky která je svým volným koncem směrována proti vstupu spalin do průduchů 3_ komorového výměníku 4. tepla. Horní konec náběžné desky _2 přechází do dutého usměrňovacího tělesa 5, tvarovaného do rozšíření b, které je zakončeno konvexní plochou J7. Vířivá vložka 1 je v průduchu 2 zavěšena neznázorněnými běžnými mechanickými prostředky, jako například horizontální tyčí, spojenou s konvexní plochou 2 usměrňovacího tělesa a uloženou na horní stěně průduchu _3 nebo příchytkami z pásové oceli. Rozšíření usměrňovacího tělesa lze matematicky modelovat podle průběhu ochlazování a snižování rychlosti spalin během jejich vzestupu průduchem _3. Daný tvar rozšíření odpovídá konkrétnímu režimu kotle a výměníku. Čela usměrňovacího tělesa 2 mohou být uzavřena boční ploškou 2/ spojenou s usměrňovacim tělesem 2 například svarem.

Vířivá vložka podle vynálezu je zvláště výhodná pro výměníky plynových kotlů s přirozeným průtahem spalin a s nasáváním spalovacího vzduchu do topeniště.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Vířivá vložka do komorových výměníků tepla, zejména pro kotle ústředního vytápění na plynná a kapalná paliva, zavěšená v prostoru průduchů výměníku vzhledem ke své podélné ose souběžné s proudem spalin, vyznačující se tím, že sestává z hladké náběžné desky (2), přecházející na horním konci do dutého usměrňovacího tělesa (5), tvarovaného v závislosti na postupné změně rychlosti a teploty spalin v průduchu (3) do rozšíření (6), a zakončeného konvexní plochou (7) .
2. 2. Vířivá vložka podle bodu 1, vyznačující se tím, že čela dutého usměrňovacího tělesa (5) jsou uzavřena boční ploškou (8).