FI124827B - Savukaasulämmitin - Google Patents

Description

Savukaasulämmitin Käsiteltävä keksintö koskee puuta polttavienlämmityskamiinoiden päälle sijoittuvan lämmönvaihtimen rakennet¬ta. Keksinnön mukaisella rakenteella saadaan lämmönvaihtimenpintalämpötila tasaisemmaksi, veto-ominaisuuksia parannettuahuomattavasti ja estettyä noen ja karstan muodostuslämmönvaihtimen rakenteisiin, sekä minimoitua kondensointivesienmuodostus, sekä pienentää savukaasujen jälkipoltolla savu¬kaasujen pienhiukkaspäästöjä.

On tehty monenlaisia ratkaisuja kamiina-tyyppistenlämmityslaitteiden tulipesästä lähtevien kuumien savukaasujensisältämän lämmön talteen ottamiseksi, savukaasut voivat olla jopa700 asteisia. Joidenkin kamiinoiden hyötysuhdetta on pyritty paran¬tamaan kierrättämällä savukaasuja tulipesässä ja näin saadalämmönluovutusta lisättyä, mutta hyöty jää vähäiseksi.Lämmönluovutusta on myös pyritty lisäämään laittamalla tulipesänja savuhormin väliin pitempiä putkiosia, myös valurautaisiajäähdytysrivoilla varustettuja. Näissä ongelmana on savukaasujentiivistyminen putkien sisäpinnoille ja tästä johtuva putkienkarstoittuminen. On myös savukaasupatteri-niminenlämmönvaihdin joka sijoitetaan tulipesän ja savuhormin väliin.Tämän lämmönvaihtimen rakenneratkaisussa on kuitenkin niintoiminnallisia kuin muotoon liittyviä puutteita ja epäkohtia. Kunsavuhormit useimmiten sijoittuvat palomuurin sisäkulmiin onsavukaasupatterin sijoittaminen tällaiseen paikkaanlämmityslaitteen päälle hankalaa lämmönvaihtimen leveän, litteänmuodon vuoksi. Myös lämmönvaihtimen lämpeneminen on hidastaja epätasaista johtuen suuresta pönttömäisestä rakenteesta.Lapepinnan ja kulmarakenteen lämpötilaero voi olla satoja asteita,koska purkuaukot sijaitsevat lapepinnalla, lämpenemisenalkuvaiheessa kondensoitumisvesiä muodostuu runsaasti patterinkylmempiin rakenteisiin, mihin noki ja karsta muodostuu. Patterintoiminnan kannalta tarpeellinen vetokiihtyvyys saavutetaan kaikissaulkolämpötiloissa vasta kymmenen metrin savuhormilla,lyhyemmillä savuhormeilla noen, karstan ja kondensoimisvesienmuodostus on liiallista. Savukaasupatterin epätasainen lämpeneminen aiheuttaa myös rakenteellisia ongelmia ohutlevyjenvääntyilemisen takia. Edellä selostetusta johtuen savukaasupatteriei ole tullut kaupalliseen myyntiin. On myös savukaasulämmitinniminen lämmönvaihdin, mikä on kantikas rakenteeltaan ja missäulkovaippa muodostuu kahdeksasta eri osasta muodostaen vaipanulkoreunoihin jäähdytysrivat. Tämä rakenne on vaikea toteuttaakaupallisesti kannattavasti, vaikka tällä rakenteella pystyttiinparantamaan huomattavasti savukaasupatteri nimisenlämmönvaihtimen ominaisuuksia, ei savukaasulämmittimensisäinen lämpötila nouse kaikissa olosuhteissa tarpeeksi korkeaksijohtuen tulipesien eri kokoluokista. Rakenteeltaan lieriömäisensavukaasulämmittimen sisäinen lämpötila voidaan savukaasujenjälkipolton ansiosta nostaa kaikissa tulipesä kokoluokissa ylineljänsadan asteen, mikä on noen palamislämpötila.Savukaasulämmittimen lämpötilaa säädetään palamisilmanmäärällä. Rakenteeltaan lieriömäinen savukaasulämmitin on myöskaupallisesti paremmin toteutettavissa. Tämän rakennekeksinnön tarkoituksena on korjata nepuutteet ja epäkohdat, mitä savukaasupatteri ja kantillisensavukaasulämmitin nimisten lämmönvaihtimien muodossa jarakenteessa on ja maksimoida savukaasulämmitin nimisessälieriömäisessä lämmönvaihtimen rakenteessa lämmön luovutussekä veto-ominaisuudet, sekä minimoida karstan, noen jakondensoitumisvesien muodostus. Rakennekeksinnön mukaantähän päästään siten, että pitkulainen ulkopinnan profiilipellillä (15)varustettu lämmön talteenottolaite käsittää putken (1), jonkaympärillä on pitkulainen ohutlevylieriö (4) putken (1) suuntaisesti.Mainittu putki (1) kerää savukaasut pesästä ja johtaa ne putken (1)yläosaan ja sitten putken (1) vastakkaisilta seinämiltä vaaka¬suoraan lähtevää neljää mainitun ohutlevylieriön (4) seinämänläpityöntyvää koteloa (2) pitkin mainitun ohutlevylieriön (4) päällelaitettuihin koteloihin (11), mistä savukaasut viilaavat alaspäinmainitun lieriömäisen, mainitun putken (1) ympärille muodostuneenjälkipolttokotelon (12) alakautta. Lieriömäisestä ulkovaipasta (3)läpitulevat ilmansyöttöputket (13) syöttävät alipaineen johdostailmaa koteloiden (11) alapuolelle, missä savukaasut syttyvät putkessa (1) olevien ulospäin suuntautuvien sytytys aukkojenansioista ja viilaavat ylöspäin sekä poistuvat mainitun pitkulaisenlaitteen yläosassa mainitussa putkessa (1) olevasta neljästäaukosta (16) savuhormiin. Ensimmäisessä rakenteessa mainittuputki (1), joka käsittää tuloaukon savukaasuja varten, käsittäämyös neljä suorakaiteen muotoista suippopäistä aukkoa (17),vastakkaisilla seinämillä putken (1) yläosassa, sekä mainitunputken ympärille muodostuneen lieriömäisen jälkipolttokotelon (12)minkä seinämien läpi suippopäisiin aukkoihin laitetut kotelot (2)työntyvät vaakasuuntaisesti. Mainitun lieriömäisen jälkipoltto¬kotelon (12) yläpuolella mainitussa putkessa (1) on myös putken (1) sulkeva ja aukaiseva kääntyvä suoravirtauspelti (6). Mainitunsuoravirtauspellin yläpuolella mainitussa putkessa (1) on myösneljä suorakaiteen muotoista tasapäistä aukkoa (16), mistäsavukaasut poistuvat savuhormiin. Edellä selostetut rakenteetkiinnittyvät toisiinsa ja muodostavat pitkulaisen laitteen sisäosat.Mainitussa pitkulaisessa laitteessa on myös lieriömäinenulkovaippa (3), ulkovaipan päätykotelot (9) ja (8) sekäprofiiIipeltipinta (15), minne sisäosat sijoittuvat ja minne neljäänkoteloon (11) savukaasut purkautuvat ennen paluutaan putken (1)ympärillä olevaan jälkipolttokoteloon (12).

Rakennekeksintö selostetaan oheisten piirrosten avullakuviot (1-2) esittävät savukaasulämmittimen sisäosia. Kuviot (3-4)esittävät savukaasulämmittimen ulkovaippaa ja sisäosia yhdessä.Kuvio (5) on kaavio savukaasulämmittimestä päältä katsottuna.Kuviot (6-7) esittävät ulkovaipan päätykoteloita. Kuvio (8) kuvaasavukaasujen virtausta koteloissa.

Ensimmäisessä rakenteessa (kuviossa 1) on putki (1)mistä savukaasut tulevat savukaasulämmittimeen. Mainitun putken(1) yläosassa on neljä suorakaiteen muotoista suippopäistäaukkoa (17). Suippopäisten aukkojen yläpuolella mainitussaputkessa (1) on myös neljä suorakaiteenmuotoista tasapäistäaukkoa (16), aukot ovat lomittain toisiinsa nähden, aukot ovatpystysuuntaisesti ja putken (1) vastakkaisilla seinämillä.Suippopäisiin aukkoihin (17) on kiinnitetty aukkojen muotoisetkotelot (2). Mainitut kotelot (2) etenevät vaakasuunnassa lieriön (4) seinämien läpi kotelon (2) muotoisista aukoistakoteloihin (11). Kuviossa (1) mainitussa putkessa (1) koteloiden (2) yläpuolella on myös putkeen nähden poikkisuuntaisesti reikä.Reiän läpi työntyy putkiakseli, akseliin kiinnittyy pyöreä suora-virtauspelti (6). Kuviossa (2) aiemmin mainittu ohutlevy lieriö (4)jonka läpi kotelot (2) työntyvät kiinnittyy koteloihin (2) läpivienninkohdalta. Kuviossa (3) on savukaasu lämmittimen lieriömäinenulkovaippa (3) sekä ilman syöttöputket (13).

Kuviossa 6 on savukaasulämmittimen ulkovaipanyläkotelo (8). Kuviossa 7 on mainitun ulkovaipan päätykotelo (9).Päätykotelossa (9) on myös kaksi aukkoa (10) tuhkaluukkujavarten. Kuvio 8 näyttää savukaasujen virtausta koteloissa.

Kuviossa 5 näkyy myös ulkovaipan ympärillä oleva profiili-peltipinta (15). Kuviossa 9 on ohutlevylieriö (4) minkä läpi kotelot(2) työntyvät. Kuviossa 10 on lieriömäinen savukaasulämmitinkoottuna.

Keksintö toimii seuraavasti

Tulipesän savukaasut nousevat savukaasujen tuloputkeen (1),työntyvät neljästä purkuaukosta (17) niihin laitettuja koteloita (2)pitkin ohutlevylieriön (4) seinämän läpi koteloihin (11). Putken (1)lämpö lämmittää ilman jälkipolttokotelossa (12) kuuma ilma virtaaylöspäin ja imee savukaasuja mukaansa koteloista (11). Alipaineimee myös ilmaa ulkovaipan (3) läpi tulevista ilmansyöttöputkista(13) kotelojen (11) alapuolella putkessa (1) olevat savukaasujensytytysaukot (14) sytyttävät savukaasut ja ne palavat jälkipoltto¬kotelossa (12) putkessa (1) ja jälkipolttokotelossa (12) ylöspäinvirtaavien kuumien savukaasujen aikaan saama alipaine kumoaakoteloissa (11) alaspäin tulevien jäähtyvien savukaasujenvirtausvastuksen.

Keksinnön mukaisessa rakenteessa jälkipolttokotelossa(12 ) sijaitsevat putken (1) sekä koteloiden (2) ulkopinnat ovatkokonaan käytössä jälkipolttokotelossa (12) ylöspäin virtaaviensavukaasujen kuumentamiseen. Keksinnön mukaisessarakenteessa on myös neljä tai viisi savukaasujen jäähdytyskotelona toimivaa koteloa (11). Näin ylöspäin virtaavien ja alaspäin tulevien savukaasujen lämpötilaero kasvaa vetokierto kiihtyy myösjälkipolttokotelossa (12) palavat savukaasut lisäävät lämpötilaerojakotelossa (12) palavissa ja kotelossa (11) alaspäin virtaavissajäähtyvissä savukaasuissa. Savukaasulämmitin lämpeneenopeammin ja on kuumempi. Kondensoitumisvesien muodostus onvähäisempää, noki ja karsta palavat koteloissa.

Claims (2)

1. Patentti vaatimukset 1) Savukaasulämmitin, tunnettu siitä, että se sisältää putkessa (1) vähintään yhden savukaasujen purkuaukon (17), vähintään yhden paluuaukon (16) ja purkuaukon kotelon (2), suoravirtaus-pellin (6), jälkipolttokotelon (12), ulkovaipan (3) ja vähintään yhden ilmansyöttöputken (13), sekä kotelojen (11) alapuolella savukaasu-putkessa (1) vähintään yhden savukaasujen sytytysaukon (14).
2. 2) Patenttivaatimuksen 1. mukainen savukaasulämmitin tunnettu s i it ä, että savukaasuputki (1) sisältää ulkovaipan (3) yläkotelon (8) ohjaamaan paluuaukon (16) palokaasut hormiin ja ulkovaipan (3) päätykotelon (9) alipainetilan sulkemista varten, sekä päätykotelon (9) kaksi aukkoa (10) tuhkaluukkuja varten.