RU2810957C1 - Утилизатор тепла дымовых газов - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области теплоэнергетики, теплообменных аппаратов, в частности к области рекуперации тепла, и может быть использовано для утилизации дымовых газов котельных агрегатов. Утилизатор тепла дымовых газов включает корпус, конусный змеевик, патрубки входа и выхода, впускной и выпускной патрубки, две секции кассетных теплообменников, причем первая секция выполнена двухступенчатой и кассеты теплообменников в них расположены горизонтально и соединены параллельно друг с другом, имеют патрубки входа и выхода. Вторая секция кассет теплообменников расположена под углом 30 градусов и также имеет патрубки входа и выхода. Дополнительно конструкция имеет заслонку на оси, которая связана с эксцентриком, расположенным на одном полом валу с конусным змеевиком, который в свою очередь соединен напрямую с патрубком выхода, а с патрубком входа через гибкую подводку. Изобретение позволяет повысить эффективность работы утилизатора тепла дымовых газов за счет более глубокого использования потенциала теплоты уходящих газов, лучшего отделения конденсата при периодическом возбуждении воздуха. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, теплообменных аппаратов, в частности к области рекуперации тепла и может быть использовано для утилизации дымовых газов котельных агрегатов.

Известно устройство для утилизации теплоты отработавших газов включающее двигатель внутреннего сгорания, выхлопной трубопровод, регулирующий орган, который через перепускной трубопровод соединен с устройством подогрева, содержащее дефлегматор, конденсатор этанола, ректификационную колонну, накопительную емкость, смесительное устройство, калорифер и абсорбционную холодильную машину, включающую абсорбер, испаритель, конденсатор и генератор, соединенный двумя концами, одним через первый насос и вторым через вентиль с абсорбером, который соединен с испарителем, связанным через дросселирующий вентиль с конденсатором, соединенным с генератором, связанным одновременно с перепускным трубопроводом и устройством подогрева, в качестве которого использован куб, гидравлически соединенный с ректификационной колонной, которая через второй регулирующий орган соединена с дефлегматором и конденсатором этанола, соединенным с накопительной емкостью, гидравлически связанной через подогревающую трубку, проходящую внутри куба, со смесительным устройством, соединенным с двигателем внутреннего сгорания, охладительный элемент испарителя одним концом через циркуляционный насос соединен с дефлегматором, а другим - с конденсатором этанола, причем калорифер двумя концами, одним через второй насос, соединен с нагревательным элементом конденсатора, а двумя другими, одним через третий насос, - с абсорбером. (RU 56972, МПК F02G 5/02, опубл. 27.09.2006).

Недостатками известного решения является относительно высокая материалоемкость, а также наличие конструктивно сложных элементов конструкции, потребляющие энергоресурсы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является конусный теплоутилизатор дымовых газов бытовых котлов, включающий корпус, образованный двумя усеченными конусами разного диаметра с одинаковыми углами конусности, расположенными коаксиально, основания которых лежат в одной плоскости, между которыми навита медная труба-теплообменник (конусный змеевик) таким образом, что опускается к усеченной части по внутренней поверхности наружного конуса, а поднимается по внешней поверхности внутреннего конуса в шахматном порядке и выходит наружу теплоутилизатора, при этом сверху, на основания конусов, помещена крышка-эжектор, на боковой части наружной стороны которой сделана эжекционная прорезь, снизу - к усеченной части наружного конуса присоединен конусовидный конфузор. (RU 158256, МПК F24H 1/00, опубл. 27.12.2015г.).

Среди недостатков данной конструкции следует отметить относительно низкое использование потенциала уходящих газов, а также образование конденсата на активной поверхности теплообмена.

Технический результат заключается в повышении эффективности работы утилизатора тепла дымовых газов за счет более глубокого использования потенциала теплоты уходящих газов, лучшего отделения конденсата при периодическом возбуждении воздуха.

Сущность изобретения заключается в том, что утилизатор тепла дымовых газов, включающий корпус, конусный змеевик, патрубки входа и выхода впускной и выпускной патрубки, две секции кассетных теплообменников, причем первая секция выполнена двухступенчатой и кассеты теплообменников в них расположены горизонтально и соединены параллельно друг с другом, имеют патрубки входа и выхода. Вторая секция кассет теплообменников расположена под углом 30 градусов и также имеет патрубки входа и выхода. Дополнительно конструкция имеет заслонку на оси, которая связана с эксцентриком, расположенном на одном полом валу с конусным змеевиком, который в свою очередь соединен напрямую с патрубком выхода, а с патрубком входа через гибкую подводку.

Утилизатор тепла дымовых газов, включающий корпус 1, конусный змеевик 2, патрубки входа 3 и выхода 4, впускной 5 и выпускной 6 патрубки дымовых газов, две секции кассетных теплообменников, причем первая секция выполнена двухступенчатой и кассеты теплообменников 7,8 в них расположены горизонтально, имеют патрубки входа 9,10 и выхода 11,12, соединены параллельно друг с другом, а вторая секция кассет теплообменников 13 расположена под углом 30 градусов и также имеет патрубки входа 14 и выхода 15, дополнительно конструкция имеет заслонку 16 на оси 17 которая связана с эксцентриком 18, расположенном на одном полом валу 19 с конусным змеевиком 2, который в свою очередь соединен напрямую с патрубком выхода 4, а с патрубком входа 3 через гибкую подводку 20.

Утилизатор тепла дымовых газов работает следующим образом. Предварительно устройство заполняется жидким теплоносителем. Нагретые дымовые газы, поднимаясь по дымовому каналу (на чертеже не указан), попадают в корпус 1, через впускной патрубок 5, проходят через кассеты теплообменников 7,8, осуществляя тем самым теплообмен первой секции с жидким теплоносителем, который подводится через патрубки входа 9,10, а отводится через патрубки выхода 11,12, связанные с теплопотребляющими установками (на чертеже не показаны). При этом кассеты теплообменников 7,8 и сами ступени подключены параллельно. В дальнейшем дымовые газы в корпусе 1 движутся через переменный зазор, образованный между заслонкой 16 и боковой стенкой корпуса 1, огибают ее и направляются в кассеты теплообменников 13, второй секции, которая выполнена под наклоном к горизонту под углом в 30 градусов, осуществляя теплообмен с жидким теплоносителем через патрубок входа 14, а отводит жидкий теплоноситель через патрубок выхода 15. Заслонка 16 закреплена на оси 17 и периодически совершает колебания от эксцентрика 18, жестко закрепленного на полом валу 19 конусного змеевика 2, который периодически совершает круговые колебания при резком прерывании потока жидкого теплоносителя с помощью прерывателя потока (на чертеже не показан). Прерыватель потока соединен с полым валом 19 через патрубок выхода 4. Жидкий теплоноситель в конусный змеевик 2 поступает по патрубку входа 3, через гибкую подводку 20, вход которой соединен с общей точкой подающего коллектора. В момент резкого закрытия прерывателя потока волна повышенного давления с ускорением воздействует на заслонку 16 через эксцентрик 18, полый вал 19 и конусный змеевик 2, она совершает колебания и нагнетает порцию дымовых газов во вторую секцию теплообменников. В момент открытия клапана прерывателя потока заслонка 16 возвращается в нижнее положение под действием собственного веса. Предварительно охлажденные дымовые газы, проходя через кассеты теплообменников второй секции охлаждают их ниже точки «росы», и движутся через выпускной патрубок 6, при этом происходит отделение конденсата, который стекая по заслонке 16 отводится за пределы корпуса 1.

По сравнению с известным решением, заявленное изобретение позволяет повысить эффективность работы утилизатора тепла дымовых газов за счет более глубокого использования потенциала теплоты уходящих газов, лучшего отделения конденсата при периодическом возбуждении воздуха.

Claims (1)

1. Утилизатор тепла дымовых газов, включающий корпус, конусный змеевик, патрубки входа и выхода, отличающийся тем, что конструкция корпуса содержит впускной и выпускной патрубки, две секции кассетных теплообменников, причем первая секция выполнена двухступенчатой и кассеты теплообменников в них расположены горизонтально, соединены параллельно друг с другом, имеющие патрубки впуска и выпуска, а вторая секция кассет теплообменников расположена под углом 30 градусов и также имеет патрубки входа и выхода, дополнительно конструкция имеет заслонку на оси, которая связана с эксцентриком, расположенным на одном полом валу с конусным змеевиком, который в свою очередь соединен напрямую с патрубком выхода, а с патрубком входа через гибкую подводку.