HU189084B

HU189084B - Water-tube/fire-tube boiler

Info

Publication number: HU189084B
Application number: HU158682A
Authority: HU
Inventors: Barnabas Bona
Original assignee: Bona,Barnabas,Hu
Priority date: 1982-05-19
Filing date: 1982-05-19
Publication date: 1986-06-30

Abstract

A találmány vízcsöves-füstcsöves kazán, amelynek alsó és felső vízkamrája és azokat összekötő vízcsövei és a vízcsövek közé, a vízcsövekhez párhuzamosan, fémesen csatlakozó fiistcsövei vannak. A találmány lényege, hogy a vízcsövekhez párhuzamosan, a köpenyük mentén fémesen füstcsövek csatlakoznak. A vízcsövekhez ily módon csatlakozó füstcsövek a vízcsövekkel együtt zárt csőfalat alkotnak, mely zárt csőfallal körülzárt tér első huzamként a tűzteret alkotja. Második huzamként a csőfalat alkotó füstcsövek belső tere szolgál, míg a további huzamokat a vízcsövek és füstcsövek által alkotott csőval külső felülete és a hőszigetelt burkolat közötti csatornaszerű terek alkotják. A találmány szerinti vízcsöves-füstcsöves kazán mind folyékony, mind szilárd tüzelőanyag alkalmazása esetén kedvező tűztér-kialakítást és gazdaságos, tömör fűtőfelület-elrendezést tesz lehetővé. Az alacsony fajlagos anyagfelhasználással egyidejűleg a gyártása nagymértékben gépesíthető. Gazdasági hatásfoka és élettartama nagy. -1-FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a water-tube-flue-tube boiler having a metallic fist tubing between the lower and upper water chambers and the water pipes connecting them and the water pipes parallel to the water pipes. It is an object of the invention that metallic smoke pipes are connected parallel to the water pipes along their jacket. The flue pipes connected in this way to the water pipes together with the water pipes form a closed pipe wall, the space enclosed by the closed pipe wall as the first draft, the fire chamber. The second draft is the inner space of the flue pipes forming the pipe wall, while the other drains are made up of channel-like spaces between the outer surface of the pipes and the pipes formed by the water pipes and the flue pipes. The water-tube-flue-furnace according to the invention provides a favorable combustion chamber design and economical, solid heating surface when both liquid and solid fuel are used. At the same time, the low specific material consumption can be highly mechanized. Its economic efficiency and lifetime are high. -1-

Description

A találmány vízcsöves-füstcsöves kazán, amelynek alsó és felső kamráját összekötő csövei vannak.The present invention relates to a water pipe and a flue pipe boiler having pipes connecting the upper and lower chambers.

A kis vízterű kazánok elterjedésének az oka a kedvező fajlagos anyagfelhasználásban és kedvező telepítési feltételeikben rejlik. Az előnyeik mellett a kis vízterű kazánok hátrányos tulajdonságokkal is bírnak, mert tisztításuk, javításuk körülményes, gyártásuk munkaigényes. Hasonló rendszerű kazánok a GO, a PAX és a Henschel gyártmányúak, valamint az előbbi ismert gyártmányok hátrányainak kiküszöbölését célzó F22B23/00 osztályjelzetű 175054 lajstromszámú magyar szabadalom szerinti megoldás. A 175054 lajstromszámú szabadalom szerint megvalósított kazánszerkezet a kis vízterű kazánok számos hátrányát kiküszöböli, mert mind füstgáz-, mind vízoldalon rendezett áramlási viszonyok megvalósítását teszi lehetővé jó hőátadási viszonyok fenntartása mellett, azonban bizonyos hátrányokkal is rendelkezik, mert a vízcsövek közé hegesztett huzamokat alkotó két lemezbordasor éles sarkú keresztmetszettel bíró csatornákat alkot, amelyek éles sarkaiban a füstgázoldali lerakódások veszélye fokozottan érvényesül, mely körülmény bizonyos üzemidő után lerontja a hőátadást, ezáltal romlik a kazán gazdasági hatásfoka, a huzamokat gyakran kell tisztítani, ezért kényszerű üzemleállást és karbantartási munkát igényel. További hátrányként jelentkezik, hogy a két külső ívű körívvel és a két egyenessel határolt füstvezetőcsatoma-keresztmetszet áramlástechnikailag „nedvesített” kerülete nagy, egyenértékű átmérője viszont kicsi, ezért az áramlási ellenállása túlzottan nagy, mely körülmény nagy huzatigényt, azaz magas kéményt, vagy egyáltalán szívóhuzam-ventilátort igényel. Az előbbi hátrányok miatt a 175054 lajstromszámú szabadalom szerinti kazánszerkezet csak függőleges csőelrendezéssel valósítható meg, mely csövek csak a kamrák vetületében helyezhetők el, mely körülmény nagymértékben korlátozza a megvalósítás lehetőségeit.The reason for the widespread use of small-water boilers is the favorable material consumption and favorable installation conditions. In addition to their advantages, small-water boilers also have disadvantages because they are difficult to clean and repair, and they are labor-intensive. Boilers of a similar system are manufactured by GO, PAX, Henschel and Hungarian Patent Application No. 175054, F22B23 / 00, which is intended to overcome the disadvantages of the prior art. The design of the boiler according to patent number 175054 eliminates many disadvantages of small-water boilers because it allows to achieve flow conditions on both flue gas and water sides while maintaining good heat transfer conditions, but also has certain disadvantages because the weld Corner cross-sections with sharp corners with increased risk of flue gas deposits, which, after a certain period of operation, degrade heat transfer, thus reducing the boiler's economic efficiency and requiring frequent cleaning of the drains, requiring forced shutdown and maintenance work. A further disadvantage is that the flow-wetted "perimeter" of the flue conduit cross-section bounded by the two outer circular arcs and the two straight lines has a large equivalent diameter, therefore, its flow resistance is too high, which requires a high draft or high chimney requires a fan. Because of the above drawbacks, the boiler structure of patent number 175054 can only be realized by a vertical pipe arrangement, which pipes can only be placed in the projection of the chambers, which greatly limits the possibilities of implementation.

A találmány szerinti vízcsöves-füstcsöves kazán célja a fenti hátrányok kiküszöbölése, tehát kevesebb munkaráfordítással legyen gyártható, a füstjáratok ne legyenek elpiszkolódásra hajlamosak, kis áramlási ellenállásúak legyenek, ugyanakkor a kazánszerkezet akár ferde, akár közel vízszintes csőelrendezéssel is megvalósítható legyen.The water-flue-pipe boiler of the present invention is intended to overcome these disadvantages, i.e., it can be manufactured with less labor, flue passages are not prone to dirt, have low flow resistance, and the boiler structure can be tilted or close to horizontal.

A találmányra az a felismerés vezetett, hogy ha a kazán vízcsöveinek egy részét nem kötjük össze a víztérrel, hanem azok mind belső, mind külső felületén lehetővé tesszük a füstgázok áramlását, azok mindkét felülete részt vesz a hőátadásban abban az esetben, ha azok a víztéri csövekhez szilárdan, célszerűen hegesztéssel kapcsolódnak, ezáltal ugyanannyi csőfelhasználással jelentős mértékben növelhetjük a fűtőfelületet, ugyanakkor a füstgázokkal érintkező huzamok kör keresztmetszetűek, tehát csökken a szennyeződések lerakódásának veszélye és csökken a füstgázok áramlási ellenállása.The invention has led to the discovery that if some of the water pipes of the boiler are not connected to the water space but allow the flue gases to flow on both their inner and outer surfaces, both surfaces are involved in heat transfer when they are connected to the water pipe they are solidly, preferably welded, thereby significantly increasing the heating surface with the same amount of pipe use, but at the same time the flue gas contact circuits have a circular cross-section, thus reducing the risk of dirt deposits and the flue gas flow resistance.

A találmány kiviteli példáját az 1. ábra hosszmetszetben, a 2. ábra az 1. ábra szerinti kazánt keresztmetszetben, míg a 3. ábra egy másik kiviteli példát ábrázol függőleges keresztmetszetben.An embodiment of the invention is shown in Fig. 1 in a longitudinal section, Fig. 2 in a cross-sectional view of the boiler in Fig. 1, and Fig. 3 in a vertical cross-section.

Az 1. és 2. ábrán látható, hogy az 1 felső kamrát és a 2 alsó kamrát 3 vízcsövek kötik össze, ezáltal az 1 felső kamra, a 2 alsó kamra és a 3 vízcsövek által határolt közös tér a hőhordozó közeggel, célszerűen vízzel van feltöltve. A 3 vízcsövekhez, azokkal párhuzamosan szilárdan, célszerűen hegesztéssel kapcsolódó 4 füstcsövek csatlakoznak, amelyek azonban nem a víztérbe, hanem az egyik végüknél kiképzett nyílások révén a 3 vízcsövek és a 4 füstcsövek által alkotott zárt térbe, azaz a tűztérbe torkollanak. A 4 füstcsövek átellenes végükön és az 5 borítólemez felőli oldalon ugyancsak nyílással vannak ellátva a füstgázok elvezetése érdekében. A 3. ábra szerinti, metszetben bemutatott kiviteli példa a találmány szerint megvalósítható igen egyszerű kazánt ábrázol, mely szerint a 3 vízcsövekből és a 4 füstcsövekből álló zárt csőfalat ferdén helyezzük el és a 2 alsó kamrákat megosztva alakítjuk ki, amely 2 alsó kamrákkal a kazánszerkezet az alatta lévő szilárd tüzelőszerkezet keretére támaszkodik.Figures 1 and 2 show that the upper chamber 1 and the lower chamber 2 are connected by water pipes 3, whereby the common space delimited by the upper chamber 1, the lower chamber 2 and the water pipes 3 is filled with the heat transfer medium, preferably water. . The water pipes 3 are connected in parallel with the flue pipes 4, which are solidly connected, preferably by welding, but which, through openings at one end, end up in the closed space formed by the water pipes 3 and the flue pipes 4, i.e. the firebox. The flue pipes 4 are also provided with openings at their opposite ends and on the side facing the cover plate 5 for venting the flue gases. 3 shows a sectional view of a very simple boiler according to the invention, in which the closed pipe wall consisting of water pipes 3 and flue pipes 4 is inclined and the lower chambers 2 are divided, with the lower chambers 2 being rests on a solid fuel frame underneath.

A találmány szerinti kazán folyékony tüzelőanyaggal úgy működik, hogy a 7 tüzelőberendezés által bejuttatott égéskeverék a 3 vízcsövek és a 4 füstcsövek által határolt tűztérben elég, miközben hőtartalmának döntő részét sugárzással a csőfalaknak leadja, majd a 4 füstcsövekbe lépnek és azokban, ill. azok külső felülete mentén a füstgázok végighaladva konvektív úton adják le hőtartalmuk további részét, majd a füstkamrából a kéményhuzat hatására a 6 füstcsonkon távoznak. Szilárd tüzelőanyag, pl. szén, fa vagy éghető hulladék alkalmazása esetén az 1. vagy a 3. ábra szerinti kazán a 2 alsó kamra által határolt nyílás alá helyezett tüzelőberendezéssel, pl. vándorrostéllyal, tolórostéllyal stb. üzemeltethető.The boiler according to the invention operates on liquid fuel so that the combustion mixture supplied by the combustion apparatus 7 is sufficient in the combustion chamber delimited by the water pipes 3 and the smoke pipes 4 while radiating most of its heat content to the pipe walls and entering and discharging thereto. along their outer surface, the flue gases pass convective way through the rest of their heat content and then leave the flue chamber at the flue outlet 6 as a result of the chimney draft. Solid fuel, eg. In the case of coal, wood or combustible waste, the boiler of FIG. 1 or FIG. traveling grate, sliding grate, etc. It can be operated.

A fent leírtak szerint látható, hogy a víz- és füstcsövekkel gáztömören határolt tűztér alakja a kívánt tüzelési viszonyokhoz igazodva egyszerűen valósítható meg. 1 db vízcsőhöz több füstcső is kapcsolható, mellyel a kívánt teljesítményhez igazodó hatásos fűtőfelület szintén egyszerű módon növelhető. A 4 füstcsövek belső felületén és külső felülete mentén meghatározott irányú és sebességű áramlás valósítható meg kiváló hőátadási tényezővel, lerakódások veszélye nélkül. A találmány szerinti kazán vízoldali cirkulációja akár a függőleges vízcsövekbe helyezett terelőcsövekkel, akár az alsó és felső kamráknak fűtetlen ejtőcsővel való összekapcsolása révén megvalósítható. Amint a már megvalósított kísérleti típusok bizonyítják, igen kis fajlagos anyagfelhasználás mellett 90 % fölötti hőhasznosítási hatásfok valósítható meg, ugyanakkor többéves üzemeltetés során a huzamok tisztítására nem volt szükség.As described above, the shape of the firebox, which is gas-tightly bounded by the water and flue pipes, can be easily achieved by adjusting to the desired firing conditions. Multiple flue pipes can be connected to one water pipe, which can also be used to increase the effective heating surface, which is adapted to the desired performance. Flow of the direction and velocity of the flue pipes 4 on the inner surface and the outer surface can be achieved with excellent heat transfer coefficient without the risk of deposits. The water-side circulation of the boiler according to the invention can be achieved either by connecting the baffles placed in the vertical water pipes or by connecting the lower and upper chambers to the unheated drain pipe. As demonstrated by the experimental models already implemented, with very low specific material utilization, a heat recovery efficiency of over 90% can be achieved, however, no cleaning of the wires was necessary during several years of operation.

Claims

Patent claims

A water-pipe-flue-boiler having a closed bottom and top pipe-chamber and at least one water-pipe connecting them, characterized in that at least one flue-pipe (4) is fixed to each water-pipe (3),

189 084 is welded and the outer surface of each water pipe (3) and the inner and outer surfaces of the flue pipe (4) are in contact with the heat-emitting flue gases.

Water-flue-gas boiler according to claim 1, characterized in that it can be connected to a liquid fuel burner (7) or to the lower chamber (2) for burning solid fuel.