LT5730B

LT5730B - Central heating boiler

Info

Publication number: LT5730B
Application number: LT2009067A
Authority: LT
Inventors: Juozas VORONAVIČIUS
Original assignee: Juozas VORONAVIČIUS
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2011-05-25
Also published as: LT2009067A

Abstract

Central heating boiler relates to heating technics field. This boiler is for central room heating, using wood waste and other not dried solid fuels. In proposed boiler is new that heat exchanger (1) is mounted near the mouth (2) and the combustion chamber (3) and connected with it by flue (4). In cylindrical combustion chamber (3) is mounted cone-shaped mouth (2) with fuel injection cover (17). The combustion chamber consists of high temperature resistant chamotte plates (5) in which inner wallthere is lateral canal (6), crossing through entire perimeter and is interconnected by coagulum openings (7), and the combustion chamber is surrounded by steel sheets (8), which interior is stainless steel and has holes (9) set in the sheets equidistant and parallel to the channel (6). The heat exchanger consists of a steel housing in which inner walls horizontally, with a small slope are fitted stainless steel tubing (12), in which circulates the heat carrier (13). The secondary air supply hole (14) is in the

Description

Išradimas priklauso šiluminės technikos sričiai. Šis katilas skirtas patalpų šildymui kietu kuru, kuomet šilumos nešikliu yra vanduo.The invention relates to the field of thermal engineering. This boiler is intended for heating of premises with solid fuel when the heat carrier is water.

Žinomi kieto kuro katilai skirti patalpoms šildyti. Degimas šiuose katiluose gali būti viršutinis arba apatinis, o kūrenimui naudojamas įvairus kietas kuras: malkos, akmens anglis, durpių briketai, medienos atliekos. Šie katilai yra komplektuojami su integruotais temperatūros ir slėgio matuokliais- termomanometrais - bei su traukos reguliatoriais, kurių pagalba katile automatiškai palaikoma norima temperatūra.Known solid fuel boilers for space heating. Combustion in these boilers can be top or bottom, and various solid fuels are used for firing: firewood, coal, peat briquettes, wood waste. These boilers are equipped with integrated temperature and pressure gauges - thermomanometers - as well as draft regulators that automatically maintain the desired temperature in the boiler.

Žinomas centrinio šildymo katilas (žiūr. LT Patentas Nr. 3846 publikuotas 1996-0425) sudarytas iš korpuso, su dvigubomis sienelėmis, šilumokaičio sujungto su dūmtraukiu, degimo kameros, grotelių, pelenų pašalinimo angos ir oro padavimo reguliatoriaus. Šiame katile šilumokaitis gaubia degimo kamerą, kurioje degantis kuras savo šilumą atiduoda šilumokaičiu cirkuliuojančiam vandeniui. Panašios konstrukcijos yra ir katilas „Atrama 19.1“ (žiūr. Reklaminė medžiaga „Atrama“. Gamintojas AB „Atrama“). Šis katilas pasižymi gera šilumos izoliacija, turi didelio tūrio pakurą, antrinį oro padavimą, automatinį temperatūros reguliavimą, ardelių purtytuvą, dūmų ištraukimo iš pakrovimo kameros įrenginį, bei apsauginius įrenginius, neleidžiančius viršyti ribinių slėgio ir temperatūros dydžių.A known central heating boiler (see LT Patent No. 3846, published April 4, 1996) consists of a housing with double walls, a heat exchanger connected to a chimney, a combustion chamber, a grill, an ash outlet and an air supply regulator. In this boiler, the heat exchanger encloses the combustion chamber, where the burning fuel gives its heat to the water circulating in the heat exchanger. The boiler Atrama 19.1 has a similar design (see Promotional material Atrama. Made by AB Atrama). This boiler has good thermal insulation, has a large volume furnace, secondary air supply, automatic temperature control, grate shaker, smoke extractor from the loading chamber, and safety devices that do not exceed the pressure and temperature limits.

Žinomas centrinio šildymo katilas (žiūr. LT patentas Nr, 3938 publikuotas 1996-0527) sudarytas iš suvirintos konstrukcijos pakuros, dūmtraukio, viršutinių užkrovimo, apatinių valymo durelių, ardelių, pelenų surinkimo dėžės, oro įsiurbimo sklendės, grandinėle sujungtos su traukos reguliatoriumi, šildymo sistemos prijungimo atvamzdžių. Šiame katile pertvara dalija pakurą į pirminio ir antrinio degimo kameras, pastaroji padengta keraminiais katalizatoriais, kurių apatinėje dalyje suformuoti antrinio oro padavimo kanalai.Known central heating boiler (see LT patent no. 3938 published 1996-0527) consisting of welded construction furnace, chimney, upper loading, lower cleaning door, grate, ash collecting box, air intake valves, chain connected to the draft regulator, heating systems connection flanges. In this boiler the partition divides the combustion chamber into primary and secondary combustion chambers, the latter covered with ceramic catalysts, the lower part of which is formed with secondary air supply channels.

Žinomų katilų neigiamos savybės yra tos, kad visų jų konstrukcijose šilumokaitis gaubia degimo kamerą, šildomas vanduo vėsina ją, todėl degimo kameroje sunku pasiekti temperatūrą, kurioje kuras pilnai sudegtų, o nesudegę kuro elementai nusėda ant šilumokaičio sienelių didindami šiluminę varžą, dūmtraukyje kondensuojasi drėgmė, kuri su degimo proceso metu išsiskiriančiais šlakais sudaro rūgštis, ardančias kamino konstrukcijas. Dėl to šiuose katiluose rekomenduojma deginti sausas, ne didesnio kaip 30 procentų drėgnumo ir nesakingas malkas. Šiuos katilus būtina dažnai valyti nuo susidarančių šlakų, kas apsunkina šių katilų eksploataciją.The disadvantages of known boilers are that the heat exchanger encloses the combustion chamber in all their designs, the heated water cools it, making it difficult to reach a temperature in the combustion chamber where the fuel is completely burned and the unburned fuel elements settle on the heat exchanger walls. with slags from the combustion process forming acids which destroy the chimney structures. For this reason, it is recommended that these boilers burn dry, not more than 30 percent moisture-free firewood. These boilers must be cleaned frequently of the resulting slag, which complicates the operation of these boilers.

Išradimo tikslas padidinti katilo efektyvumą, degimo proceso stabilumą, maksimaliai sumažinti kenksmingų degimo produktų išmetimą į aplinką, naudojant pigų ir nedžiovintą kurą.The object of the invention is to increase the efficiency of the boiler, the stability of the combustion process, and to minimize the emission of harmful combustion products into the environment using cheap and non-dried fuel.

Išradimo esmė yra ta, kad šilumokaitį sudaro plieno lakštų korpusas, kuris montuojamas šalia pakuros ir degimo kameros ir su pastarąja sujungtas dūmtakiu, degimo kamera, yra cilindro formos ir sudaryta iš aukštai temperatūrai atsparių keraminių plokščių, kurių vidinėje sienelėje yra horizontalus kanalas, einantis per visą kameros perimetrą ir susisiekiantis su traukos angomis, be to degimo kamera apgaubta plieno lakštais, kurių vidinis, yra nerūdijančio plieno ir turi angas, išdėstytas vienodais tarpais ir lygiagrečiai plokštėse esančiam kanalui.The essence of the invention is that the heat exchanger consists of a steel sheet housing which is mounted adjacent to the combustion chamber and the combustion chamber and is connected to the combustion chamber by a combustion chamber, is cylindrical and consists of high temperature resistant ceramic plates having a horizontal channel and the combustion chamber is enclosed in steel sheets, the inside of which is stainless steel and has openings spaced at equal intervals and parallel to the channel in the panels.

Katilo pakura yra kūgio formos ir karščiui atsparia izoliacine medžiaga sujungta su degimo kamera.The furnace of the boiler is conical and heat-resistant insulating material is connected to the combustion chamber.

Degimo kameros ugniai atsparios plokštės yra iš šamoto.The flame retardant panels of the combustion chamber are made of fireclay.

Šilumokaitis viršutinėje dalyje sujungtas su dūmtraukiu, o į vidines jo sienas horizontaliai įmontuoti nerūdijančio plieno vamzdeliai, kuriais cirkuliuoja šilumos nešiklis.The upper part of the heat exchanger is connected to the chimney and stainless steel pipes are circulated horizontally inside the heat exchanger.

Šilumokaičio vamzdeliai nežymiai pasvirę ir išdėstyti šachmatine tvarka.The heat exchanger tubes are slightly inclined and arranged in chess.

Šilumokaičio korpuse, žemiau dūmtakio yra antrinio oro padavimo anga.The heat exchanger housing, below the flue, has a secondary air outlet.

Išradimas iliustruojamas Fig 1., Fig. 2. irFig.3.The invention is illustrated in FIG. 2. andFig.3.

Fig. 1- pavaizduota bendra centrinio šildymo katilo schema, Fig.2- pakura su degimo kamera ir degimo kameros skersinis pjūvis, Fig. 3- šilumokaičio skersinis pjūvis.FIG. 1- shows a general diagram of a central heating boiler, Fig. 2- a combustion chamber and a cross-sectional view of the combustion chamber; 3- cross section of the heat exchanger.

Pareikštas katilas sudarytas iš šilumokaičio (1), pakuros (2), dūmtakio (4), degimo kameros (3), kuri yra cilindro formos ir sudaryta iš plokščių (5), horizontalaus kanalo šiose plokštėse (6), sujungto su oro traukos kanalais (7), degimo kameros plieno korpuso lakštų (8) su angomis (9), izoliacinės medžiagos (10), dūmtraukio (11), šilumokaičio vamzdelių (12), šilumos nešiklio (13), antrinio oro tiekimo kanalo (14), apatinių oro padavimo durelių (16), dangčio kurui pakrauti (17), oro įsiurbimo sklendės (15), oro įsiurbimo sklendės reguliavimo daviklio (24), pakuros grotelių (21), pelenų (dėžes 20), durelių pelenams (22), traukos reguliavimo sklendės (23), viršutinių durelių kurui pakrauti (17), vandens išleidimo (19) ir vandens grįžtamojo (18) atvamzdžio.The claimed boiler consists of a heat exchanger (1), a furnace (2), a flue pipe (4), a combustion chamber (3), which is cylindrical and consisting of plates (5), a horizontal channel in these plates (6) connected to air draft ducts. (7), Combustion chamber steel casing sheets (8) with openings (9), Insulating material (10), Chimney (11), Heat exchanger tubes (12), Heat carrier (13), Secondary air supply channel (14), Lower air supply door (16), fuel filler lid (17), air intake valves (15), air intake damper adjustment sensor (24), firebox grille (21), ash (boxes 20), ash door (22), draft control dampers (23), top fuel door (17), drain (19) and water return (18).

Šiame katile naudojamas apatinis degimo principas. Degimo procesas vyksta degimo kameroje (3), sudarytoje iš ugniai atsparių (pvz. šamoto) plokščių (5). Katilui užkurti naudojamos sausos susmulkintos malkos ir pjuvenos, kurios į pakurą (1) per dangtį (17) paduodamos ant grotelių (21). Kurui įsidegus, per dangtį (17) pakraunama likusi pakuros dalis- nedžiovinta mediena, smulkintos šakos ar kitas kietas drėgnas kuras. Per oro traukos kanalus (7) į degimo kameros kanalą (6) patenka oras, kuris šiame kanale sušyla, skylutės (9) vidiniame nerūdijančio plieno lakšte (8), padidina oro trauką, kas labai intensyvina degimo procesą per visą degimo kameros perimetrą, ko pasėkoje degimo kameroje greitai pasiekiama temperatūra 900-1000° C, kuriai esant, sudega visos kuro sudedamosios dalys, o medienoje esantis vanduo skyla į 2H⁺ ir O2. (vandenilio ir deguonies) dujas. Šio skilimo proceso katalizatoriumi yra vidinis degimo kameros nerūdijančio plieno lakštas (8), kurio sudėtyje esantis Ni (nikelis), kontaktuodamas su O₂ (deguonimi), skatina vandens skilimo procesą. Skilimo metu išsiskyręs deguonis skatina vandenilio dujų degimą, kurių kaloringumas, pastarosioms degant, yra žymiai didesnis nei kitų dujų, gaunamų įprastos konstrukcijos katiluose. Kadangi degimo kameroje pasiekiama aukšta temperatūra ir sudega visi kuro išskiriami šlakai, tolimesnis švarus vandenio ir deguonies dujų srautas dūmtakiu (4) patenka į šilumokaitį (1), kuriame antrinio oro tiekimo kanalu (14) patenkantis oras maišo vandenilio ir deguonies dujas, skatindamos jų tolimesnį degimą šilumokaityje. Karštis kyla šilumokaičiu aukštyn ir sutikdamas šilumokaičio vamzdelių (12) pasipriešinimą atiduoda šilumą vamzdeliais tekančiam šilumos nešikliui. Horizontalus vamzdelių išdėstymas šachmatine tvarka didina kylančio karšto srauto pasipriešinimą, skatindamas maksimaliai atiduoti šilumą. Vamzdeliai yra šiek tiek pasvirę, kad geriau vyktų vandens cirkuliacija. Kadangi j šilumokaitį patenka švarus H ir O2 (vandenilio ir deguonies) dujų srautas, tai ant šilumokaičio sienelių nesusidaro nuosėdos, kurios didina šiluminę varžą, ir mažina šilumos atidavimo efektyvumą. Degimo procesas ir katilo temperatūra reguliuojama atidarant ar uždarant oro įsiurbimo sklendę (15) sujungtą su davilkliu (24), Pelenai šalinami per pelenų dėžėje (20) esančias dureles (22). Pakura (1) yra kūgio formos, kas užtikrina tolygų kuro slinkimą žemyn į degimo kamerą ir tolygų jo degimą.This boiler uses the lower combustion principle. The combustion process takes place in a combustion chamber (3) consisting of refractory (e.g., fireclay) plates (5). The boiler is fired with dry shredded firewood and sawdust, which is fed to the furnace (1) through the cover (17) on the grill (21). When the fuel burns up, the remainder of the firebox is loaded through the cover (17) - dried wood, chopped branches or other solid moist fuel. Through the air draft passages (7) air enters the combustion chamber passage (6), which is heated in this passage, the holes (9) in the inner stainless steel sheet (8) increase the draft, which greatly intensifies the combustion process across the perimeter of the combustion chamber. As a result, the combustion chamber quickly reaches 900-1000 ° C, where all the fuel components burn and the water in the wood decomposes to 2H ⁺ and O2. (hydrogen and oxygen) gas. The catalyst for this decomposition process is an internal combustion chamber stainless steel sheet (8) containing Ni (nickel) which, in contact with O ₂ (oxygen), promotes the decomposition of water. Oxygen released during decomposition promotes the combustion of hydrogen gas, which has a much higher calorific value than other gases produced by conventional design boilers. As the combustion chamber reaches a high temperature and all fuel slags are burned, a further clean stream of water and oxygen gas flows into the heat exchanger (1) in the flue (4), where air from the secondary air supply channel (14) mixes hydrogen and oxygen combustion in the heat exchanger. The heat rises upwards in the heat exchanger and, upon meeting the resistance of the heat exchanger tubes (12), releases heat to the heat carrier flowing through the tubes. The horizontal chess arrangement of the tubes increases the resistance of the rising hot stream, encouraging maximum heat release. The tubes are slightly tilted for better water circulation. Because of the clean flow of H and O2 (hydrogen and oxygen) gas to the heat exchanger, no deposits are formed on the walls of the heat exchanger which increase the thermal resistance and reduce the heat transfer efficiency. The combustion process and the temperature of the boiler are regulated by opening or closing the air inlet valve (15) connected to the dehumidifier (24). The furnace (1) has a conical shape, which ensures a smooth flow of fuel down into the combustion chamber and even combustion.

Pareikštas katilas, palyginus jį su žinomu prototipu, yra žymiai efektyvesnis, nes šilumokaitis, atskirtas nuo degimo kameros neaušina jos, dėl to degimo kameroje pasiekiama aukšta temperatūra, kurioje pilnai sudega visi kuro degimo metu išsiskiriantys šlakai, sakai, drėgnoje medienoje esantis vanduo skyla į vandenilio ir deguonies dujas, kurios toliau degdamos šilumokaityje, neišskiria šlakų, ant šilumokaičio sienelių nesusidaro nuosėdų. Todėl pareikštame katile galima ir rekomenduojama deginti nedžiovintą ir sakingą medieną, o šilumokaitis nereikalauja valymo, kas palengvinama katilo eksploataciją.The claimed boiler, compared to a known prototype, is significantly more efficient because the heat exchanger, separated from the combustion chamber, does not cool it, resulting in a high temperature in the combustion chamber where all the slags, pitches, and oxygen gas, which, when further burned in the heat exchanger, does not emit slag and does not deposit on the walls of the heat exchanger. Therefore, it is possible and advisable to burn uncooked and resinous wood in the declared boiler, and the heat exchanger does not require cleaning, which facilitates the operation of the boiler.

Apibendrinus galime teigti, kad palyginus su prototipu, pareikšto katilo nauja konstrukcinių elementų visuma leidžia padidinti katilo efektyvumą naudojant pigų ir nedžiovintą kurą ir supaprastinti katilo eksploataciją.In summary, we can state that, compared to the prototype, the new set of structural elements of the declared boiler allows to increase the efficiency of the boiler using cheap and non-dried fuel and to simplify the operation of the boiler.

Claims

Definition of the Invention

1. Central heating boiler consisting of a combustion chamber with a chimney, a chimney, an upper loading and lower cleaning door, an ash pan, an air suction and control damper, a heat exchanger, enclosing the combustion chamber, heating system connection pipes, characterized in that the heat exchanger consists of steel the sheet housing (1), which is mounted adjacent to the furnace (2) and the combustion chamber (3) and is connected to the latter with the flue (4), the combustion chamber (3) being cylindrical and made of high-temperature ceramic plates (5) the inner wall has a horizontal channel (6) extending across the perimeter of the chamber and communicating with the draft openings (7), furthermore, the combustion chamber is enclosed in steel sheets (8) having an inner, stainless steel and having openings (9) spaced at equal intervals and parallel to the channel (6) in the panels.

Central heating boiler according to claim 1, characterized in that the furnace (2) is conical and heat-resistant insulating material (10) is connected to the combustion chamber (3).

Central heating boiler according to claim 1, characterized in that the combustion chamber plates (5) are made of fireclay.

Central heating boiler according to claim 1, characterized in that the heat exchanger is connected to the chimney (11) at its upper part and stainless steel pipes (12) are circulated horizontally in its inner walls and circulate the heat carrier (13).

Central heating boiler according to claim 4, characterized in that the heat exchanger tubes are slightly inclined and arranged in a chess arrangement.

6. A central heating boiler according to claim 4, characterized in that a secondary air supply opening (14) is provided in the heat exchanger housing (1) below the flue (4).