RU168805U1

RU168805U1 - WATER BOILER

Info

Publication number: RU168805U1
Application number: RU2016105358U
Authority: RU
Inventors: Даян Катипович Сафин; Виктор Алексеевич Рандин
Original assignee: Даян Катипович Сафин
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2017-02-21

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к энергетике, к технике генерирования тепловой энергии с помощью каталитических нагревательных элементов, работающих на принципе сжигания топлива, преимущественно твердого, и может быть использовано для автономного водяного отопления и круглогодичного обеспечения горячей водой бытовых и производственных помещений.Техническим результатом заявленного водогрейного котла является упрощение конструкции, повышение КПД и снижение расхода топлива в процессе эксплуатации.Указанный технический результат достигается тем, что полость поддувала выполнена ниже топочной камеры и по большей мере равной ширине и длине топочной камеры, колосниковая решетка выполнена пустотелой, внутренняя полость которой соединена с водяной рубашкой, колосниковая решетка выполнена в виде нескольких параллельных ветвей с зазором между ними, каждая ветвь колосниковой решетки выполнены в виде многогранника.Использование водогрейного котла предлагаемой конструкции позволяет увеличить КПД за счет увеличения поверхности нагрева за счет использования места расположения топлива при горении и увеличить время нагрева теплоносителя одной порции топлива.The proposed solution relates to energy, to the technique of generating thermal energy using catalytic heating elements operating on the principle of burning fuel, mainly solid, and can be used for autonomous water heating and year-round supply of hot water for domestic and industrial premises. The technical result of the claimed hot water boiler is to simplify the design, increase efficiency and reduce fuel consumption during operation. Specified technical the result is achieved by the fact that the cavity of the blower is made below the combustion chamber and at least equal to the width and length of the combustion chamber, the grate is hollow, the inner cavity of which is connected to the water jacket, the grate is made in the form of several parallel branches with a gap between them, each branch the grate is made in the form of a polyhedron. The use of a hot water boiler of the proposed design allows to increase the efficiency by increasing the heating surface due to the use of the location of the fuel during combustion and increase the heating time of the coolant of one portion of fuel.

Description

Изобретение относится к энергетике, к технике генерирования тепловой энергии с помощью каталитических нагревательных элементов, работающих на принципе сжигания топлива, преимущественно твердого, и может быть использовано для автономного водяного отопления и круглогодичного обеспечения горячей водой бытовых и производственных помещений.The invention relates to energy, to a technique for generating thermal energy using catalytic heating elements operating on the principle of burning fuel, mainly solid, and can be used for autonomous water heating and year-round hot water for domestic and industrial buildings.

Известен водогрейный котел, содержащий корпус, топочную камеру, размещенную в корпусе с образованием водяной рубашки между ними, патрубок подвода холодной (обратной) воды и горелочное устройство, которые размещены в нижней части соответственно водяной рубашки и топочной камеры, патрубок отвода горячей воды и дымовыводящий патрубок, при этом в нижней части топочной камеры над горелочным устройством установлен теплообменник в виде пучка труб, размещенных наклонно и закрепленных обоими концами в соответствующих противоположных стенках топочной камеры с образованием коллекторов соответственно входного и выходного, причем входной коллектор размещен ниже, чем выходной, и соединен с водяной рубашкой, а выходной коллектор соединен с патрубком отвода горячей воды, высота корпуса и топочной камеры развиты вверх, водяная рубашка образована вертикальными стенками корпуса и топочной камеры и над пучком труб размещен дополнительный теплообменник, при этом в верхней части водяной рубашки выполнен канал для стравливания воздуха, а со стороны входного коллектора в верхней части водяной рубашки выполнен переливной канал, причем соединение входного коллектора с водяной рубашкой и выходного коллектора с патрубком отвода горячей воды осуществлено посредством емкостей соответственно сливной, установленной со стороны входного коллектора и переливного канала, и выпускной, установленной со стороны выходного коллектора и патрубка отвода горячей воды (см. патент РФ №2273802 по кл. F24H 1/44 за 2004 г.).Known water boiler containing a housing, a combustion chamber placed in the housing with the formation of a water jacket between them, a pipe for supplying cold (reverse) water and a burner device, which are located in the lower part, respectively, of a water jacket and a combustion chamber, a pipe for removing hot water and a smoke outlet moreover, in the lower part of the combustion chamber above the burner device, a heat exchanger is installed in the form of a bundle of pipes placed obliquely and fixed by both ends in the corresponding opposite walls t of the flask with the formation of collectors of the input and output, respectively, and the input collector is located lower than the output and connected to the water jacket, and the output collector is connected to the pipe for removing hot water, the height of the casing and the combustion chamber are developed upward, the water jacket is formed by the vertical walls of the casing and the furnace chamber and an additional heat exchanger are placed above the tube bundle, while in the upper part of the water jacket there is a channel for bleeding air, and on the side of the inlet manifold in the upper part an overflow channel has been made for the bottom of the shirt; moreover, the connection of the inlet manifold with the water jacket and the outlet manifold with the hot water outlet pipe is carried out by means of drain tanks installed on the inlet manifold and overflow channel side, and an outlet installed from the outlet manifold and the hot water outlet pipe ( cm. RF patent No. 2273802 according to class F24H 1/44, 2004).

Недостатком этого вида котлов является сложность конструкции, невысокий КПД, значительная потеря тепла и уменьшение времени загрузки топлива в процессе эксплуатации.The disadvantage of this type of boilers is the design complexity, low efficiency, significant heat loss and reduced fuel loading time during operation.

Так же известен водогрейный котел, содержащий установленный в кожухе с зазором относительно него корпус, в котором размещены теплообменник, выполненный в виде спирали, топочное устройство с дымоходом, спираль имеет коническую форму, сужающуюся к верхней части корпуса, топочное устройство охватывает спираль, во всей высоте расположенное в кожухе, кольцевой формы, а теплообменник расположен соосно ему, при этом кожух выполнен из двух стенок с теплоизоляцией между ними, а на его боковой поверхности имеется смотровой люк (см. патент РФ на полезную модель №83599 по кл Р24Н 1/44 за 2008 г.).A boiler is also known that contains a housing mounted in a casing with a gap relative to it, in which a heat exchanger is arranged in the form of a spiral, a furnace device with a chimney, the spiral has a conical shape, tapering to the upper part of the case, the furnace device covers the spiral, in all height located in the casing, ring-shaped, and the heat exchanger is aligned with it, while the casing is made of two walls with thermal insulation between them, and on its side surface there is an inspection hatch (see RF patent for flooring znuyu model №83599 tml R24N 1/44 2008).

Техническим результатом заявленного водогрейного котла является упрощение конструкции, повышение КПД и снижение расхода топлива в процессе эксплуатации.The technical result of the claimed hot water boiler is to simplify the design, increase efficiency and reduce fuel consumption during operation.

Указанный технический результат достигается тем, что в предложенном водогрейном котле, содержащем корпус, топочную камеру, размещенную в корпусе с образованием водяной рубашки между ними, патрубок подвода холодной воды, патрубок отвода горячей воды и дымовыводящей трубой, колосниковую решетку с поддувалом, полость поддувала выполнена ниже топочной камеры и по большей мере равной ширине и длине топочной камеры, колосниковая решетка выполнена пустотелой, внутренняя полость которой соединена с водяной рубашкой, колосниковая решетка выполнена в виде нескольких параллельных ветвей с зазором между ними, на наружной поверхности каждой ветви выполнена ребра жесткости, каждая ветвь колосниковой решетки выполнены в виде многогранника, а ребра жесткости ветвей колосниковой решетки выполняют линии пересечения граней многогранника.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed hot water boiler comprising a housing, a combustion chamber placed in the housing with the formation of a water jacket between them, a cold water inlet pipe, a hot water outlet pipe and a chimney, a grate with a blower, the blower cavity is made below the combustion chamber and at least equal to the width and length of the combustion chamber, the grate is hollow, the inner cavity of which is connected to the water jacket, the grate is flax in the form of several parallel branches with a gap between them, stiffeners are made on the outer surface of each branch, each branch of the grate is made in the form of a polyhedron, and the stiffeners of the branches of the grate are made by the intersection lines of the faces of the polyhedron.

На графической части изображено:The graphic part shows:

На фиг. 1 - общий вид котла;In FIG. 1 - general view of the boiler;

На фиг. 2 - сечение по А-А фиг. 1;In FIG. 2 is a section along AA of FIG. one;

На фиг. 3, 4, 5 - сечение по Б-Б фиг. 2.In FIG. 3, 4, 5 - section along BB of FIG. 2.

Как показано в графической части, предлагаемый водогрейный котел содержит корпус 1. Внутри корпуса 1 имеется топочная камера 2 и поддувало 3, закрытые дверцами 4 и 5. Сверху и с боков топочную камеру 2 охватывает водяная рубашка 6. Водяная рубашка 6 соединена патрубком 7 для подвода холодной воды и патрубком 8 для отвода горячей воды. Между топочной камерой 2 и поддувалом 3 расположена колосниковая решетка 9, выполненная из нескольких ветвей 10. Каждая ветвь 10 колосниковой решетки 9 выполнена пустотелой в виде сквозного отверстия 11 по всей длине ветви 10. Отверстие 11 ветвей 10 может быть круглым или в виде многогранника (треугольника, квадрата, шестигранника и т.д.) в поперечном сечении. Когда ветви 10 решетки 9 выполнены круглыми в виде трубы, на наружной поверхности располагаются ребра 12, когда выполнены в форме многогранника - ребрами являются линии пересечения граней. Топочная камера 2 снабжена трубой 13. Внутрь топочной камеры 2 закладывается топливо 14, а из поддувала 3 через зазор 15 подводится воздух.As shown in the graphic part, the proposed hot water boiler contains a housing 1. Inside the housing 1 there is a combustion chamber 2 and blown 3, closed by doors 4 and 5. A water jacket 6 covers the top and sides of the combustion chamber 2. The water jacket 6 is connected by a supply pipe 7 cold water and a pipe 8 for draining hot water. Between the combustion chamber 2 and the blower 3 there is a grate 9 made of several branches 10. Each branch 10 of the grate 9 is hollow in the form of a through hole 11 along the entire length of the branch 10. The hole 11 of the branches 10 can be round or in the form of a polyhedron (triangle) , square, hexagon, etc.) in cross section. When the branches 10 of the lattice 9 are made round in the form of a pipe, the ribs 12 are located on the outer surface, when they are made in the form of a polyhedron - the edges are the lines of intersection of the faces. The combustion chamber 2 is equipped with a pipe 13. Inside the combustion chamber 2, fuel 14 is laid, and air is supplied from the blower 3 through the gap 15.

Работа предлагаемого котла осуществляется следующим образом. Перед запуском котла в водяную рубашку 6 заливается жидкий теплоноситель, например вода. Затем открывается дверца 4 и через нее в топочную камеру2 закладывается топливо 14 и поджигается. Затем открывается дверца 5, а дверца 4 закрывается. Топливо 14 сгорает, а образующееся при горении тепло нагревает внутренние стенки водяной рубашки 6, а от них тепло нагревает воду. Одновременно тепло передается на колосниковую решетку 9 и нагревает жидкий теплоноситель в отверстиях 11 ветвей 10. Газообразные отходы горения топлива удаляются из топочной камеры 2 за ее пределы. Угли топлива 14 удерживаются на колосниковой решетке 9, а мелкая часть топлива типа остывшей золы проваливается через зазор 15 в полость поддувала 3 и при необходимости удаляется из него. По мере сгорания топлива 14 его периодически закладывается следующая порция топлива 14 через дверцу 4 и процесс продолжается.The work of the proposed boiler is as follows. Before starting the boiler, a liquid coolant, for example water, is poured into the water jacket 6. Then the door 4 opens and through it into the combustion chamber 2 the fuel 14 is laid and ignited. Then door 5 opens, and door 4 closes. Fuel 14 burns, and the heat generated during combustion heats the inner walls of the water jacket 6, and from them heat heats the water. At the same time, heat is transferred to the grate 9 and heats the liquid coolant in the holes 11 of the branches 10. Gaseous waste from the combustion of fuel is removed from the combustion chamber 2 beyond. The coals of fuel 14 are held on the grate 9, and a small part of the fuel, such as cooled ash, falls through the gap 15 into the cavity of the blower 3 and, if necessary, is removed from it. As the fuel 14 burns, the next portion of fuel 14 is periodically laid through the door 4 and the process continues.

Выполнение колосниковой решетки 9 с отверстиями 11 позволяет увеличить площадь нагрева теплоносителя в водяной рубашке 6. Известно, что большая температура нагрева топлива располагается в углях (тлеющей части топлива). Поэтому больший нагрев воды осуществляется в отверстиях 11 ветвей 10 колосниковой решетки 9. Вода, нагреваясь, выталкивается в боковые сплошные полости водяной рубашки 6, а из нее осуществляется циркуляция воды без дополнительных насосов. В случае, когда ветви 10 колосниковой решетки 9 выполнены в виде тонкостенной круглой трубы, то не ней выполнены ребра 12, для исключения деформации трубы при нагреве. В случае, когда ветви выполнены в виде многогранника, то ребрами являются линии пересечения граней и дополнительно ребер жесткости не требуется.The implementation of the grate 9 with holes 11 allows you to increase the heating area of the coolant in the water jacket 6. It is known that a large temperature of the fuel is located in the coals (smoldering part of the fuel). Therefore, more heating of the water is carried out in the holes 11 of the branches 10 of the grate 9. The water, being heated, is pushed into the continuous side cavities of the water jacket 6, and water is circulated from it without additional pumps. In the case when the branches 10 of the grate 9 are made in the form of a thin-walled round pipe, then the ribs 12 are made with it, to exclude the pipe deformation during heating. In the case when the branches are made in the form of a polyhedron, the edges are the intersection lines of the faces and additional stiffeners are not required.

Использование водогрейного котла предлагаемой конструкции позволяет увеличить КПД за счет увеличения поверхности нагрева, за счет использования места расположения топлива при горении и увеличить время нагрева теплоносителя одной порции топлива, что приводит к снижению расхода топлива при одних и тех же заданных температурах нагрева воды. Кроме того, за счет разницы температуры нагрева теплоносителя позволяет осуществлять циркуляцию теплоносителя внутри системы отопления без применения дополнительных насосов, что снижает расходы на использование других источников энергии и упрощает конструкцию самого водогрейного котла по сравнению с известными конструкциями аналогичных устройств.The use of a hot water boiler of the proposed design allows to increase efficiency by increasing the heating surface, by using the location of the fuel during combustion and by increasing the heating time of the heat carrier in one portion of fuel, which leads to a decrease in fuel consumption at the same given water heating temperatures. In addition, due to the difference in the temperature of heating the coolant, it allows circulation of the coolant inside the heating system without the use of additional pumps, which reduces the cost of using other energy sources and simplifies the design of the boiler itself in comparison with the known designs of similar devices.

Claims

1. A boiler containing a housing, a combustion chamber placed in the housing with the formation of a water jacket between them, a cold water inlet pipe, a hot water outlet pipe and a smoke outlet, a grate with a blower, characterized in that the cavity is blown below the combustion chamber and at most equal to the width and length of the combustion chamber, the grate is made hollow, the inner cavity of which is included in the water jacket.

2. The boiler according to claim 1, characterized in that the grate is made in the form of several parallel branches with a gap between them, and stiffeners are made on the outer surface of each branch.

3. A water boiler according to claim 1, characterized in that the branches of the grate are made in the form of a polyhedron.

4. The hot water boiler according to claim 1, characterized in that the stiffeners of the branches of the grate work at the intersection lines of the faces of the polyhedron.