RU180647U1

RU180647U1 - Hot water boiler

Info

Publication number: RU180647U1
Application number: RU2017137035U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Васильев
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Тюменская Энерготепловая Компания"
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2018-06-19

Abstract

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности, к устройствам для нагрева. Водогрейный котел содержит теплообменник, который размещен внутри наружной трубы и содержит корпус, выполненный в виде единой вертикальной трубы, и горизонтальные трубы, расположенные в различном положении относительно друг друга. Горелочная часть - испаритель, и газоходная часть, в которой размещены горизонтальные трубы, выполнены внутри корпуса теплообменника. В испарителе установлен колосник и расположены патрубок для подачи жидкого топлива и патрубок для подачи воздуха. На наружной трубе расположены патрубки для подачи и вывода теплоносителя. Вверху газоходной части теплообменника предусмотрено выхлопное отверстие для вывода продуктов горения. Между наружной трубой и корпусом теплообменника образован контур для теплоносителя.The utility model relates to a power system, in particular, to devices for heating. The hot water boiler contains a heat exchanger, which is placed inside the outer pipe and contains a housing made in the form of a single vertical pipe, and horizontal pipes located in different positions relative to each other. The burner part is an evaporator, and the gas duct part, in which horizontal pipes are placed, is made inside the heat exchanger body. A grate is installed in the evaporator and a nozzle for supplying liquid fuel and a nozzle for supplying air are located. On the outer pipe there are pipes for supplying and withdrawing coolant. An exhaust opening is provided at the top of the gas duct part of the heat exchanger to discharge combustion products. Between the outer pipe and the body of the heat exchanger, a circuit for the coolant is formed.

Description

Полезная модель относится к устройствам для нагрева воды и может быть использована в теплоэнергетике, в частности, для приготовления горячей воды, подачи тепла и других технологических нужд в производственных, бытовых и жилых помещениях.The utility model relates to devices for heating water and can be used in the power industry, in particular, for the preparation of hot water, heat supply and other technological needs in industrial, domestic and residential premises.

Из уровня техники известен водогрейный котел (RU 146582 U1, F24H1/00, 10.10.2014), содержащий корпус с двойными стенками, образующими полость для циркуляции воды, выполненный в форме двух пустотелых призм. На корпусе выполнены патрубки для подвода холодной воды и отвода нагретой воды, патрубок для терморегулятора и дымовыводящий патрубок. Внутренний объем верхней призмы представляет собой газоходное пространство, внутренний объем нижней призмы - топочное пространство. В газоходном пространстве размещен резервуар для воды, сообщающийся с полостью для циркуляции воды. На передней стенке котла расположена загрузочная дверца и створка регулирования подачи воздуха. Топочное пространство выполнено с горизонтально размещенной колосниковой решеткой.The prior art boiler is known (RU 146582 U1, F24H1 / 00, 10/10/2014), comprising a housing with double walls forming a cavity for water circulation, made in the form of two hollow prisms. On the body there are made pipes for supplying cold water and for discharging heated water, a pipe for a temperature regulator and a flue pipe. The internal volume of the upper prism is the gas passage, the internal volume of the lower prism is the combustion space. In the flue space there is a water tank in communication with the cavity for water circulation. On the front wall of the boiler there is a loading door and a shutter for regulating the air supply. The furnace space is made with a horizontally placed grate.

К недостаткам устройства относятся высокая металлоемкость конструкции, недостаточная эффективность теплообмена, невысокая мощность тепловой энергии, отсутствие бездымного горения. The disadvantages of the device include the high metal consumption of the structure, insufficient heat transfer efficiency, low heat energy, and the absence of smokeless combustion.

Из уровня техники известен водогрейный котел (RU 75458 U1, F24H1/08, 10.08.2008), содержащий герметичный корпус, в котором размещены топка с газовой горелкой, теплообменник с дымовой коробкой, внутри которого расположены конвективные каналы, разделенные вертикальными стенками на несколько газоходов, патрубки для подачи воздуха в топку к газовой горелке и удаления продуктов сгорания и витой змеевик, установленный в полости теплообменника. В теплообменнике круглого сечения расположены конвективные каналы квадратного сечения, разделенные вертикальными стенками на несколько газоходов. A boiler is known from the prior art (RU 75458 U1, F24H1 / 08, 08/10/2008), comprising a sealed housing in which a furnace with a gas burner is placed, a heat exchanger with a smoke box, inside of which there are convection channels separated by vertical walls into several gas ducts, nozzles for supplying air to the furnace to the gas burner and removal of combustion products and a twisted coil installed in the cavity of the heat exchanger. In the circular heat exchanger are convective channels of square cross section, divided by vertical walls into several gas ducts.

К недостаткам известного котла можно отнести высокую металлоемкость, недостаточную эффективность теплообмена, невысокую мощность тепловой энергии.The disadvantages of the known boiler include high metal consumption, insufficient heat transfer efficiency, low heat energy.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому водогрейному котлу является водогрейный котел (RU 61013 U1, F24H1/08, 10.02.2007), содержащий теплообменник, герметичный корпус, в котором размещены топка с газовой горелкой, выполненный над ней конвективный газоход с дымовой коробкой телескопический патрубок для подачи воздуха в топку к газовой горелке и выброса продуктов сгорания, соединенный одним концом с дымовой коробкой и выходящий за пределы здания, и систему автоматики, соединенную с газовой горелкой. Конвективный газоход котла имеет вертикальные конвективные каналы трапецеидальной формы, расположенные внутри теплообменника. В полости теплообменника расположен витой змеевик.The closest analogue to the proposed hot water boiler is a hot water boiler (RU 61013 U1, F24H1 / 08, 02/10/2007) containing a heat exchanger, a hermetic casing, in which a furnace with a gas burner is placed, a convection duct with a smoke box made over it, a telescopic pipe for feeding air into the furnace to the gas burner and the emission of combustion products, connected at one end to the chimney box and extending outside the building, and an automation system connected to the gas burner. The convective gas duct of the boiler has vertical convective channels of a trapezoidal shape located inside the heat exchanger. A twisted coil is located in the cavity of the heat exchanger.

Недостатком данного устройства является невысокая эффективность теплообмена, высокая металлоемкость.The disadvantage of this device is the low heat transfer efficiency, high metal consumption.

Технической проблемой, на решение которой направлена предложенная полезная модель, является снижение металлоемкости водогрейного котла и повышение его эксплуатационных характеристик.The technical problem to which the proposed utility model is directed is to reduce the metal consumption of the boiler and increase its operational characteristics.

Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в снижении металлоемкости устройства, повышении эффективности теплообмена, обеспечении бездымного горения и высокой пожаробезопасности, а также в получении высокой мощности тепловой энергии (до 100 кВт).The technical result achieved by the implementation of the utility model is to reduce the metal consumption of the device, increase the efficiency of heat transfer, ensure smokeless combustion and high fire safety, as well as to obtain high thermal energy (up to 100 kW).

Для решения указанной технической проблемы у водогрейного котла, содержащего наружную трубу, теплообменник, горелочную часть с газовой горелкой, патрубок для подачи воздуха в горелочную часть и газоходную часть, теплообменник размещен внутри наружной трубы и содержит корпус, выполненный в виде единой вертикальной трубы, и горизонтальные трубы, расположенные в различном положении относительно друг друга , причем горелочная часть, представляющая собой испаритель, и газоходная часть, в которой размещены горизонтальные трубы, выполнены внутри корпуса теплообменника, в испарителе установлен колосник и расположены патрубок для подачи жидкого топлива и патрубок для подачи воздуха, на наружной трубе расположены патрубки для подачи и вывода теплоносителя, вверху газоходной части теплообменника предусмотрено выхлопное отверстие для вывода продуктов горения, наружная труба сварена с корпусом теплообменника сверху и внизу на уровне окончания горелочной зоны, при этом между наружной трубой и корпусом теплообменника образован контур для теплоносителя.To solve this technical problem, a boiler with an outer pipe, a heat exchanger, a burner part with a gas burner, a pipe for supplying air to the burner part and the gas duct part, the heat exchanger is placed inside the outer pipe and contains a housing made in the form of a single vertical pipe, and horizontal pipes located in different positions relative to each other, and the burner part, which is an evaporator, and the gas duct part, in which horizontal pipes are placed, are made in the morning of the heat exchanger body, a grate is installed in the evaporator and a nozzle for supplying liquid fuel and a nozzle for supplying air are located, on the outer pipe there are nozzles for supplying and withdrawing heat carrier, an exhaust opening is provided at the top of the gas duct part of the heat exchanger, the outer pipe is welded to the heat exchanger body above and below at the end of the burner zone, while between the outer pipe and the heat exchanger body a circuit for the coolant is formed.

На фиг. 1 представлен общий вид водогрейного котла.In FIG. 1 shows a general view of a boiler.

На фиг. 2 представлена схема подачи и горения топлива в испарителе.In FIG. 2 shows a diagram of the supply and combustion of fuel in the evaporator.

На фиг. 3 представлена схема подачи теплоносителя.In FIG. 3 shows the flow diagram of the coolant.

В качестве жидкого топлива для котла может использоваться машинное масло, отработанное машинное масло, мазут и дизельное топливо. Engine oil, used engine oil, fuel oil and diesel fuel can be used as liquid fuel for the boiler.

Воздух в испаритель подается с использованием устройства, повышающего скорость потока, например, турбины или вентилятора.Air is supplied to the evaporator using a device that increases the flow rate, for example, a turbine or fan.

Котел работает следующим образом (на примере использования жидкого топлива – отработанного машинного масла (далее масло)).The boiler operates as follows (for example, the use of liquid fuel - used engine oil (hereinafter oil)).

Из камеры с жидким топливом (на чертеже не показана) через патрубок для подачи топлива (1) в испаритель 2 подается масло. В испарителе 2 установлен чугунный колосник 3. Масло поджигается газовой горелкой (на чертеже не показана) и под воздействием воздуха, поступающего через патрубок 4 от турбины (на чертеже не показана), вокруг разогретого до 1000 градусов колосника 3 создается вихрь пламени масла, превращая масло в пары - пиролизный газ. Турбина подает воздух с высокой скоростью потока, увеличивая при этом температуру горения и скорость испарения-газообразования. Под давлением воздуха от турбины сгорающие газы поступают во внутреннюю полость теплообменника, образованную корпусом теплообменника 5. Для охлаждения патрубка подачи топлива 1 установлена рубашка-труба 6 в которую врезана труба 7 для подачи теплоносителя. Из рубашки 6 через расположенный на наружной трубе 8 патрубок подачи теплоносителя 9, теплоноситель поступает в камеру 10, образованную наружной трубой 8 и корпусом теплообменника 5, а также в горизонтально расположенные трубы 11. Пламя горения газов проходит по внутренней полости теплообменника, огибая горизонтальные трубы 11 и нагревая протекающий по ним теплоноситель, с максимальной отдачей энергии. Сгоревшие газы выбрасываются под давлением через выхлопное отверстие 12, а через патрубок 13 происходит выход нагретого теплоносителя. From the chamber with liquid fuel (not shown in the drawing) through the pipe for supplying fuel (1), oil is supplied to the evaporator 2. An iron cast-iron grate is installed in evaporator 2. Oil is ignited by a gas burner (not shown in the drawing) and under the influence of air entering through the pipe 4 from the turbine (not shown in the drawing), a whirlwind of oil flame is created around the grate 3 heated to 1000 degrees, turning the oil in pairs - pyrolysis gas. The turbine supplies air at a high flow rate, while increasing the combustion temperature and the rate of evaporation-gas generation. Under the air pressure from the turbine, the burning gases enter the internal cavity of the heat exchanger formed by the body of the heat exchanger 5. To cool the fuel supply pipe 1, a jacket pipe 6 is installed into which a pipe 7 is inserted for supplying the heat carrier. From the jacket 6 through the coolant supply pipe 9 located on the outer pipe 8, the coolant enters the chamber 10 formed by the outer pipe 8 and the heat exchanger body 5, as well as into the horizontal pipes 11. The gas flame passes through the internal cavity of the heat exchanger, enveloping the horizontal pipes 11 and heating the coolant flowing through them, with maximum energy output. The burnt gases are ejected under pressure through the exhaust opening 12, and through the pipe 13 the heated coolant exits.

На уровне колосника 3 происходит разделение на первичные и вторичные газы, при этом первичные идут вниз на горение и газообразование, а вторичные - вверх на дожигание. По окончании работы котла колосник 2 и испаритель 2 остаются чистыми, шлак отсутствует.At the grate level 3, there is a separation into primary and secondary gases, while the primary ones go down for combustion and gas generation, and the secondary ones go up for afterburning. At the end of the boiler, the grate 2 and the evaporator 2 remain clean, there is no slag.

Герметичность конструкции обеспечивается за счет того, что газоходная труба, образованная корпусом теплообменника, установлена внутри наружной трубы. Наружная труба и корпус теплообменника сварены между собой сверху и на уровне окончания горелочной части. В горелочной части котла предусмотрена герметичная дверка, таким образом обеспечивается выход продуктов горения только в дымоход, а также обеспечивается пожаробезопасность.The tightness of the structure is ensured by the fact that the flue pipe formed by the heat exchanger body is installed inside the outer pipe. The outer pipe and the heat exchanger body are welded together from above and at the end of the burner part. An airtight door is provided in the burner part of the boiler, thus the combustion products exit only into the chimney, and fire safety is also ensured.

Расположение испарителя внутри корпуса теплообменника увеличивает эффективность теплообмена, а турбированное горение, обусловленное конструкцией испарителя и обеспечивающее мгновенное превращение топлива в газ, приводит к увеличению мощности тепловой энергии.The location of the evaporator inside the body of the heat exchanger increases the heat transfer efficiency, and turbocharged combustion, due to the design of the evaporator and providing instant conversion of fuel into gas, leads to an increase in the power of thermal energy.

Claims

A water boiler containing an outer pipe, a heat exchanger, a burner part with a gas burner and a pipe for supplying air and a gas duct, characterized in that the heat exchanger is located inside the outer pipe and contains a housing made in the form of a single vertical pipe, and horizontal pipes located in different position relative to each other, and the burner part, which is an evaporator, and the gas duct part, in which horizontal pipes are placed, are made inside the heat exchanger housing, in the evaporator the grate has been installed and a nozzle for supplying liquid fuel and a nozzle for supplying air are located, on the outer pipe there are nozzles for supplying and outputting a heat carrier, an exhaust opening is provided at the top of the gas duct part of the heat exchanger, the outer pipe is welded with the heat exchanger body at the top and bottom at the end burner zone, while between the outer pipe and the casing of the heat exchanger a circuit for the coolant is formed.