RU2200913C2

RU2200913C2 - Water hating boiler

Info

Publication number: RU2200913C2
Application number: RU2001113597/06A
Authority: RU
Inventors: Р.А. Габидуллин; В.В. Бовкун; М.С. Ворожцов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Бумагоделательного машиностроения"
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2003-03-20

Abstract

FIELD: systems for heating liquids, possibly heating systems, water heating equipment. SUBSTANCE: water heating boiler includes housing in the form of cylindrical water jacket; combustion chamber with inclined straight water tubes; branch pipes for supplying and removing water. Water jacket is divided by means of annular partitions at least by two annular sections successively communicated one with another through inclined straight water tubes arranged uniformly along perimeter of combustion chamber, inclined one relative to another and spaced by the same distance from boiler axis in order to form gas flow swirlers between each pair of successively arranged annular sections. Inlet and outlet ends of inclined tubes are mounted into annular sections by acute angle to direction of water flow motion relative to walls of water jacket and they form in said sections members providing circular motion of water. There are members for swirling water streams inside inclined tubes. Branch pipes for supplying and removing water are mounted tangentially relative to water jacket in accordance with direction of inlets and outlets of inclined water tubes. EFFECT: enhanced efficiency of heat exchange in boiler. 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах отопления и горячего водоснабжения, а также в подогревателях жидкостей и газов. The invention relates to a power system and can be used in heating systems and hot water supply, as well as in heaters of liquids and gases.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является техническое решение по патенту GB 2224104, F 24 H 1/44, 1990, содержащее корпус в виде цилиндрической водяной рубашки, наклоненные прямые водяные трубы, встроенные в камеру сгорания и вмонтированные своими концами в водяную рубашку, а также патрубки входа и выхода воды. The closest analogue of the claimed invention is the technical solution according to patent GB 2224104, F 24 H 1/44, 1990, comprising a body in the form of a cylindrical water jacket, inclined straight water pipes integrated into the combustion chamber and mounted at their ends into the water jacket, as well as nozzles water inlet and outlet.

Недостатком данного котла является неэффективное использование газового потока в камере сгорания. Кроме того, данная конструкция не решает задачи использования кругового турбулентного движения теплоносителя для повышения теплообмена и уменьшения накипеобразования. The disadvantage of this boiler is the inefficient use of the gas stream in the combustion chamber. In addition, this design does not solve the problem of using circular turbulent motion of the coolant to increase heat transfer and reduce scale formation.

Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена в котле путем организации вращательного движения воды внутри нагреваемых элементов и интенсификации турбулизации газов в камере сгорания. The purpose of the invention is to increase the efficiency of heat transfer in the boiler by organizing the rotational movement of water inside the heated elements and intensifying the turbulization of gases in the combustion chamber.

Поставленная цель достигается тем, что в водогрейном котле, содержащем корпус в виде цилиндрической водяной рубашки, последняя разделена кольцевыми перегородками, по крайней мере, на две кольцевые секции, последовательно сообщающиеся между собой посредством наклоненных прямых водяных труб, равномерно расположенных по периферии камеры сгорания под углом друг к другу на одинаковом расстоянии от оси котла, образуя завихрители газового потока между каждой парой последовательно расположенных кольцевых секций, входящие и выходящие концы наклоненных труб вмонтированы в кольцевые секции под острыми углами α и β по направлению движения воды относительно внутренней и наружной стенок водяной рубашки с образованием в них элементов кругового движения воды, кроме того, наклоненные трубы содержат внутри себя закручивающие потоки воды элементы, а патрубки подвода и отвода воды вмонтированы касательно к водяной рубашке, причем каждый с совпадением направления соответственно входа и выхода воды в наклоненные водяные трубы. This goal is achieved by the fact that in a boiler containing a body in the form of a cylindrical water jacket, the latter is divided by annular partitions into at least two annular sections, successively communicating with each other by means of inclined straight water pipes uniformly located at an angle along the periphery of the combustion chamber to each other at the same distance from the axis of the boiler, forming gas flow swirls between each pair of consecutively arranged annular sections, the inlet and outlet ends of inclined pipes are mounted in annular sections at acute angles α and β in the direction of water movement relative to the inner and outer walls of the water jacket with the formation of elements of circular motion of water, in addition, the inclined pipes contain swirling water flows inside them, and inlet and outlet pipes the water is mounted tangentially to the water jacket, each with a coincidence of the direction, respectively, of the entrance and exit of water into the inclined water pipes.

На фиг.1 представлен продольный разрез котла, на фиг.2 - поперечный разрез. Figure 1 shows a longitudinal section of the boiler, figure 2 is a transverse section.

Водогрейный котел содержит корпус 1 в виде водяной рубашки. Водяная рубашка 1 кольцевыми перегородками 2 разделена, по крайней мере, на две кольцевые секции 3. Кольцевые секции 3 последовательно сообщаются между собой посредством наклоненных прямых водяных труб 4. Наклоненные водяные трубы 4 равномерно расположены по периферии камеры сгорания 5 под углом друг к другу на одинаковом расстоянии от оси котла и образуют завихрители газового потока 6 между каждой парой последовательно расположенных кольцевых секций 3. Входящие 7 и выходящие 8 концы наклоненных труб 4 вмонтированы в кольцевые секции 3 под острыми углами α и β по направлению движения воды относительно внутренней 9 и наружной 10 стенок водяной рубашки 1 и образуют в них элементы кругового движения воды 11. Наклоненные трубы 4 содержат внутри себя закручивающие потоки воды элементы 12. Патрубки подвода 13 и отвода 14 вмонтированы касательно к водяной рубашке 1 с совпадением направления соответственно входа и выхода воды в наклоненные водяные трубы. The boiler includes a housing 1 in the form of a water jacket. The water jacket 1 by the annular partitions 2 is divided into at least two annular sections 3. The annular sections 3 are successively communicated with each other by means of inclined straight water pipes 4. The inclined water pipes 4 are uniformly located on the periphery of the combustion chamber 5 at the same angle to each other distance from the axis of the boiler and form a swirl of gas flow 6 between each pair of consecutively arranged annular sections 3. Incoming 7 and outgoing 8 ends of the inclined pipes 4 are mounted in the annular sections 3 under angles α and β in the direction of water movement relative to the inner 9 and outer 10 walls of the water jacket 1 and form the elements of circular motion of water 11. The inclined pipes 4 contain swirling water flows inside them 12. The inlet 13 and outlet 14 nozzles are mounted tangentially to water jacket 1 with a coincidence of the direction, respectively, of the entrance and exit of water into the inclined water pipes.

Котел работает следующим образом. The boiler operates as follows.

При сжигании топлива в камере сгорания 5 продукты сгорания под воздействием завихрителей 6 повышают турбулентность газового потока, что позволяет организовать наибольший теплосъем с прилегающих поверхностей нагрева. When burning fuel in the combustion chamber 5, the combustion products under the influence of swirlers 6 increase the turbulence of the gas stream, which allows you to organize the greatest heat removal from adjacent heating surfaces.

Циркуляция теплоносителя (воды) осуществляется следующим образом: теплоноситель через касательно расположенный патрубок подвода 13, поступая в крайнюю секцию 3 водяной рубашки 1, закручивается в ней по спирали, частично нагреваясь от внутренней стенки 9 водяной рубашки 1 и равномерно распределяясь, поступает в первый ряд наклоненных водяных труб 4, имеющих элементы закручивания потока воды для повышения эффективности теплообмена. Далее теплоноситель, нагреваясь в водяных трубах, вновь попадает в водяную рубашку 1, но уже в следующую кольцевую секцию, при этом закручивается по спирали благодаря расположенным под небольшим углом относительно стенок водяной рубашки 1 смонтированным выходным концом 8 наклоненных водяных труб 4. Из последней кольцевой секции 3 водяной рубашки 1 поток теплоносителя, окончательно нагреваясь, через касательно расположенный патрубок отвода 14 отводится в сеть. The coolant (water) is circulated as follows: the coolant through a tangentially located inlet pipe 13, entering the outer section 3 of the water jacket 1, is twisted in it in a spiral, partially heated from the inner wall 9 of the water jacket 1 and evenly distributed, it enters the first row of inclined water pipes 4 having elements of swirling the flow of water to increase the efficiency of heat transfer. Further, the coolant, heating up in the water pipes, again enters the water jacket 1, but into the next ring section, while twisting in a spiral thanks to the mounted output end 8 of the inclined water pipes 4 located at a small angle relative to the walls of the water jacket 1. From the last ring section 3 water jacket 1 heat carrier flow, finally heating up, through a tangent to the branch pipe 14 is discharged into the network.

Применение такого котла позволяет более эффективно использовать теплоту сгорания топлива, повысить эффективность теплообмена и увеличить срок службы котла благодаря уменьшению накипеобразования за счет использования кругового турбулентного движения теплоносителя в нагреваемых элементах котла. The use of such a boiler makes it possible to more efficiently use the heat of combustion of fuel, increase the efficiency of heat transfer and increase the service life of the boiler by reducing scale formation due to the use of circular turbulent motion of the coolant in the heated elements of the boiler.

Claims

A water boiler containing a body in the form of a cylindrical water jacket, a combustion chamber with inclined straight water pipes, water supply and discharge pipes, characterized in that the water jacket is divided by annular partitions into at least two annular sections in series with each other by means of the aforementioned inclined straight water pipes uniformly located on the periphery of the combustion chamber at an angle to each other at the same distance from the axis of the boiler with the formation of swirls of gas flow m I wait for each pair of consecutively arranged annular sections, the inlet and outlet ends of the inclined pipes mounted at an acute angle in the direction of the water relative to the walls of the water jacket with the formation of circular water movement elements in them, in addition, inside the inclined pipes there are swirling water flows and the water inlet and outlet pipes are mounted tangentially to the water jacket with the coincidence of the direction of entry and exit into the inclined water pipes, respectively.