RU2318164C2 - Water boiler for heat supply system - Google Patents

Water boiler for heat supply system Download PDF

Info

Publication number
RU2318164C2
RU2318164C2 RU2005141787/06A RU2005141787A RU2318164C2 RU 2318164 C2 RU2318164 C2 RU 2318164C2 RU 2005141787/06 A RU2005141787/06 A RU 2005141787/06A RU 2005141787 A RU2005141787 A RU 2005141787A RU 2318164 C2 RU2318164 C2 RU 2318164C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chimney
ejector
gas
furnace
water heating
Prior art date
Application number
RU2005141787/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005141787A (en
Inventor
Сергей Михайлович Котенев (RU)
Сергей Михайлович Котенев
Original Assignee
Сергей Михайлович Котенев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Михайлович Котенев filed Critical Сергей Михайлович Котенев
Priority to RU2005141787/06A priority Critical patent/RU2318164C2/en
Publication of RU2005141787A publication Critical patent/RU2005141787A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2318164C2 publication Critical patent/RU2318164C2/en

Links

Landscapes

  • Air Supply (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

FIELD: heat supply system.
SUBSTANCE: water boiler comprises housing made of two walls, furnace with a solid arch, door, ash grate, afterburning device, gas duct chambers formed by heat exchanging areas, and chimney. The gas duct chambers has shutters. The arch of the furnace is provided with the housing of the afterburning device provided with frames made of grids and three rows of openings made in the passage for supplying secondary air and ejector that passes through the gas duct chambers and heat exchanging areas and connecting the arch of the furnace with the chimney and having a bimetallic thermostat.
EFFECT: simplified servicing and enhanced efficiency.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к котлам водяного отопления. Используется для обогрева жилых и не жилых помещений, а также нагрева горячей воды для бытовых и технических нужд.The invention relates to boilers for water heating. It is used for heating residential and non-residential premises, as well as heating hot water for domestic and technical needs.

Известно много котлов отопления, производимых промышленностью (см. «Водяное отопление дома, дачи, коттеджа» ООО «Харвест», «Издательства ACT» 2003 г, стр.33-70), которые содержат в качестве основных узлов: топку с зольником, теплообменные площади, дымоходные каналы, конвекторные газоходы различных устройств с ручным и автоматическим регулированием газовых потоков. Очень мало внимания уделено дожигу тяжелых углеводородов и сажистых углеродов, что уменьшает КПД прибора, снижает эффективность расхода топлива и усложняет пользование, т.к. невыгоревший углерод в дымах способствует образованию слоя сажи на теплообменных площадях и в процессе эксплуатации приводит к снижению заявленной тепловой эффективности. Чистка в ряде моделей без демонтажа и частичного разбора отопительного прибора невозможна. Это значительно снижает эксплуатационные свойства выпускаемых промышленностью котлов. Практика использования приборов отопления показывает, что вертикально расположенные теплообменные площади по эффективности значительно ниже расположенных горизонтально, т.к. при прохождении газов по вертикальным газоходным каналам между теплообменными площадями и газовым потоком образуются турбулентные завихрения, препятствующие полноценному теплообмену. В известных моделях не исключен «человеческий фактор», несвоевременное перекрывание газовых потоков при помощи шиберов приводит к выбросам угарных газов в отапливаемое помещение или к перегреву дымохода, что опасно возникновением пожара.There are many known heating boilers produced by industry (see "Water heating at home, cottages, cottages" Harvest LLC, ACT Publishing House 2003, pp. 33-70), which contain as the main units: a furnace with an ash pan, heat exchangers areas, chimneys, convection flues of various devices with manual and automatic regulation of gas flows. Very little attention is paid to the afterburning of heavy hydrocarbons and black carbon, which reduces the efficiency of the device, reduces the efficiency of fuel consumption and complicates the use, because unburned carbon in fumes contributes to the formation of a soot layer in the heat exchange areas and during operation leads to a decrease in the declared thermal efficiency. Cleaning in some models without dismantling and partial disassembling of the heater is not possible. This significantly reduces the operational properties of industrial boilers. The practice of using heating appliances shows that vertically located heat exchange areas are significantly lower in efficiency than horizontally located, because When gases pass through vertical gas ducts between the heat exchange areas and the gas stream, turbulent turbulences are formed that prevent full heat transfer. In the well-known models, the “human factor” is not ruled out, untimely blocking of gas flows with the help of gates leads to the emission of carbon monoxide into a heated room or to overheating of the chimney, which is dangerous due to a fire.

Известно применение теплообменников горячего водоснабжения, которые омываются топочными газами и подвержены образованию накипи. В процессе эксплуатации трубчатые теплообменники приходят в негодность, теплообмен снижается, внутреннее сечение трубы уменьшается, а прочистка невозможна. В котле /2/ применен змеевик горячего водоснабжения (18), который расположен в межстенном пространстве корпуса (17) и нагревается от теплоносителя, что исключает кипение воды и образование накипи внутри змеевика. Эффективность такого теплообменника ниже, но срок службы неограничен.It is known to use hot water heat exchangers that are washed by flue gases and are prone to scale formation. During operation, tubular heat exchangers become unusable, heat transfer decreases, the internal cross section of the pipe decreases, and cleaning is impossible. A hot water supply coil (18) is used in the boiler / 2 /, which is located in the inter-wall space of the housing (17) and is heated by the heat carrier, which eliminates boiling water and scale formation inside the coil. The efficiency of such a heat exchanger is lower, but the service life is unlimited.

Известен водонагреватель SU 1703922, F24Н 1/26, содержащий вертикальный двустенный корпус (1), внутри которого размещена топка (2) и зигзагообразный газоходный канал (3) с перегородкой (4). Площадь теплового контакта топочных газов с теплообменными поверхностями, внутренней стенкой корпуса (1), водонагревателя мала, что приводит к снижению КПД нагревательного прибора. Зигзагообразный газоходный канал (3) и поворотные участки (5) не контактируют с водой (см. чертеж). Воздушный зазор между газоходным каналом (3) и двустенным корпусом (1) ухудшает теплообменный процесс.Known water heater SU 1703922, F24H 1/26, containing a vertical double-walled housing (1), inside which there is a firebox (2) and a zigzag gas duct (3) with a partition (4). The area of thermal contact of the flue gases with the heat exchange surfaces, the inner wall of the housing (1), and the water heater is small, which leads to a decrease in the efficiency of the heating device. The zigzag gas duct (3) and the turning sections (5) do not come into contact with water (see drawing). The air gap between the gas duct (3) and the double-walled housing (1) affects the heat exchange process.

Для полного сжигания углерода, содержащегося в топочных газах, необходимо создать тех. условия, которые не зависят от длины газоходных каналов и перемещения газов вдоль перегородки (4). В процессе эксплуатации водонагревателя сажистые и тяжелые утлероды осаживаются внутри каналов и снижают теплообмен, уменьшают проходное сечение газоходных камер, отсутствие доступа для обслуживания и чистки которых делает водонагреватели не пригодными для применения.To fully burn the carbon contained in the flue gases, it is necessary to create those. conditions that are independent of the length of the gas ducts and the movement of gases along the partition (4). During the operation of the water heater, soot and heavy carbon deposits settle inside the channels and reduce heat transfer, reduce the flow area of gas chambers, the lack of access for maintenance and cleaning of which makes the water heaters unsuitable for use.

Водонагреватель /1/ не является аналогом котла водяного отопления с функцией горячего водоснабжения /2/, т.к. теплоноситель омывает все теплообменные площади, чем обеспечивается высокая тепловая эффективность конструкции. Своевременная чистка теплообменных площадей (9), доступность к газоходным камерам (10) через створки (11) обеспечивает стабильный теплообмен между топочными газами и теплоносителем.The water heater / 1 / is not an analog of a water heating boiler with the hot water function / 2 /, because the heat carrier washes all the heat transfer areas, which ensures high thermal efficiency of the structure. Timely cleaning of the heat exchange areas (9), accessibility to the gas chambers (10) through the flaps (11) ensures stable heat transfer between the flue gases and the heat carrier.

Задачей изобретения является повышение тепловой эффективности, топливной экономичности, экологичности, пожаробезопасности, удобства пользования за счет автоматизации распределения топочных газов внутри котла, применения дожигового устройства.The objective of the invention is to increase thermal efficiency, fuel efficiency, environmental friendliness, fire safety, ease of use by automating the distribution of flue gases inside the boiler, the use of an afterburning device.

Задача решена тем, что котел водяного отопления с функцией горячего водоснабжения, содержащий двустенный корпус, топку со сплошным сводом, с дверцей, зольник, дожиговое устройство, газоходные камеры, образованные теплообменными площадями, дымоход, отличается тем, что газоходные камеры имеют створки. В своде топки расположен корпус дожигового устройства с рамками из сетки и тремя рядами отверстий в канале подачи вторичного воздуха. Эжектор, проходящий сквозь газоходные камеры и теплообменные площади, соединяющий свод топки с дымоходом, имеет биметаллический термостат.The problem is solved in that a water heating boiler with a hot water supply function, comprising a double-walled case, a firebox with a solid arch, with a door, an ash pan, an afterburner, flue chambers formed by heat exchange areas, a chimney, characterized in that the flue chambers have shutters. The body of the afterburning device with frames from the grid and three rows of holes in the secondary air supply channel is located in the combustion chamber arch. The ejector passing through the gas chambers and the heat exchange areas connecting the combustion chamber to the chimney has a bimetallic thermostat.

Кроме того, упомянутый эжектор с биметаллическим термостатом, расположен под дымоходом.In addition, the said ejector with a bimetallic thermostat is located under the chimney.

Кроме того, газоходные камеры расположены под углом к горизонтали.In addition, the gas chambers are located at an angle to the horizontal.

Кроме того, он содержит корпус, выполненный двустенным, в верхней части которого расположен змеевик горячего водоснабжения.In addition, it contains a double-walled housing, in the upper part of which there is a hot water supply coil.

Котел водяного отопления с функцией горячего водоснабжения выполнен из стальных листов, скрепленных между собой посредством электродуговой сварки.The water heating boiler with the hot water function is made of steel sheets fastened together by electric arc welding.

На чертеже показан боковой разрез котла водяного отопления с функцией горячего водоснабжения.The drawing shows a side section of a hot water boiler with hot water function.

Котел содержит топку 1 с дверцей 2, зольник 3 с дверцей 4, канал подачи вторичного воздуха 5, корпус дожигового устройства 6, решетки 7, три ряда отверстий 8, теплообменные площади 9, газоходные камеры 10, каждая из которых имеет створку для чистки 11, эжектор 12, держатель термостата 13, биметаллический термостат 14, дымоход 15, газообводящий экран 16, вся конструкция котла собрана в двустенном корпусе 17, змеевик горячего водоснабжения 18, направляющие 19.The boiler contains a furnace 1 with a door 2, an ash pan 3 with a door 4, a secondary air supply channel 5, a afterburner body 6, grilles 7, three rows of openings 8, heat transfer areas 9, gas chambers 10, each of which has a cleaning leaf 11, ejector 12, thermostat holder 13, bimetallic thermostat 14, chimney 15, gas discharge screen 16, the entire boiler structure is assembled in a double-walled housing 17, a hot water supply coil 18, guides 19.

В режиме растопки и набора температуры, топочные газы поднимаются к сплошному своду топки, проходят через корпус дожигового устройства (6), разогревая решетки (7), попадают в эжектор (12). Нижняя теплообменная площадь (9) выполнена в виде воронки, что улучшает отбор топочных газов в эжектор. Эжектор (12) соединяет сплошной свод топки с дымоходом, является разгонным участком для топочных газов, что способствует вытеснению холодного воздуха, быстрому прогреву и созданию устойчивой тяги в дымоходе (15). Эжектор (12) представляет собой тонкостенную трубку, способную продольно перемещаться при тепловом линейном расширении в направляющих (19). Зазор между направляющими (19) и эжектором (12) способствует равномерному прогреву по всей длине, что снижает возникновение газовых завихрений, мешающих разгоняться топочным газам внутри эжектора.In the kindling and temperature setting mode, the flue gases rise to the solid roof of the furnace, pass through the body of the afterburning device (6), heating the grilles (7), and enter the ejector (12). The lower heat transfer area (9) is made in the form of a funnel, which improves the selection of flue gases into the ejector. The ejector (12) connects the solid roof of the furnace to the chimney, it is the acceleration section for flue gases, which contributes to the displacement of cold air, rapid heating and the creation of a stable draft in the chimney (15). The ejector (12) is a thin-walled tube capable of longitudinally moving during thermal linear expansion in the guides (19). The gap between the guides (19) and the ejector (12) contributes to uniform heating along the entire length, which reduces the occurrence of gas turbulences that interfere with the acceleration of the flue gases inside the ejector.

В верхней части эжектора (12), под дымоходом (15), расположен держатель термостата (13), в направляющие которого вставлен биметаллический термостат (14), закрепленный винтом. Возможность продольного смещения термостата в направляющих позволяет производить точную регулировку силы тяги, оставляя щель для частичного прохождения разогретых топочных газов.In the upper part of the ejector (12), under the chimney (15), there is a thermostat holder (13), in the guides of which a bimetallic thermostat (14) is mounted, fixed by a screw. The possibility of longitudinal displacement of the thermostat in the guides allows precise adjustment of the traction force, leaving a gap for the partial passage of heated flue gases.

Биметаллический термостат (14) представляет собой две пластины металла с разными коэффициентами теплового линейного расширения, скрепленные между собой известным способом, способным изменять угол изгиба от степени теплового воздействия. Биметаллический термостат позволяет добиться автоматизации распределения топочных газов внутри котла. Находясь между двумя потоками топочных газов, термостат подвержен тепловому воздействию и способен изменять угол изгиба, перекрывая выходное отверстие эжектора (12), изменяя газовый поток выходящий из него. При помощи биметаллического термостата (14) и возможности регулировки можно достичь минимальной, но достаточной температуры топочных газов, выходящих в дымоход (15), что дает экономию расхода топлива и пожаробезопастность.The bimetallic thermostat (14) is two metal plates with different coefficients of linear thermal expansion, bonded together in a known manner, capable of changing the bending angle from the degree of thermal exposure. A bimetallic thermostat allows you to achieve automation of the distribution of flue gases inside the boiler. Being between two streams of flue gases, the thermostat is subject to thermal effects and is able to change the bending angle, blocking the outlet of the ejector (12), changing the gas stream exiting from it. Using a bimetallic thermostat (14) and the possibility of adjustment, it is possible to achieve a minimum but sufficient temperature of the flue gases leaving the chimney (15), which saves fuel consumption and fire safety.

Дожиговое устройство собрано в отдельном корпусе (6), внутри которого размещены решетки (7) с термостойкой сеткой. На задней стороне топки расположен канал подачи вторичного воздуха (5). Три ряда отверстий (8) подают разогретый вторичный воздух к каждой решетке дожигового устройства, создают условия для дожигания углерода в дымах, что снижает образование сажи на теплообменных площадях. Применение дожигового устройства приводит к рациональному расходу топлива.The afterburning device is assembled in a separate housing (6), inside of which there are lattices (7) with a heat-resistant mesh. On the rear side of the furnace there is a secondary air supply channel (5). Three rows of openings (8) supply heated secondary air to each grate of the afterburning device, create conditions for the afterburning of carbon in fumes, which reduces the formation of soot in heat transfer areas. The use of the afterburning device leads to rational fuel consumption.

Над топкой (1) расположены теплообменные площади (9), образующие газоходные камеры (10). Площадь сечения газоходной камеры равна площади сечения дымохода (15). Такая пропорция сечений позволяет топочным газам охватывать всю теплообменную площадь (9), увеличивая ее эффективность. Газоходные камеры (10) меняют направление топочных газов, что способствует их перемешиванию и полной отдаче тепловой энергии. Каждые спаренные газоходные камеры (10) имеют створки (11) для чистки и обслуживания.Above the firebox (1), heat exchange areas (9) are located, forming gas ducts (10). The cross-sectional area of the flue chamber is equal to the cross-sectional area of the chimney (15). This proportion of cross sections allows flue gases to cover the entire heat transfer area (9), increasing its efficiency. Flue chambers (10) change the direction of the flue gases, which contributes to their mixing and the complete release of thermal energy. Each twin gas chambers (10) have flaps (11) for cleaning and maintenance.

При нагревании теплоносителя (воды, антифриза) возникают пузырьки пара, которые собираются внутри корпуса котла и ухудшают теплообмен. В рассматриваемом котле теплообменные площади установлены под небольшим углом к горизонтали, что способствует отводу паровых пробок из зоны нагрева.When heating the coolant (water, antifreeze), vapor bubbles appear that collect inside the boiler body and impair heat transfer. In the boiler under consideration, the heat transfer areas are installed at a small angle to the horizontal, which contributes to the removal of steam plugs from the heating zone.

Дымоход (15) расположен в верхней части корпуса котла над биметаллическим термостатом (14) и имеет в верней газоходной камере газообводящий экран (16), который препятствует оттеснению струи топочных газов, выходящей из эжектора (12), обеспечивает равномерное движение топочных газов в дымоход.The chimney (15) is located in the upper part of the boiler body above the bimetallic thermostat (14) and has a gas bypass screen (16) in the upper flue chamber, which prevents the flue gas jet coming out of the ejector (12), ensures uniform movement of flue gases into the chimney.

В верхней части двустенного корпуса котла расположен змеевик горячего водоснабжения (18), представляющий собой изогнутую трубу со сгонами, проходящими наружу сквозь корпус котла. Отсутствие контакта змеевика с горячими топочными газами предотвращает образование накипи.In the upper part of the double-walled boiler body there is a hot water supply coil (18), which is a curved pipe with bends passing outward through the boiler body. The lack of contact of the coil with hot flue gases prevents the formation of scale.

Котел водяного отопления способен работать на любом виде твердого топлива.A water heating boiler is able to operate on any type of solid fuel.

Применение эжектора и биметаллического термостата упрощает пользование котлом водяного отопления с функцией горячего водоснабжения, позволяет автоматически регулировать температуру отработанных газов, выходящих в дымоход, и повышает КПД. Котел не имеет недоступных зон для чистки и пожаробезопасен в эксплуатации. Благодаря использованию дожигового устройства повышается эффективность сжигаемого топлива, снижается уровень загрязнения окружающей среды.The use of an ejector and a bimetallic thermostat simplifies the use of a water heating boiler with the hot water function, allows you to automatically adjust the temperature of the exhaust gases leaving the chimney, and increases the efficiency. The boiler has no inaccessible areas for cleaning and is fireproof in operation. Thanks to the use of the afterburning device, the efficiency of the burned fuel is increased, and the level of environmental pollution is reduced.

Claims (4)

1. Котел водяного отопления с функцией горячего водоснабжения, содержащий двустенный корпус, топку со сплошным сводом, с дверцей, зольник, дожиговое устройство, газоходные камеры, образованные теплообменными площадями, дымоход, отличающийся тем, что газоходные камеры имеют створки, в своде топки расположен корпус дожигового устройства с рамками из сетки и тремя рядами отверстий в канале подачи вторичного воздуха, эжектор, проходящий сквозь газоходные камеры и теплообменные площади, соединяющий свод топки с дымоходом и имеющий биметаллический термостат.1. A water heating boiler with hot water supply function, comprising a double-walled casing, a solid-burning firebox with a door, an ash pan, an afterburner, gas chimneys formed by heat exchange areas, a chimney characterized in that the gas chimneys have flaps, a casing is located in the fire chamber afterburning device with frames from the grid and three rows of holes in the secondary air supply channel, an ejector passing through the gas chambers and heat transfer areas connecting the furnace vault to the chimney and having bimetallic Thermostat 2. Котел водяного отопления по п.1, отличающийся тем, что упомянутый эжектор с биметаллическим термостатом расположен под дымоходом.2. The water heating boiler according to claim 1, characterized in that said ejector with a bimetallic thermostat is located under the chimney. 3. Котел водяного отопления по п.1, отличающийся тем, что газоходные камеры расположены под углом к горизонтали.3. The water heating boiler according to claim 1, characterized in that the gas chambers are located at an angle to the horizontal. 4. Котел водяного отопления по п.1, отличающийся тем, что он содержит корпус, выполненный двустенным, в верхней части которого расположен змеевик горячего водоснабжения4. The water heating boiler according to claim 1, characterized in that it comprises a double-walled housing, in the upper part of which there is a hot water coil
RU2005141787/06A 2005-12-22 2005-12-22 Water boiler for heat supply system RU2318164C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005141787/06A RU2318164C2 (en) 2005-12-22 2005-12-22 Water boiler for heat supply system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005141787/06A RU2318164C2 (en) 2005-12-22 2005-12-22 Water boiler for heat supply system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005141787A RU2005141787A (en) 2007-06-27
RU2318164C2 true RU2318164C2 (en) 2008-02-27

Family

ID=38315290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005141787/06A RU2318164C2 (en) 2005-12-22 2005-12-22 Water boiler for heat supply system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2318164C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2556780C2 (en) * 2011-01-28 2015-07-20 Григорий Иванович Лещенко Heating boiler
WO2016109650A1 (en) * 2014-12-30 2016-07-07 Washington University Radiant boiler for pressurized oxy-combustion and method of radiant trapping to control heat flux in high temperature particle-laden flows at elevated pressure
RU2621418C2 (en) * 2015-09-14 2017-06-06 Благодаров Юрий Петрович Pyrolysis boiler with the upper, layered combustion of fuel

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2556780C2 (en) * 2011-01-28 2015-07-20 Григорий Иванович Лещенко Heating boiler
WO2016109650A1 (en) * 2014-12-30 2016-07-07 Washington University Radiant boiler for pressurized oxy-combustion and method of radiant trapping to control heat flux in high temperature particle-laden flows at elevated pressure
US10731847B2 (en) 2014-12-30 2020-08-04 Washington University Radiant boiler for pressurized oxy-combustion and method of radiant trapping to control heat flux in high temperature particle-laden flows at elevated pressure
RU2621418C2 (en) * 2015-09-14 2017-06-06 Благодаров Юрий Петрович Pyrolysis boiler with the upper, layered combustion of fuel

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005141787A (en) 2007-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2359174C2 (en) Steam house stove
RU121042U1 (en) WATER-SOLID FUEL BOILER
RU2318164C2 (en) Water boiler for heat supply system
RU168146U1 (en) WATER BOILER WITH MULTI-WAY HEAT EXCHANGER
RU61851U1 (en) HEATING DEVICE LUKASHEVA
RU2287117C1 (en) Steel sectional hot-water boiler
RU2346211C1 (en) Hot water boiler and method of its manufacture
RU183751U1 (en) Heat exchanger
RU2362093C1 (en) Hot-water boiler
RU2670131C1 (en) Heating boiler
RU103173U1 (en) CONVECTION FIRE OVEN
RU2658445C1 (en) Industrial hot water boiler
RU2296270C1 (en) Air heater
RU82030U1 (en) STEEL WATER BOILER
RU2281433C2 (en) Oven for bath
RU210741U1 (en) BATH FURNACE WITH A CLOSED HEATER
RU43951U1 (en) WATER BOILER
RU2610985C1 (en) Hot-water heat-tube boiler with scroll-type turbulators
RU2331816C1 (en) Fireplace
RU2217666C2 (en) Hot-water boiler
RU10854U1 (en) WATER HEATING BOILER
RU2270404C1 (en) Hot-water boiler
RU26635U1 (en) WATER BOILER
RU2215246C1 (en) Gas-fired heating boiler
SK8590Y1 (en) Chimney flue gas heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091223