RU2344350C1

RU2344350C1 - Gas heating boiler

Info

Publication number: RU2344350C1
Application number: RU2007114552/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев (RU); Николай Сергеевич Кобелев; Ольга Анатольевна Дюмина (RU); Ольга Анатольевна Дюмина; бьева Тать на Васильевна Ал (RU); Татьяна Васильевна Алябьева; Любовь Георгиевна Лопина (RU); Любовь Георгиевна Лопина; Андрей Викторович Ковальчук (RU); Андрей Викторович Ковальчук; Евгений Игоревич Коций (RU); Евгений Игоревич Коций
Priority date: 2007-04-17
Filing date: 2007-04-17
Publication date: 2009-01-20
Also published as: RU2007114552A

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention relates to water heating and can be used for heating and hot water supply of apartments in residential houses. The gas heating boiler consists of thermally protected rectangular case with a casing accommodating a furnace with a torch, heat exchanger and branch pipe for combustion products output through an external wall of the premises, the said branch pipe being vertically installed and containing a cone-shaped nozzle with curvilinear planes along with directing and twisting edges. The branch pipe further incorporates a cartridge with adsorbing medium, tightly installed in the branch pipe for combustion products output between the casing of thermally protected rectangular case and internal surface of the premises external wall. The cartridge includes a vertical case supplied with top and bottom collectors, and lateral walls which, along with the section partitions installed in the said casing, are made zigzag and form in each section diffusers and confusors arranged in a chessboard order relative to the nearby sections.

EFFECT: decrease in harmful gaseous pollutants emitted into the air environment around the premises from a branch pipe for combustion products output.

3 dwg

Description

Изобретение относится к бытовой топливоиспользующей аппаратуре и может быть использовано в газовых проточных и емкостных водоподогревателях, отопительных аппаратах для нужд отопления и горячего водоснабжения квартир в жилых домах.The invention relates to household fuel-powered equipment and can be used in gas flow and capacitive water heaters, heating devices for heating and hot water supply of apartments in residential buildings.

Известен котел отопительный газовый для нужд отопления и горячего водоснабжения в жилых помещениях (котел отопительный газовый КС-ГВС-7,5. Руководство по эксплуатации Л 1-1366.00.00. РЭ. Паспорт ГОСТ Р 51733-2001 г. ТУ 485811.001-2002), состоящий из прямоугольного шкафа с тепловой защитой и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов сгорания через внешнюю стенку помещения.Known heating gas boiler for heating and hot water in residential premises (heating gas boiler KS-GVS-7.5. Operation manual L 1-1366.00.00. RE. Passport GOST R 51733-2001, TU 485811.001-2002) consisting of a rectangular cabinet with thermal protection and a casing, inside which there is a furnace with a burner, a heat exchanger and a pipe for the exit of combustion products through the outer wall of the room.

Недостатком является загрязнение внешней стены помещения продуктами сгорания непосредственно у патрубка выхода, что приводит к поступлению газообразных загрязнений внутрь здания с резким ухудшением экологии зоны эксплуатации газового отопительного котла.The disadvantage is the contamination of the external wall of the room with combustion products directly at the outlet pipe, which leads to the ingress of gaseous contaminants into the building with a sharp deterioration in the ecology of the operating zone of the gas heating boiler.

Известен котел отопительный газовый (см. патент РФ №2269065, МПК F24H 1/00, F23J 15/02, 2006 Бюл. №3), состоящий из прямоугольного шкафа с тепловой защитой и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов сгорания через внешнюю стенку помещения, установленный вертикально и содержащий конусообразный насадок с криволинейными плоскостями и направляющими и закручивающими ребрами, кассету с адсорбирующим веществом, герметично установленную в патрубке выхода продуктов сгорания между кожухом прямоугольного шкафа с тепловой защитой и внутренней поверхностью внешней стенки помещения.Known heating gas boiler (see RF patent No. 2269065, IPC F24H 1/00, F23J 15/02, 2006 Bull. No. 3), consisting of a rectangular cabinet with thermal protection and a casing, inside which there is a furnace with a burner, a heat exchanger and a pipe the exit of combustion products through the outer wall of the room, mounted vertically and containing a cone-shaped nozzle with curved planes and guiding and twisting ribs, a cartridge with absorbent material, hermetically installed in the outlet of the exit of combustion products between the rectangular casing cabinet with thermal protection and the inner surface of the outer wall of the room.

Недостатком является снижение в процессе эксплуатации степени очистки продуктов сгорания, обусловленное неравномерностью скорости протекания процесса адсорбционного теплообмена в кассете по направлению движения обрабатываемого потока.The disadvantage is the reduction during operation of the degree of purification of the combustion products, due to the uneven speed of the process of adsorption heat transfer in the cartridge in the direction of movement of the processed stream.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение качества очистки продуктов сгорания и соответственно улучшения экологической обстановки в зоне выхода патрубка на внешней стене помещения путем обеспечения равномерности эпюры скорости процесса тепломассообмена по высоте адсорбции в кассете.The technical task of the invention is to improve the quality of cleaning of combustion products and, accordingly, improve the environmental situation in the outlet area of the pipe on the outer wall of the room by ensuring uniformity of the plot of the heat and mass transfer rate along the adsorption height in the cassette.

Технический результат по снижению вредных газообразных загрязнений, выбрасываемых в окружающую помещение воздушную среду из патрубка выхода продуктов сгорания, достигается тем, что котел отопительный газовый для нужд отопления и горячего водоснабжения в жилых помещениях состоит из прямоугольного шкафа с тепловой защитой и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов сгорания через внешнюю стенку помещения, установленный вертикально, и содержит конусообразный насадок с криволинейными плоскостями и направляющими и закручивающими ребрами, кассету с адсорбирующим веществом, герметично установленную в патрубке выхода продуктов сгорания между кожухом прямоугольного шкафа с тепловой защитой и внутренней поверхностью внешней стенки помещения, при этом кассета включает вертикальный корпус с верхним и нижним коллекторами и боковые стенки с установленными в них секционными перегородками, выполненными зигзагообразными и образующими в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке.The technical result of reducing harmful gaseous contaminants emitted into the surrounding air from the exhaust pipe, is achieved by the fact that the gas heating boiler for heating and hot water supply in residential premises consists of a rectangular cabinet with thermal protection and a casing, inside which there is a firebox with a burner, a heat exchanger and a pipe for the exit of combustion products through the external wall of the room, mounted vertically, and contains a cone-shaped nozzle with a curvilinear planes and guiding and twisting ribs, an adsorbent cartridge, hermetically installed in the outlet of the combustion products between the casing of the rectangular cabinet with thermal protection and the inner surface of the outer wall of the room, while the cartridge includes a vertical housing with upper and lower manifolds and side walls with installed in them sectional partitions made zigzag and forming diffusers and confusers in each section, located relative to adjacent sections in hmatnom order.

На фиг.1 изображен котел отопительный газовый; на фиг.2 - патрубок выхода продуктов сгорания с конусообразующей насадкой и кассетой, заполненной адсорбирующим веществом; на фиг.3 - корпус кассеты с боковыми стенками и перегородками, выполненными зигзагообразными.Figure 1 shows a heating gas boiler; figure 2 - pipe outlet of the products of combustion with a cone-forming nozzle and a cartridge filled with an absorbent substance; figure 3 - cassette case with side walls and partitions made zigzag.

Котел отопительный газовый состоит из прямоугольного шкафа 1 с тепловой изоляцией и кожухом, внутри которого расположены камера сгорания 2 с горелкой 3, теплообменник 4 и патрубок выхода продуктов сгорания 5. Между внутренней поверхностью внешней стенки и внутренней стенкой 6 жилого помещения и кожухом прямоугольного шкафа 1 с тепловой изоляцией в патрубке выхода продуктов сгорания 5 герметично установлена кассета 7 с адсорбирующим веществом 8. Патрубок выхода продуктов сгорания 5 снабжен конусообразным насадком 9 с криволинейными плоскостями 10 и направляющими и закручивающими ребрами 11. Кассета 7 включает вертикальный корпус с верхним 12 и нижним 13 коллекторами и боковые стенки 14 с установленными в них секционными перегородками 15, выполненными зигзагообразными и образующими в каждой секции 16 диффузоры 17 и конфузоры 18, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке. Входные отверстия 19 в каждой секции 16 выполнены пропорционально увеличивающимся сечениям по ходу движения продуктов сгорания по нижнему 13 коллектору корпуса кассеты 7.The gas heating boiler consists of a rectangular cabinet 1 with thermal insulation and a casing, inside which there is a combustion chamber 2 with a burner 3, a heat exchanger 4 and a pipe for the exit of combustion products 5. Between the inner surface of the outer wall and the inner wall 6 of the living room and the casing of the rectangular cabinet 1 s thermal insulation in the outlet pipe of the combustion products 5 hermetically installed cassette 7 with absorbent material 8. The outlet pipe of the combustion products 5 is equipped with a conical nozzle 9 with curved planes 10 and guiding and twisting ribs 11. The cassette 7 includes a vertical casing with upper 12 and lower 13 collectors and side walls 14 with sectional partitions 15 installed in them, made zigzag and forming in each section 16 diffusers 17 and confusers 18 located relative to neighboring staggered sections. The inlet openings 19 in each section 16 are made in proportion to increasing sections along the course of the combustion products along the lower 13 of the cassette body collector 7.

Котел отопительный газовый работает следующим образом. Из газовой сети природный газ низкого давления через систему автоматизации по газопроводу (на фиг. не показано) поступает в топку 2 к горелке 3, где воспламеняется. Образовавшиеся продукты сгорания проходят через теплообменник 4, где осуществляется нагрев воды, и далее поступают в патрубок выхода продуктов сгорания 5, откуда следуют в нижний коллектор, где равномерно распределяются по секциям 16. Секции 16 состоят из диффузоров 17 и конфузоров 18, расположенных относительно друг друга в шахматном порядке. Равномерность эпюры скоростей при распределении потока продуктов сгорания в нижнем 13 коллекторе осуществляется за счет пропорционально увеличивающихся сечений входных отверстий 19 индивидуально для каждой секции 16. Движущийся в корпусе кассеты 7 поток продуктов сгорания, проходя последовательно участки диффузоров 17 и конфузоров 18, непрерывно меняет свою скорость, что приводит к турбулизации потока и повышению интенсивности тепломассообмена процесса адсорбционной очистки газа (см., например, Бакластов A.M. и др. Промышленные тепломассообменные процессы и установки. М.: Энергоаудит. 1986-328 с.), а также к перераспределению в секциях 16 давления движущегося потока продуктов сгорания. Это выравнивает аэродинамическое сопротивление в секциях 16 по высоте от нижнего коллектора 13 до верхнего коллектора 12, что и обеспечивает эффективную адсорбционную очистку, а это в конечном итоге улучшает экологическую обстановку в зоне конусообразного насадка 9. Далее из верхнего коллектора 12 кассеты 7 очищенные продукты сгорания поступают в конусообразный насадок 9. Воздушный поток атмосферного воздуха, окружающий вертикально установленный конусообразный насадок 9 со стороны внешней стенки 6, обтекает криволинейные поверхности плоскости 10, а также направляющие и закручивающие ребра 11, закручивается, создавая эжекционный эффект за счет увеличения скорости воздуха в потоке между криволинейной поверхностью плоскости 10 и внешней поверхностью патрубка выхода продуктов сгорания 9.Gas heating boiler works as follows. Natural gas of low pressure from the gas network through the automation system through a gas pipeline (not shown in Fig.) Enters the furnace 2 to the burner 3, where it is ignited. The resulting combustion products pass through a heat exchanger 4, where the water is heated, and then enter the outlet pipe of the combustion products 5, from where they go to the lower manifold, where they are evenly distributed over sections 16. Sections 16 consist of diffusers 17 and confusers 18 located relative to each other in a checkerboard pattern. The uniformity of the velocity plot during the distribution of the flow of combustion products in the lower manifold 13 is carried out due to proportionally increasing sections of the inlet openings 19 individually for each section 16. The flow of combustion products moving in the cassette 7, passing successively sections of diffusers 17 and confusers 18, continuously changes its speed, which leads to flow turbulization and an increase in the heat and mass transfer rate of the adsorption gas purification process (see, for example, Baclast AM and others. Industrial heat and mass belt processes and installations. M: Energy audit. 1986-328 pp.), as well as the redistribution in sections 16 of the pressure of the moving flow of combustion products. This aligns the aerodynamic drag in sections 16 in height from the lower manifold 13 to the upper manifold 12, which ensures efficient adsorption cleaning, and this ultimately improves the environmental situation in the area of the cone-shaped nozzle 9. Further, the cleaned combustion products come from the upper collector 12 of the cartridge 7. into the cone-shaped nozzles 9. The air stream surrounding the vertically mounted cone-shaped nozzles 9 from the side of the outer wall 6 flows around the curved surfaces of the plane The spindles 10, as well as the guide and twisting ribs 11, twist, creating an ejection effect due to an increase in the air velocity in the flow between the curved surface of the plane 10 and the outer surface of the outlet pipe of the combustion products 9.

Завихренный поток атмосферного воздуха (ветровая тяга), контактируя с потоком продуктов сгорания, выбрасываемым из конусообразного насадка 9, закручивая его, частично охлаждает и создает разрежение внутри верхнего коллектора 12. В результате получаемое разрежение (дополнительная ветровая тяга), многократно превышающее аэродинамическое сопротивление адсорбирующего вещества 8, находящегося в секциях 16 кассеты 7, способствует эффективному выбрасыванию очищенного от газообразных загрязнений продуктов сгорания потока дымовых газов из конусообразного насадка 9.The swirling flow of atmospheric air (wind draft), in contact with the flow of combustion products ejected from the conical nozzle 9, twisting it, partially cools and creates a vacuum inside the upper manifold 12. As a result, the resulting vacuum (additional wind draft), many times higher than the aerodynamic resistance of the adsorbing substance 8, located in sections 16 of cassette 7, contributes to the effective ejection of a stream of flue gases purified from gaseous contaminants from the flue gas Consistent with the nozzle 9.

Оригинальность предлагаемого изобретения по улучшению экологической обстановки в зоне эксплуатации газового отопительного котла по отношению к окружающей среде жилого помещения заключается в том, что осуществляется эффективная адсорбционная очистка продуктов сгорания путем обеспечения интенсивности тепломассообмена по направлению движения обрабатываемого потока по секциям, выполненным в виде чередующихся диффузоров и конфузоров, а также выравниванию аэродинамического сопротивления адсорбента в корпусе кассеты по ее высоте от нижнего к верхнему коллекторам.The originality of the invention to improve the environmental situation in the operating zone of a gas boiler in relation to the environment of a residential building consists in the efficient adsorption cleaning of combustion products by ensuring the intensity of heat and mass transfer in the direction of flow of the processed stream in sections made in the form of alternating diffusers and confusers as well as the alignment of the aerodynamic drag of the adsorbent in the cassette body by its height from n lower to the upper collectors.

Claims

Gas heating boiler, consisting of a rectangular cabinet with thermal protection and a casing, inside which there is a furnace with a burner, a heat exchanger and a pipe for the exit of combustion products through the external wall of the room, installed vertically and containing a cone-shaped nozzle with curved planes and guiding and twisting ribs, a cartridge with an adsorbing a substance hermetically installed in the outlet pipe of the combustion products between the casing of the rectangular cabinet with thermal protection and the inner surface outside It flat wall, characterized in that the cassette comprises a vertical housing with upper and lower headers, the side walls that defined a space dividers formed therein to form a zigzag in each section and diffusers confusers disposed relatively adjacent sections in a staggered manner.