RU2559109C1 - Water heating boiler - Google Patents

Water heating boiler Download PDF

Info

Publication number
RU2559109C1
RU2559109C1 RU2014104992/06A RU2014104992A RU2559109C1 RU 2559109 C1 RU2559109 C1 RU 2559109C1 RU 2014104992/06 A RU2014104992/06 A RU 2014104992/06A RU 2014104992 A RU2014104992 A RU 2014104992A RU 2559109 C1 RU2559109 C1 RU 2559109C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
boiler
pipes
tubes
heat
supply
Prior art date
Application number
RU2014104992/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014104992A (en
Inventor
Ришат Сафуанович Шаймухаметов
Original Assignee
Ришат Сафуанович Шаймухаметов
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 Ришат Сафуанович Шаймухаметов filed Critical Ришат Сафуанович Шаймухаметов
Priority to RU2014104992/06A priority Critical patent/RU2559109C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2559109C1 publication Critical patent/RU2559109C1/en
Publication of RU2014104992A publication Critical patent/RU2014104992A/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: water heating boiler comprises furnace, rare and face walls, gas duct and water tube heat-exchanger. The heat-exchanger is made by horizontal rib tubes. The heat-exchanger tubes are arranged in parallel with each other directly in the furnace along circumference and are equipped with branches, reverse and supply headers, and with reverse and supply branches. At the rare part of the boiler the heat-exchanger tubes are rigidly connected on the rare wall, and in the face part they are secured on the mounting plate. The mounting plate is made with possibility of free movement along studs relatively to the face wall of the boiler. The heat-exchange tubes are arranged in two layers and are connected in pairs by branches directing flow from internal layer tubes to the outside layer tubes. The outside layer tubes are connected with reverse header, and of the internal layer tubes - with supply header.
EFFECT: invention ensures increasing of the water heating boiler operation efficiency.
9 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для отопления зданий коммунального бытового и производственного назначения, имеющих систему отопления с теплоносителем.The invention relates to the field of heat engineering and can be used for heating buildings for communal household and industrial purposes, having a heating system with a coolant.

Из уровня техники известен котел водогрейный, содержащий топку, заднюю и переднюю стенки, газоход и водотрубный теплообменник, образованный горизонтальными оребренными трубами, расположенными параллельно друг другу непосредственно в топочном пространстве по окружности или овалу и снабженными отводами, коллекторами обратки и подачи, а также патрубками обратки и подачи, причем в задней части котла трубы теплообменника жестко закреплены на задней стенке, а в передней части закреплены на крепежной пластине, выполненной с возможностью свободного перемещения по шпилькам относительно передней стенки котла (см. патент RU 2477426, кл. F24H 1/00, опубл. 10.03.2013). Недостатками известного устройства являются относительно малый КПД, высокая тепловая инертность и короткий срок службы деталей теплообменника, обусловленный большими температурными перепадами в процессе работы котла.The prior art boiler is known as a boiler containing a firebox, rear and front walls, a gas duct and a water tube heat exchanger formed by horizontal finned tubes parallel to each other directly in the furnace space around a circle or oval and equipped with taps, return and supply manifolds, as well as return pipes and supply, moreover, in the rear part of the boiler, the heat exchanger pipes are rigidly fixed on the rear wall, and in the front part are fixed on a mounting plate made with the possibility of free movement on the studs relative to the front wall of the boiler (see patent RU 2477426, class F24H 1/00, publ. 03/10/2013). The disadvantages of the known device are the relatively low efficiency, high thermal inertness and short service life of the parts of the heat exchanger, due to large temperature differences during operation of the boiler.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в увеличении эффективности работы водогрейного котла. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в котле водогрейном, содержащем топку, заднюю и переднюю стенки, газоход и водотрубный теплообменник, образованный горизонтальными оребренными трубами, расположенными параллельно друг другу непосредственно в топке по окружности или овалу и снабженными отводами, коллекторами обратки и подачи, а также патрубками обратки и подачи, причем в задней части котла трубы теплообменника жестко закреплены на задней стенке, а в передней части закреплены на крепежной пластине, выполненной с возможностью свободного перемещения по шпилькам относительно передней стенки котла, трубы теплообменника снабжены спиральными турбулизаторами и расположены в два слоя и попарно соединены отводами, разворачивающими поток из труб наружного слоя в трубы внутреннего слоя, причем трубы наружного слоя соединены с коллектором обратки, а внутреннего - с коллектором подачи, а газоход расположен в верхней части котла.The objective of the invention is to remedy these disadvantages. The technical result is to increase the efficiency of the boiler. The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in the boiler a water-heating boiler containing a furnace, rear and front walls, a gas duct and a tube heat exchanger formed by horizontal finned tubes parallel to each other directly in the furnace along a circle or oval and equipped with bends, return collectors and supply, as well as return and supply pipes, moreover, in the rear of the boiler, the heat exchanger pipes are rigidly fixed to the rear wall, and in the front part are fixed to the mounting plates f made with the possibility of free movement along the studs relative to the front wall of the boiler, the heat exchanger pipes are equipped with spiral turbulators and are arranged in two layers and are connected in pairs by bends that unfold the flow from the pipes of the outer layer to the pipes of the inner layer, and the pipes of the outer layer are connected to the return manifold internal - with a supply manifold, and the gas duct is located in the upper part of the boiler.

На фиг.1 представлена схема работы предлагаемого котла;Figure 1 presents the scheme of the proposed boiler;

на фиг.2 - его поперечное сечение;figure 2 - its cross section;

на фиг.3 - область Г на фиг.2;figure 3 - region G in figure 2;

на фиг.4 представлена конструкция трубы теплообменника;figure 4 presents the design of the pipe of the heat exchanger;

на фиг.5 - котел со снятой теплоизоляцией, вид спереди;figure 5 - boiler with removed insulation, front view;

на фиг.6 - котел со снятыми защитными панелями, вид спереди;figure 6 - boiler with removed protective panels, front view;

на фиг.7 - котел, вид сзади;Fig.7 is a boiler, rear view;

на фиг.8 - передняя часть котла с открытой крышкой;on Fig - the front of the boiler with an open cover;

на фиг.9 - разрез передней части котла.figure 9 is a section of the front of the boiler.

Котел водогрейный состоит из топки 1, задней 2 и передней 3 стенок, газохода 4 в верхней части топки 1 и водотрубного теплообменника. Корпус топки 1 образован каркасом, на котором закреплены съемные газоплотные панели с теплоизоляцией 5 и декоративные защитные панели 6. Передняя стенка 3 снабжена открывающейся крышкой 7, за которой расположены крепежные пластины 8.The boiler consists of a furnace 1, rear 2 and front 3 walls, a gas duct 4 in the upper part of the furnace 1 and a water-tube heat exchanger. The body of the furnace 1 is formed by a frame on which removable gas-tight panels with heat insulation 5 and decorative protective panels are fixed 6. The front wall 3 is provided with an opening cover 7, behind which there are mounting plates 8.

Теплообменник образован горизонтальными трубами 9, 10, которые расположены параллельно друг другу непосредственно в топке 1 по окружности или овалу в два слоя и попарно соединены отводами 11, разворачивающими поток из труб 10 наружного слоя в трубы 9 внутреннего слоя. Трубы 10 наружного слоя соединены с коллектором 12 обратки, а трубы 9 внутреннего слоя соединены с коллектором подачи 13. Коллекторы обратки 12 и подачи 13 соединены со снабженными распределителями 19 патрубками обратки 14 и подачи 15, соответственно. В задней части котла трубы 9, 10 теплообменника жестко закреплены на задней стенке 2. В передней части трубы 9, 10 закреплены на крепежной пластине 8, выполненной с возможностью свободного перемещения по шпилькам 20 относительно передней стенки 3 котла. Трубы 9, 10 теплообменника выполнены с оребрением 16 и снабжены спиральными турбулизаторами 17. Трубы 10 внешнего слоя снабжены отражателями 18.The heat exchanger is formed by horizontal pipes 9, 10, which are parallel to each other directly in the furnace 1 on a circle or an oval in two layers and are connected in pairs by taps 11, deploying the flow from the pipes 10 of the outer layer to the pipes 9 of the inner layer. The pipes of the outer layer 10 are connected to the collector 12 of the return, and the pipes 9 of the inner layer are connected to the collector of the supply 13. The collectors of the return 12 and the supply 13 are connected to the manifolds 19 of the return 14 and the supply 15, respectively. In the rear part of the boiler, heat exchanger pipes 9, 10 are rigidly fixed on the rear wall 2. In the front part of the pipe 9, 10 are fixed on a mounting plate 8 that can freely move along the studs 20 relative to the front wall 3 of the boiler. The pipes 9, 10 of the heat exchanger are made with fins 16 and are equipped with spiral turbulators 17. The pipes 10 of the outer layer are equipped with reflectors 18.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Теплоноситель (вода) через патрубок обратки 14 и коллектор обратки 12 попадает в трубы 10 наружного слоя теплообменника. Двигаясь по трубам теплоноситель закручивается и ускоряется с помощью спиральных турбулизаторов 17, тем самым сильно увеличивая теплообмен. Затем, развернувшись в отводе 11, теплоноситель попадает в трубы 9 внутреннего слоя теплообменника, где также закручивается и ускоряется за счет турбулизаторов 17. Нагретый теплоноситель из труб 9 направляется в коллектор подачи 13, а оттуда через патрубок подачи 15 потребителю.The coolant (water) through the pipe return 14 and the collector return 12 enters the pipe 10 of the outer layer of the heat exchanger. Moving through the pipes, the coolant is twisted and accelerated using spiral turbulators 17, thereby greatly increasing heat transfer. Then, turning around in the outlet 11, the coolant enters the pipes 9 of the inner layer of the heat exchanger, where it is also twisted and accelerated by the turbulators 17. The heated coolant from the pipes 9 is sent to the supply manifold 13, and from there through the supply pipe 15 to the consumer.

При такой конструкции котла пламя горелки в первую очередь передает максимальное количество энергии трубам 9 внутреннего слоя, догревая теплоноситель до максимально необходимой температуры около 150°С. Затем, снизив температуру, уходящие газы охлаждаются проходя через трубы 10 внешнего слоя. Температура теплоносителя в трубах 10 может колебаться от 60 до 95°C, и, проходя через них, уходящие газы охлаждаются до температуры не более 160°C. При движении теплоносителя из холодного состояния в сторону нагретой топки мы получаем оптимальную схему теплоотдачи котла за счет встречных потоков теплоносителя и сгоревших газов (по мере охлаждения уходящие газы встречаются с менее холодным теплоносителем, что позволяет дополнительно отобрать тепло с газов) при минимальных размерах теплообменника. При такой конструкции КПД котла составляет не менее 93%.With this design of the boiler, the burner flame primarily transfers the maximum amount of energy to the pipes 9 of the inner layer, warming the coolant to the maximum required temperature of about 150 ° C. Then, lowering the temperature, the exhaust gases are cooled passing through the pipes 10 of the outer layer. The temperature of the coolant in the pipes 10 can vary from 60 to 95 ° C, and passing through them, the exhaust gases are cooled to a temperature of not more than 160 ° C. When the coolant moves from the cold state to the side of the heated furnace, we get the optimal boiler heat transfer scheme due to oncoming flows of the coolant and burnt gases (with cooling, the flue gases meet with a less cool coolant, which allows additional heat removal from the gases) with minimum heat exchanger sizes. With this design, the boiler efficiency is at least 93%.

Поскольку трубы 9, 10 не приварены к передней стенке 3, а крепятся к крепежной пластине 8, которая может перемещаться относительно нее вместе с трубами, при работе устройства не создается никаких напряжений. Срок службы труб 9, 10 и теплообменника в целом ограничен только наличием коррозии. Скорость теплоносителя за счет наличия турбулизаторов 17 составляет не менее 1 м/с, что предотвращает образование пристенного кипения в трубах.Since the pipes 9, 10 are not welded to the front wall 3, but are attached to the mounting plate 8, which can move relative to it together with the pipes, no stresses are created during operation of the device. The service life of pipes 9, 10 and the heat exchanger as a whole is limited only by the presence of corrosion. The speed of the coolant due to the presence of turbulizers 17 is at least 1 m / s, which prevents the formation of wall boiling in the pipes.

Коллекторы 12, 13 выполнены таким образом, чтобы было возможно приваривание труб 9, 10 с возможностью легкой замены одной или нескольких из них в ходе ремонта, если в этом возникнет необходимость. Поскольку коллекторы 12, 13 связаны с каркасом топки 1 только через соединительные патрубки, напряжения в процессе нагрева и охлаждения котла легко компенсируются.The collectors 12, 13 are made in such a way that it is possible to weld the pipes 9, 10 with the possibility of easy replacement of one or more of them during the repair, if necessary. Since the collectors 12, 13 are connected with the frame of the furnace 1 only through connecting pipes, the stresses during heating and cooling of the boiler are easily compensated.

Предлагаемый котел имеет более высокую эффективность, чем известные конструкции, и может работать на перегретой воде при температурах до 150°C.The proposed boiler has a higher efficiency than the known designs, and can operate on superheated water at temperatures up to 150 ° C.

Claims (1)

Котел водогрейный, содержащий топку, заднюю и переднюю стенки, газоход и водотрубный теплообменник, образованный горизонтальными оребренными трубами, расположенными параллельно друг другу непосредственно в топке по окружности или овалу и снабженными отводами, коллекторами обратки и подачи, а также патрубками обратки и подачи, причем в задней части котла трубы теплообменника жестко закреплены на задней стенке, а в передней части закреплены на крепежной пластине, выполненной с возможностью свободного перемещения по шпилькам относительно передней стенки котла, отличающийся тем, что трубы теплообменника снабжены спиральными турбулизаторами и расположены в два слоя и попарно соединены отводами, разворачивающими поток из труб наружного слоя в трубы внутреннего слоя, причем трубы наружного слоя соединены с коллектором обратки, а внутреннего - с коллектором подачи, а газоход расположен в верхней части котла. A hot-water boiler containing a firebox, rear and front walls, a gas duct and a water-tube heat exchanger formed by horizontal finned tubes parallel to each other directly in the furnace along a circle or oval and equipped with bends, return and supply collectors, as well as return and supply pipes, the back of the boiler, the heat exchanger pipes are rigidly fixed on the rear wall, and in the front part are fixed on a mounting plate made with the possibility of free movement along the studs about the front wall of the boiler, characterized in that the heat exchanger pipes are equipped with spiral turbulators and are arranged in two layers and are connected in pairs by taps that unfold the flow from the pipes of the outer layer to the pipes of the inner layer, the pipes of the outer layer being connected to the return manifold, and the inner one to the supply collector , and the flue is located at the top of the boiler.
RU2014104992/06A 2014-02-12 2014-02-12 Water heating boiler RU2559109C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014104992/06A RU2559109C1 (en) 2014-02-12 2014-02-12 Water heating boiler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014104992/06A RU2559109C1 (en) 2014-02-12 2014-02-12 Water heating boiler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2559109C1 true RU2559109C1 (en) 2015-08-10
RU2014104992A RU2014104992A (en) 2015-08-20

Family

ID=53796212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014104992/06A RU2559109C1 (en) 2014-02-12 2014-02-12 Water heating boiler

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2559109C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU171327U1 (en) * 2016-09-30 2017-05-29 Юрий Владимирович Данильченко Hydronic boiler with advanced heat exchanger
RU2628954C1 (en) * 2016-04-04 2017-08-23 Денис Николаевич Хазиев Hot-water boiler
RU177539U1 (en) * 2017-08-01 2018-02-28 Денис Николаевич Хазиев HEAT EXCHANGER FOR BOILER
RU177978U1 (en) * 2017-08-23 2018-03-19 Ришат Сафуанович Шаймухаметов Water tube boiler
RU195711U1 (en) * 2019-07-09 2020-02-04 Юрий Михайлович Гнедочкин Water tube boiler
RU226605U1 (en) * 2024-03-28 2024-06-11 Артур Марселевич Лутфуллин WATER TUBE BOILER HEAT EXCHANGER

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168562U1 (en) * 2016-09-27 2017-02-08 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Hot water boiler

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2149319C1 (en) * 1999-08-06 2000-05-20 Акционерное общество открытого типа "Бумагоделательного машиностроения" Hot water boiler
RU2184321C1 (en) * 2001-04-17 2002-06-27 Дикарев Михаил Анатольевич Hot-water boiler
RU26635U1 (en) * 2002-06-06 2002-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Вэстар" WATER BOILER
RU2477426C2 (en) * 2010-06-17 2013-03-10 Ришат Сафуанович Шаймухаметов Hot-water boiler
RU129606U1 (en) * 2012-12-03 2013-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-производственный центр "ВОКЭНЕРГОМАШ" WATER BOILER

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2149319C1 (en) * 1999-08-06 2000-05-20 Акционерное общество открытого типа "Бумагоделательного машиностроения" Hot water boiler
RU2184321C1 (en) * 2001-04-17 2002-06-27 Дикарев Михаил Анатольевич Hot-water boiler
RU26635U1 (en) * 2002-06-06 2002-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Вэстар" WATER BOILER
RU2477426C2 (en) * 2010-06-17 2013-03-10 Ришат Сафуанович Шаймухаметов Hot-water boiler
RU129606U1 (en) * 2012-12-03 2013-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-производственный центр "ВОКЭНЕРГОМАШ" WATER BOILER

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2628954C1 (en) * 2016-04-04 2017-08-23 Денис Николаевич Хазиев Hot-water boiler
RU171327U1 (en) * 2016-09-30 2017-05-29 Юрий Владимирович Данильченко Hydronic boiler with advanced heat exchanger
RU177539U1 (en) * 2017-08-01 2018-02-28 Денис Николаевич Хазиев HEAT EXCHANGER FOR BOILER
RU177978U1 (en) * 2017-08-23 2018-03-19 Ришат Сафуанович Шаймухаметов Water tube boiler
RU195711U1 (en) * 2019-07-09 2020-02-04 Юрий Михайлович Гнедочкин Water tube boiler
RU226605U1 (en) * 2024-03-28 2024-06-11 Артур Марселевич Лутфуллин WATER TUBE BOILER HEAT EXCHANGER

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014104992A (en) 2015-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2559109C1 (en) Water heating boiler
RU2696418C1 (en) Boiler with forced circulation
US20160146500A1 (en) Exchanger for heating boilers
CN201463276U (en) Finned diaphragm wall condensation type vacuum boiler
RU2628954C1 (en) Hot-water boiler
ES2746928T3 (en) Set of heat exchanger tubes
CN203671571U (en) Boiler shell membrane type water wall structure
RU2409793C2 (en) Hot water boiler
RU2646524C1 (en) Water tube boiler
RU141982U1 (en) WATER BOILER
RU2625367C1 (en) Hot-water boiler
CN202254302U (en) Backflow heat exchange condensation type gas (fuel) hot water boiler with air preheating function
CN105066437B (en) The complete wet back of the body central flame flame boiler of integral type
CN209588013U (en) A kind of horizontal three return smokes fire tube steam boiler
RU2449224C1 (en) Condensation boiler of external installation
RU184599U1 (en) TUBE BOILER
EP2215419A2 (en) Combined condensing heat exchanger
RU2327083C1 (en) Hot water boiler
RU217794U1 (en) WATER BOILER
GB0706277D0 (en) Flue liner having thermal energy recovery apparatus
RU159835U1 (en) HEAT EXCHANGER FOR BOILER
KR102348104B1 (en) Plate heat exchanger in particular for a fuel-fired heater
CN104789272B (en) A kind of novel water cooling wall for coal gasifier
RU2447369C1 (en) Outdoor condensation boiler
CN104165455B (en) A kind of waterpipe type high-temperature hot-water boiler