RU2598617C1 - Heating boiler - Google Patents
Heating boiler Download PDFInfo
- Publication number
- RU2598617C1 RU2598617C1 RU2015111061/06A RU2015111061A RU2598617C1 RU 2598617 C1 RU2598617 C1 RU 2598617C1 RU 2015111061/06 A RU2015111061/06 A RU 2015111061/06A RU 2015111061 A RU2015111061 A RU 2015111061A RU 2598617 C1 RU2598617 C1 RU 2598617C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- air
- blades
- disks
- heating boiler
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к теплотехническому оборудованию и может быть использовано для отопления помещений, а также получения горячей воды для бытовых нужд.The invention relates to heat engineering equipment and can be used for space heating, as well as hot water for domestic use.
Известен отопительный котел по патенту EP 005303, содержащий камеру сгорания, в двойной стенке которой сформирована емкость, заполненная водой, с отверстием выхода дыма, отверстиями загрузки топлива и удаления золы, патрубки подвода и отвода воды. Указанная камера сгорания установлена вертикально и выполнена в виде цилиндра или призмы. В верхней части камеры расположено отверстие, в которое вставлена свободно вверх-вниз перемещающаяся труба подачи воздуха, заканчивающаяся распределителем воздуха, опирающимся на топливо, при этом распределитель воздуха выполнен в виде пустотелого диска, в верхней части которого выполнен наконечник для соединения с трубой подачи воздуха, а в нижней части - головка, при этом в периферийной части диска, в узком конце головки и на боковой поверхности головки, а также в наконечнике выполнены отверстия, сообщающиеся с внутренней полостью распределителя воздуха.Known heating boiler according to patent EP 005303, containing a combustion chamber, in the double wall of which is formed a tank filled with water, with a smoke outlet, fuel loading and ash removal holes, water inlet and outlet pipes. The specified combustion chamber is mounted vertically and made in the form of a cylinder or prism. In the upper part of the chamber there is a hole in which a freely moving up and down air supply pipe is inserted, ending with a fuel-based air distributor, while the air distributor is made in the form of a hollow disk, in the upper part of which there is a tip for connecting to the air supply pipe, and in the lower part - the head, while in the peripheral part of the disk, in the narrow end of the head and on the side surface of the head, as well as in the tip, holes are made that communicate with the internal cavity of the Air redelitelya.
Недостатком приведенного технического решения является низкая эффективность сжигания топлива и, как следствие, низкий КПД устройства. Данное положение объясняется следующим: для эффективного сжигания пиролизных газов, выделяющихся из очага первичного горения, необходимо тщательное перемешивание указанных газов с воздухом для формирования максимальной площади их контакта с окислителем. В приведенном техническом решении воздух для сжигания пиролизных газов подается через радиальные отверстия распределителя в виде отдельных струй, что не обеспечивает требуемого качества перемешивания окислителя с указанными газами.The disadvantage of the technical solution is the low efficiency of fuel combustion and, as a consequence, the low efficiency of the device. This situation is explained by the following: for efficient combustion of pyrolysis gases released from the primary combustion zone, it is necessary to thoroughly mix these gases with air to form the maximum area of their contact with the oxidizing agent. In the above technical solution, air for burning pyrolysis gases is supplied through the radial openings of the distributor in the form of separate jets, which does not provide the required quality of mixing the oxidizing agent with these gases.
Для эффективного перемешивания воздуха (окислителя) с топливом (газообразным, жидким, диспергированным твердым) в конструкциях горелочных устройств применяются распределители воздуха (завихрители) - устройства, обеспечивающие закручивание изначально осевого потока воздуха в зоне контакта его с топливом.For efficient mixing of air (oxidizer) with fuel (gaseous, liquid, dispersed solid) in the designs of burner devices, air distributors (swirlers) are used - devices that ensure the initial axial flow of air in its contact zone with the fuel.
Так, известен завихритель воздуха по патенту SU 187920, содержащий направляющий аппарат с неподвижными лопатками и цилиндрический шибер, обеспечивающие возможность закручивания воздушного потока с разной интенсивностью и направлением, при этом весь осевой поток трансформируется в турбулентный тангенциальный.So, the air swirl is known according to the patent SU 187920, containing a guiding apparatus with fixed blades and a cylindrical gate providing the ability to swirl the air flow with different intensities and directions, while the entire axial flow is transformed into a turbulent tangential one.
Недостатком приведенного технического решения является отсутствие возможности деления выходящего из завихрителя воздушного потока на осевой и тангенциальный. Как следствие, будучи примененным в отопительном котле, указанный завихритель может обеспечить перемешивание пиролизных газов с воздухом только вблизи стенок камеры сгорания, где будет наблюдаться интенсивное вращательное движение среды, в то время как непосредственно над завихрителем будет наблюдаться застойная зона, что снижает качество перемешивания топлива с воздухом и уменьшает КПД устройства.The disadvantage of the technical solution is the lack of the possibility of dividing the air coming out of the swirl into axial and tangential. As a result, being used in a heating boiler, this swirler can provide mixing of pyrolysis gases with air only near the walls of the combustion chamber, where intense rotational motion of the medium will be observed, while a stagnant zone will be observed directly above the swirl, which reduces the quality of fuel mixing with air and reduces the efficiency of the device.
Указанный недостаток можно исправить, если часть воздуха, выходящего из завихрителя, будет перемещаться вверх (под воздействием тяги, создаваемой дымоходом) и перемешиваться с закрученным потоком, частично отраженным от стенок топливника.This drawback can be corrected if part of the air leaving the swirl will move upward (under the influence of the draft created by the chimney) and mix with a swirling flow partially reflected from the walls of the firebox.
Задачей изобретения является повышение КПД отопительного котла путем более эффективного сжигания пиролизных газов, выделяющихся из очага первичного горения.The objective of the invention is to increase the efficiency of the heating boiler by more efficient burning of pyrolysis gases released from the primary combustion source.
Технический результат достигается тем, что в отопительном котле, содержащем установленную вертикально и выполненную в виде цилиндра или призмы имеющую двойную наружную стенку с образованием в ней полости для воды камеру сгорания с отверстиями для выхода дыма, загрузки топлива, удаления золы и отверстием для подачи воздуха, в которое вставлена свободно вверх-вниз перемещающаяся телескопическая труба, заканчивающаяся распределителем воздуха, опирающимся на топливо, распределитель воздуха состоит из верхнего и нижнего дисков, имеющих осевые отверстия, указанные диски соединены между собой лопатками, расположенными от центральной оси к внешним краям дисков, отверстие верхнего диска соединено с трубой подачи воздуха посредством втулки, отверстие нижнего диска продлено наконечником, опирающимся на топливо, при этом диаметр верхнего диска меньше, чем нижнего.The technical result is achieved by the fact that in a heating boiler that is installed vertically and made in the form of a cylinder or a prism having a double outer wall with the formation in it of a water cavity, a combustion chamber with holes for exhausting smoke, loading fuel, removing ash and an opening for supplying air, into which a freely moving up and down telescopic tube is inserted, ending in a fuel-based air distributor, the air distributor consists of upper and lower disks having holes, said disks are interconnected by blades located from the central axis to the outer edges of the disks, the hole of the upper disk is connected to the air supply pipe by a sleeve, the hole of the lower disk is extended by a tip based on fuel, and the diameter of the upper disk is smaller than the lower one.
В заявляемом отопительном котле лопатки могут иметь криволинейную форму.In the inventive heating boiler, the blades may have a curved shape.
Также в заявляемом отопительном котле лопатки могут быть расположены с равным угловым шагом по окружности дисков.Also in the inventive heating boiler, the blades can be located with equal angular pitch around the circumference of the discs.
Также в отопительном котле лопатки могут быть установлены под наклоном (не перпендикулярно) относительно плоскости дисков.Also in the boiler, the blades can be installed at an angle (not perpendicular) relative to the plane of the discs.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез котла; на фиг.2 - конструкция распределителя воздуха.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a longitudinal section of the boiler; figure 2 - design of the air distributor.
Котел отопления состоит из следующих основных частей: камеры 1 сгорания, телескопической трубы 2 подачи воздуха, распределителя 3 воздуха, наружного теплоизолирующего корпуса 4 и воздушной камеры 5.The heating boiler consists of the following main parts: combustion chamber 1, telescopic air supply pipe 2, air distributor 3, external heat-insulating casing 4 and air chamber 5.
Камера сгорания 1 снабжена отверстиями 6, 7 и 8 соответственно загрузки топлива, удаления золы и выхода дымовых газов. Пространство между камерой 1 сгорания и теплоизолирующим корпусом 4 заполнено водой, циркуляция воды через котел осуществляется посредством входного и выходного патрубков 9 и 10. Воздушная камера 5 снабжена отверстием 11 входа воздуха, в котором размещена заслонка регулирования расхода воздуха (на чертеже не показана). Дополнительно котел содержит устройство перемещения (взвода) и удержания телескопической трубы (также не показано).The combustion chamber 1 is provided with openings 6, 7 and 8, respectively, of fuel loading, ash removal and flue gas exit. The space between the combustion chamber 1 and the heat-insulating casing 4 is filled with water, the water is circulated through the boiler through the inlet and
Распределитель воздуха имеет следующую конструкцию. Втулка 12 (фиксируемая на телескопической трубе 2) соединена с верхним диском 13, нижний диск 14 (имеющий диаметр больший, чем у диска 13), соединен с верхним диском 13 лопатками 15. Лопатки могут иметь разный профиль, располагаться с постоянным или переменным шагом по окружности дисков 13 и 14. Осевые отверстия, имеющиеся в обоих дисках, формируют осевой канал 16, продленный наконечником 17, в котором выполняются радиальные отверстия.The air distributor has the following design. The sleeve 12 (fixed on the telescopic tube 2) is connected to the
Котел отопления функционирует следующим образом.The heating boiler operates as follows.
Предварительно телескопическая труба 2 подачи воздуха вместе с распределителем 3 воздуха позиционируется в крайнее верхнее положение, камера сгорания 1 через отверстие 6 загрузки топлива заполняется топливом, далее топливо поджигается и отверстие 6 закрывается дверцей. Отверстие 7 удаления золы также закрыто, и единственным источником поступления воздуха, необходимого для поддержания горения, является отверстие 11 входа воздуха. По мере увеличения температуры формируется тяга, под воздействием которой воздух поступает через отверстие 11 в воздушную камеру 5 и далее по каналу телескопической трубы 2 подачи воздуха в осевой канал 16 распределителя 3. В указанном осевом канале 16 происходит разделение воздушного потока: часть его перемещается по каналу наконечника 17, выходит непосредственно в очаг горения через всегда имеющийся зазор между топливом и торцом наконечника 17, а также через радиальные каналы в указанном наконечнике. Другая часть воздуха, попав в каналы, образованные диском 13, диском 14 и лопатками 15, выходит в радиальном направлении из распределителя 3 и, в свою очередь, делится на два потока - один вследствие крутки потока лопатками 15 циркулирует у стенки камеры 1 сгорания, второй - отделяется от первого по кромке верхнего диска 13, диаметр которого меньше, чем у нижнего диска 14, и, совершая некоторое вращательное движение, поднимается вверх под действием тяги.Previously, the telescopic tube 2 of the air supply together with the air distributor 3 is positioned in its highest position, the combustion chamber 1 is filled with fuel through the fuel loading hole 6, then the fuel is ignited and the hole 6 is closed by the door. The ash removal hole 7 is also closed, and the only air inlet necessary for maintaining combustion is the
Выделяемое при горении в очаге тепло, преимущественно в виде излучения, передается стенке камеры 1 сгорания и далее, за счет конвекции, нагреваемой воде.The heat released during combustion in the hearth, mainly in the form of radiation, is transferred to the wall of the combustion chamber 1 and further, due to convection, heated water.
При горении в очаге неизбежно выделяются горючие (пиролизные) газы, которые, в силу недостаточного перемешивания с первичным, то есть поступающим через наконечник 17 воздухом не сгорают в очаге. Указанные газы вместе с продуктами сгорания в очаге (наличие продуктов сгорания еще больше уменьшает концентрацию воздуха в среде), под воздействием тяги перемещаются вверх по периферии камеры 1 сгорания, стремясь к отверстию 8 выхода дымовых газов. Поток данных газов, встретившись с циркулирующим у стенки потоком воздуха (как это описано выше), насыщается кислородом, интенсивно с ним перемешивается и воспламеняется, генерируя дополнительное тепло, которое также передается стенке камеры сгорания 1. Необходимая при этом температура воспламенения достигается нагревом пиролизных газов дымовыми газами первичного очага, а также подогревом воздуха от элементов конструкции распределителя 3. Перемещаясь выше, продукты сгорания контактируют еще с одним восходящим потоком подогретого воздуха, отделенным от распределителя 3 по кромке верхнего диска 13. При наличии в продуктах сгорания все еще несгоревших пиролизных газов, они могут быть сожжены посредством данного третьего потока, обеспечивающего окисление свежим воздухом.When burning in the hearth, combustible (pyrolysis) gases are inevitably released, which, due to insufficient mixing with the primary, that is, the air entering through the
Таким образом, применение распределителя воздуха указанной конструкции позволяет осуществлять трехступенчатое сжигание топлива: первичное - в очаге, вторичное - в крутящемся у стенки камеры сгорания потоке, третичное - в восходящем потоке дымовых газов.Thus, the use of an air distributor of this design allows for three-stage combustion of fuel: primary - in the hearth, secondary - in the flow rotating near the wall of the combustion chamber, and tertiary - in the upward flow of flue gases.
Указанный процесс сжигания топлива может протекать с разной интенсивностью, то есть выделяемой мощностью, что обеспечивается регулированием проходного сечения отверстия 11 входа воздуха.The specified process of burning fuel can occur with different intensities, that is, allocated power, which is achieved by adjusting the flow area of the
По мере уменьшения уровня топлива в камере сгорания распределитель воздуха вместе с элементами телескопической трубы 2 будут опускаться под действием собственного веса, обеспечивая постоянный контакт наконечника 17 с топливом, и процесс горения будет протекать идентично описанному выше.As the fuel level in the combustion chamber decreases, the air distributor together with the elements of the telescopic tube 2 will fall under the action of their own weight, providing a constant contact of the
Циркуляция воды через контур котла осуществляется посредством патрубков 9 и 10 принудительным или гравитационным способом. Water is circulated through the boiler circuit by means of
По окончании цикла протопки зола удаляется из камеры сгорания через отверстие 7.At the end of the cycle, the ash is removed from the combustion chamber through the opening 7.
Заявляемый отопительный котел позволяет производить эффективное сжигание топлива, повышая тем самым КПД, а также обеспечивая высокую степень дожигания пиролизных газов.The inventive heating boiler allows for efficient combustion of fuel, thereby increasing efficiency, and also providing a high degree of afterburning of pyrolysis gases.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015111061/06A RU2598617C1 (en) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | Heating boiler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015111061/06A RU2598617C1 (en) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | Heating boiler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2598617C1 true RU2598617C1 (en) | 2016-09-27 |
Family
ID=57018409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015111061/06A RU2598617C1 (en) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | Heating boiler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2598617C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA005303B1 (en) * | 2001-04-19 | 2004-12-30 | Эдмундас Штрупайтис | Solid fuel burning method and heating boiler |
RU104290U1 (en) * | 2010-07-15 | 2011-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Концерн Медведь Производственный участок №7" | SOLID FUEL WATER HEATING BOILER |
RU139341U1 (en) * | 2013-07-10 | 2014-04-20 | Максим Юрьевич Ваганов | UPPER COMBUSTION HEATING UNIT |
RU2525755C1 (en) * | 2013-08-08 | 2014-08-20 | Максим Юрьевич Ваганов | Overhead combustion heater |
RU146151U1 (en) * | 2014-06-05 | 2014-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Вилма М" | BOILER |
-
2015
- 2015-03-27 RU RU2015111061/06A patent/RU2598617C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA005303B1 (en) * | 2001-04-19 | 2004-12-30 | Эдмундас Штрупайтис | Solid fuel burning method and heating boiler |
RU104290U1 (en) * | 2010-07-15 | 2011-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Концерн Медведь Производственный участок №7" | SOLID FUEL WATER HEATING BOILER |
RU139341U1 (en) * | 2013-07-10 | 2014-04-20 | Максим Юрьевич Ваганов | UPPER COMBUSTION HEATING UNIT |
RU2525755C1 (en) * | 2013-08-08 | 2014-08-20 | Максим Юрьевич Ваганов | Overhead combustion heater |
RU146151U1 (en) * | 2014-06-05 | 2014-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Вилма М" | BOILER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6490698B2 (en) | Lean gas burner | |
JP2007255821A (en) | Combustion device | |
CN105910115A (en) | Waste liquid incineration device | |
RU2598617C1 (en) | Heating boiler | |
RU164496U1 (en) | BOILER | |
RU162096U1 (en) | BOILER | |
KR100764903B1 (en) | Construction of a furnace of a pulverized coal boiler for power station | |
KR101364224B1 (en) | Horizontal type biomass semi-distilled high temperature burner | |
CN102537960B (en) | Commercial high-power efficient environment-friendly flameless infrared kitchen core | |
CN115682000A (en) | Salt-containing organic waste liquid incinerator | |
KR200394941Y1 (en) | Burner of heater | |
CN111336512B (en) | Design method of natural gas burner and hot blast stove | |
US4021191A (en) | Reduction of pollutants in gaseous hydrocarbon combustion products | |
KR100460195B1 (en) | A burner system reducing air-polution material | |
RU2301942C2 (en) | Method of the fluid fuel combustion and the device for the fluid fuel combustion | |
KR101272380B1 (en) | Burner for pellet | |
CN109654496B (en) | Self-preheating type high-speed burner and control method thereof | |
RU2446358C1 (en) | Furnace | |
SU840556A1 (en) | Boiler | |
RU2448304C1 (en) | Furnace | |
RU2408822C1 (en) | Oven, air duct and heat exchanger for it | |
RU2627757C2 (en) | Layer boiler with vertical swirling-type furnace | |
RU26631U1 (en) | SOLID FUEL BURNING HEATER IN A BOILING LAYER | |
CN218328145U (en) | Combustor for low-temperature hearth | |
RU2503889C1 (en) | Furnace fuel combustion method, and furnace for implementation of above said method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20171019 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20181025 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200328 |