RU2760544C1 - Spiral boiler - Google Patents
Spiral boiler Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760544C1 RU2760544C1 RU2020119475A RU2020119475A RU2760544C1 RU 2760544 C1 RU2760544 C1 RU 2760544C1 RU 2020119475 A RU2020119475 A RU 2020119475A RU 2020119475 A RU2020119475 A RU 2020119475A RU 2760544 C1 RU2760544 C1 RU 2760544C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boiler
- firebox
- partition
- divider
- spirals
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/0054—Gas- or oil-fired immersion heaters for open containers or ponds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в водогрейных, паровых, термомасляных котлах, котлах-утилизаторах и теплообменниках «газ-жидкость».The invention relates to heat power engineering and can be used in hot water, steam, thermal oil boilers, waste-heat boilers and gas-liquid heat exchangers.
Существуют различные модели водогрейных, паровых и термомасляных котлов, поверхности нагрева которых состоят из труб в виде цилиндрических винтовых спиралей, например выпускаемых фирмами GekaKonus GmbH (Германия), Babcock Wanson Italiana S.p.A. (Италия) и другими.There are various models of hot water, steam and thermal oil boilers, the heating surfaces of which consist of pipes in the form of cylindrical helical spirals, for example, manufactured by GekaKonus GmbH (Germany), Babcock Wanson Italiana S.p.A. (Italy) and others.
Известен водогрейный котел, содержащий вертикально расположенный корпус с топкой и внешней конвективной камерой, охватывающей топку, отделенный от нее цилиндрической перегородкой и сообщенной с топкой через кольцевой зазор, образованный цилиндрической перегородкой и днищем котла, выпускное отверстие для уходящих газов, выполненное в крышке котла, подводящий и отводящий коллекторы, размещенные соответственно вблизи днища и крышки котла (патент РФ №2327084, МПК F24H 1/16 2007).Known hot water boiler containing a vertically located housing with a furnace and an external convection chamber, covering the furnace, separated from it by a cylindrical partition and communicated with the furnace through an annular gap formed by a cylindrical partition and the bottom of the boiler, an outlet for exhaust gases made in the boiler cover, supplying and outlet manifolds located, respectively, near the bottom and the cover of the boiler (RF patent No. 2327084, IPC F24H 1/16 2007).
Однако известный котел и другие котлы, поверхности нагрева которых состоят из труб в виде винтовых спиралей имеют неравномерную и недостаточно эффективную теплопередачу в конвективной части при неизменном живом сечении по ходу продуктов сгорания, поскольку их температура в К, физический объем и скорость уменьшаются по длине хода в конвективной части примерно в 3 раза и коэффициент теплопередачи уменьшается примерно в 2 раза, а удельное тепловое напряжение на 1 м2 поверхности нагрева в начале конвективной части примерно в 7 раз выше, чем в конце; при этом существует повышенная склонность к накипеобразованию и перегреву труб в начальной части и возрастает материалоемкость, габаритные размеры из-за малоэффективной теплопередачи в конце хода продуктов сгорания.However, the well-known boiler and other boilers, the heating surfaces of which consist of pipes in the form of helical spirals, have uneven and insufficiently effective heat transfer in the convective part with a constant flow area along the course of the combustion products, since their temperature in K, the physical volume and speed decrease along the stroke length in the convective part by about 3 times and the heat transfer coefficient decreases by about 2 times, and the specific thermal stress per 1 m2 of the heating surface at the beginning of the convective part is about 7 times higher than at the end; at the same time, there is an increased tendency to scale formation and overheating of pipes in the initial part, and the consumption of materials and overall dimensions increases due to ineffective heat transfer at the end of the course of the combustion products.
Задачей изобретения является создание конструкции эффективного спирального котла с высоким КПД, устойчивого к накипеобразованию, с повышенной надежностью и ресурсом менее материалоемкого и более компактного.The objective of the invention is to create a design of an efficient spiral boiler with high efficiency, resistant to scale formation, with increased reliability and resource, less material-intensive and more compact.
Поставленная задача решается тем, что котел, содержащий цилиндрический корпус с топкой и внешней конвективной камерой, охватывающей топку и сообщенной с ней, горелку установленную в переднем торце котла по центру топки, выпускное отверстие для уходящих газов, подводящий и отводящий коллекторы The problem is solved by the fact that a boiler containing a cylindrical body with a firebox and an external convection chamber, covering the firebox and communicating with it, a burner installed in the front end of the boiler in the center of the firebox, an outlet for flue gases, inlet and outlet collectors
теплоносителя, установленные у переднего и заднего торца котла и поверхности нагрева из труб в виде винтовых спиралей, соединенные концами соответственно с подводящим и отводящим коллекторами, согласно изобретению, снабжен газоплотной перегородкой между топкой и конвективной камерой в виде усеченного со стороны входа потока газов параболоида вращения, кривизна образующей параболоида соответствует требуемому живому сечению для потока газов в данном месте, топка сообщается с конвективной камерой через кольцевой зазор со стороны меньшего диаметра перегородки, выпускного отверстия для уходящих дымовых газов, установленного со стороны наибольшего диаметра перегородки, топочный экран образован из труб в виде винтовых спиралей соответственно профилю перегородки, соединенными с подводящим и отводящим коллекторами, конвективная часть состоит из внутренней и охватывающей ее внешней секций, внутренняя секция образована из труб в виде винтовых спиралей соответственно профилю перегородки, внешняя секция образована из труб в виде винтовых спиралей, винтовые спирали конвективной части камеры соединены с подводящим и отводящим теплоноситель коллекторами.coolant installed at the front and rear ends of the boiler and heating surfaces made of pipes in the form of helical spirals, connected at the ends respectively with the supply and discharge headers, according to the invention, is equipped with a gas-tight partition between the furnace and the convection chamber in the form of a paraboloid of revolution truncated from the inlet side of the gas flow, the curvature of the generatrix of the paraboloid corresponds to the required free area for the gas flow in a given place, the firebox communicates with the convection chamber through the annular gap on the side of the smaller diameter of the partition, the outlet for flue gases installed on the side of the largest diameter of the partition, the firewall is formed of pipes in the form of screw spirals according to the profile of the partition, connected to the inlet and outlet collectors, the convective part consists of an inner and outer sections enclosing it, the inner section is formed of pipes in the form of helical spirals corresponding to the profile of the partition, the outer one is The section is formed of pipes in the form of helical coils, the helical coils of the convective part of the chamber are connected to the collectors supplying and removing the coolant.
Поставленная задача решается также тем, что винтовые спирали топочного экрана выполнены в профиле в виде усеченного параболоида вращения могут быть установлены газоплотно между витками, при этом газоплотная перегородка может быть выполнена в укороченном по длине виде.The problem is also solved by the fact that the helical spirals of the furnace wall are made in a profile in the form of a truncated paraboloid of revolution can be installed gas-tightly between the turns, while the gas-tight partition can be made in a form shortened in length.
Поставленная задача решается также тем, что перегородка между топочным экраном и конвективной камерой может быть выполнена в виде двух или нескольких усеченных конусов соосно соединенных последовательно по мере увеличения диаметров и уменьшения угла конусов в направлении потока газов и соответствующими профилю перегородки коническими винтовыми спиралями труб топочного экрана и внутренней секции конвективной части.The problem posed is also solved by the fact that the partition between the combustion wall and the convection chamber can be made in the form of two or more truncated cones coaxially connected in series as the diameters increase and the angle of the cones in the direction of the gas flow decreases and the conical helical spirals of the combustion wall pipes correspond to the profile of the partition and inner section of the convection part.
Поставленная задача решается также тем, что трубы топочного экрана и конвективной части в виде винтовых спиралей по ходу теплоносителя могут быть соединены между собой параллельно, последовательно или комбинированно за счет установки соответствующих перегородок в подводящем и отводящем коллекторах и за счет их соединения по принципу многозаходной резьбы.The problem posed is also solved by the fact that the pipes of the furnace wall and the convective part in the form of helical spirals along the flow of the coolant can be connected to each other in parallel, in series or in combination by installing appropriate partitions in the inlet and outlet collectors and by connecting them according to the multi-thread principle.
Поставленная задача решается также тем, что топочный экран предлагаемого котла может быть реверсивным или проходным для продуктов сгорания, соответственно устанавливается горелка и выпускное отверстие.The problem posed is also solved by the fact that the combustion wall of the proposed boiler can be reversible or through passage for combustion products, respectively, the burner and the outlet are installed.
Примерные графики изменения параметров дымовых газов в конвективной части с поверхностями нагрева из труб в виде винтовых спиралей для существующих котлов показаны на Фиг. 1.Exemplary graphs of changes in the parameters of flue gases in the convective part with heating surfaces from pipes in the form of helical coils for existing boilers are shown in Fig. 1.
Примерные графики изменения параметров дымовых газов в конвективной камере для предлагаемого котла показаны на Фиг. 2.Approximate graphs of changes in the parameters of flue gases in the convection chamber for the proposed boiler are shown in Fig. 2.
На Фиг. 1 и Фиг. 2 изменение температуры дымовых газов по длине конвективной камеры изображено кривой 1, изменение живого сечения для прохода газов изображено кривой 2, изменение скорости дымовых газов изображено кривой 3, изменение коэффициента теплопередачи изображено кривой 4.FIG. 1 and FIG. 2, the change in the flue gas temperature along the length of the convection chamber is shown by
Продольный разрез предлагаемого котла показан на Фиг. 3.A longitudinal section of the proposed boiler is shown in FIG. 3.
Предлагаемый котел содержит цилиндрический корпус 1 с топкой топочной частью 2, горелкой 3 и внешнюю конвективную часть 7, охватывающую топочную часть 2, отделенную от нее перегородкой 6 в виде усеченного параболоида вращения и сообщенную с ней через зазор 11 со стороны меньшего диаметра перегородки 6, выпускное отверстие 12 установлено со стороны наибольшего диаметра перегородки 6, топочная часть 8 состоит из труб в виде винтовых спиралей, выполненных соответственно профилю перегородки 6 изнутри, конвективная часть 7 состоит из внутренней 9 и внешней 10 секций, внутренняя секция 9 образована из труб в виде винтовых спиралей, соответствующими профилю перегородки 6 снаружи, внешняя секция 10 образована из труб в виде винтовых спиралей цилиндрической формы, живое сечение конвективной части 7 плавно уменьшается по ходу газов в зависимости от уменьшения температуры и физического объема дымовых газов для поддержания оптимальной скорости потока дымовых газов, винтовые спирали топочной части 8, винтовые спирали 9 и 10 конвективной части соединены с подводящим 4 и отводящим 5 теплоноситель коллекторами, при этом винтовые спирали могут быть соединены между собой по потоку теплоносителя параллельно или последовательно с помощью перегородок 13 внутри коллекторов 4 и 5 для обеспечения заданной оптимальной скорости теплоносителя, при этом коллекторы 4 и 5 могут быть выполнены в виде колец.Спиральный котел работает следующим образом.The proposed boiler contains a
Из горелки 3 смесь топливо-воздух поступает в топку 2, где происходит горение топлива с выделением тепла и повышением температуры продуктов сгорания. Часть тепла за счет лучистого теплообмена поглощается поверхностями из винтовых спиральных труб топочного экрана 8 и температура продуктов сгорания на выходе из топки 2 понижается. За счет газоплотной перегородки 6 обеспечивается направление продуктов сгорания равномерно через зазор 11 со стороны наименьшего диаметра перегородки в конвективную часть 7. В конвективной части 7 происходит поперечное омывание потоком дымовых газов винтовых спиральных труб внутренней 9 и внешней 10 конвективных секций, передача тепла теплоносителю и нелинейное снижение температуры газов (Фиг. 2 кривая 1) и уменьшение физического объема газов нелинейно примерно в 3 раза.From the
Перегородка 7, имеющая форму усеченного параболоида вращения за счет постепенного увеличения диаметра в направлении потока газов, рассчитанного для соответственного постепенного уменьшения живого сечения для потока газов (Фиг. 2 кривая 2) и обеспечения оптимальной постоянной или увеличивающийся скорости потока газов (Фиг. 2 линия 3) и поддержания оптимального постоянного или увеличивающегося коэффициента теплоотдачи (Фиг. 2 линия 4). Из конвективной части 7 охлажденные продукты сгорания отводятся через выпускные отверстия 12. Теплоноситель через подводящий коллектор 4 распределяются по трубам винтовых спиралей 8, 9, 10 и после нагревания выходит из котла через отводящий коллектор 5, при этом соединение спиральных труб 8, 9,10 между собой может быть параллельным по принципу многозаходной резьбы и обеспечивать наибольший расход теплоносителя, например для водогрейного котла, или можно с помощью перегородок 13 в коллекторах 4 и 5 создавать последовательный поток теплоносителя через спиральные трубы, например для термомасляного котла. Увеличенное живое сечение для потока газов на входе 11 в конвективную часть 7 снижает скорость газов, чрезмерный нагрев и вероятность накипеобразования в этом месте, а для термомасляных котлов снижается опасность перегрева металла труб в этих зонах, при этом за счет постоянной или увеличивающийся скорости дымовых газов (Фиг. 2 линия 3) обеспечивается постоянный или увеличивающийся коэффициент теплопередачи по ходу конвективной части 7 (Фиг. 2 линия 4), за счет этого конвективная часть 7 предлагаемого котла работает примерно на 20% эффективнее, чем у существующих котлов.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020119475A RU2760544C1 (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Spiral boiler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020119475A RU2760544C1 (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Spiral boiler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2760544C1 true RU2760544C1 (en) | 2021-11-26 |
Family
ID=78719563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020119475A RU2760544C1 (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Spiral boiler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2760544C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU210686U1 (en) * | 2022-01-28 | 2022-04-26 | Котельников Андрей Николаевич | Spiral boiler |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0745813A2 (en) * | 1995-05-31 | 1996-12-04 | VIESSMANN WERKE GmbH & CO. | Heat exchanger, especially for a boiler |
RU2146789C1 (en) * | 1998-12-07 | 2000-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Белэнергомаш" | Vertical water-tube water boiler |
RU2327084C1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-06-20 | Владимир Васильевич Кунеевский | Hot water boiler |
RU2628954C1 (en) * | 2016-04-04 | 2017-08-23 | Денис Николаевич Хазиев | Hot-water boiler |
CN108291739A (en) * | 2015-06-24 | 2018-07-17 | 意大利利雅路股份有限公司 | The profile of pipeline for heat exchanger, the heat exchanger of the condensing boiler for providing the profile and the condensing boiler that the heat exchanger is provided |
RU184842U1 (en) * | 2018-08-31 | 2018-11-12 | Юрий Константинович Якимович | Hot water boiler |
-
2020
- 2020-06-05 RU RU2020119475A patent/RU2760544C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0745813A2 (en) * | 1995-05-31 | 1996-12-04 | VIESSMANN WERKE GmbH & CO. | Heat exchanger, especially for a boiler |
RU2146789C1 (en) * | 1998-12-07 | 2000-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Белэнергомаш" | Vertical water-tube water boiler |
RU2327084C1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-06-20 | Владимир Васильевич Кунеевский | Hot water boiler |
CN108291739A (en) * | 2015-06-24 | 2018-07-17 | 意大利利雅路股份有限公司 | The profile of pipeline for heat exchanger, the heat exchanger of the condensing boiler for providing the profile and the condensing boiler that the heat exchanger is provided |
RU2628954C1 (en) * | 2016-04-04 | 2017-08-23 | Денис Николаевич Хазиев | Hot-water boiler |
RU184842U1 (en) * | 2018-08-31 | 2018-11-12 | Юрий Константинович Якимович | Hot water boiler |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU210686U1 (en) * | 2022-01-28 | 2022-04-26 | Котельников Андрей Николаевич | Spiral boiler |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2327084C1 (en) | Hot water boiler | |
RU2418246C1 (en) | Hot-water boiler | |
RU2760544C1 (en) | Spiral boiler | |
RU2674850C2 (en) | Tube for heat exchanger with at least partially variable cross-section and heat exchanger equipped therewith | |
RU2628954C1 (en) | Hot-water boiler | |
ES2222900T3 (en) | CONTINUOUS STEAM GENERATOR BURNED WITH FOSSIL FUEL. | |
RU2386905C1 (en) | Heat generator | |
KR100363719B1 (en) | Spiral Wound Heat Transferring Equipment on the Single Passage for the Super-heater | |
RU2625367C1 (en) | Hot-water boiler | |
RU2351855C1 (en) | Hot-water boiler | |
RU2696159C1 (en) | Heater for liquid and gaseous media | |
RU2296921C2 (en) | Liquid or gas heater | |
KR101749288B1 (en) | Steam generator | |
RU2327083C1 (en) | Hot water boiler | |
RU2327082C1 (en) | Hot water boiler | |
RU2199701C1 (en) | Hot-water boiler | |
RU79985U1 (en) | WATER BOILER | |
RU2296270C1 (en) | Air heater | |
RU2725918C1 (en) | Hot-water boiler | |
RU223092U1 (en) | Aluminum Alloy Heat Exchanger for Gas Condensing Boiler | |
CN218820983U (en) | Positive displacement gas water heater | |
RU2454612C1 (en) | Hot-water boiler | |
RU226094U1 (en) | Thermal block of a condensing boiler | |
CN216010795U (en) | Shell type coal-fired water pipe boiler with changed heat exchange mode | |
RU81565U1 (en) | WATER BOILER |