RU49959U1

RU49959U1 - WATER BOILER

Info

Publication number: RU49959U1
Application number: RU2005113891/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Самарин; Андрей Александрович Самарин
Original assignee: Александр Алексеевич Самарин
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-05-05
Publication date: 2005-12-10

Abstract

Объект полезной модели: Водогрейный котел. Область применения: Отопительная техника и может использоваться для отопления жилых и других помещений, а также для горячего водоснабжения. Суть полезной модели: Водогрейный котел, содержащий корпус, топочную камеру и расположенную выше нее конвекционную камеру, сообщающийся с камерами газоход, образованный передней и боковыми стенками корпуса, пусковой дымоход, расположенный в верхней части конвекционной камеры и рабочий дымоход, расположенный в нижней части конвекционной камеры, при этом топочная камера имеет горелочное устройство, отличающийся тем, что имеет конструктивно отдельный, расположенный в конвекционной камере теплообменник, состоящий из типовых секций - водяных полостей, расположенных зигзагообразно, с патрубками подвода холодной и отвода горячей воды. Технический результат: Сокращение материальных затрат и увеличение срока эксплуатации.Utility Model Object: Water Boiler. Scope: Heating equipment and can be used for heating residential and other premises, as well as for hot water supply. The essence of the utility model: A boiler containing a housing, a combustion chamber and a convection chamber located above it, a flue connected to the chambers formed by the front and side walls of the housing, a starting chimney located at the top of the convection chamber and a working chimney located at the bottom of the convection chamber moreover, the combustion chamber has a burner device, characterized in that it has a structurally separate heat exchanger located in the convection chamber, consisting of typical sections - leading 's cavities arranged in a zigzag manner, with pipes for supplying cold and hot tap water. Effect: Reduce material costs and increase the life of the device.

Description

Полезная модель относится к отопительной технике и может быть использована для отопления жилых и других помещений, а также горячего водоснабжения.The utility model relates to heating equipment and can be used for heating residential and other premises, as well as hot water supply.

Известен водогрейный котел, содержащий корпус и топочную камеру, водяную рубашку, которая снабжена патрубками подвода холодной воды и отвода горячей воды, рабочий дымоход, а также сообщающийся с ним газоход, образованный направляющей перегородкой, при этом топочная камера имеет горелочное устройство (см. Патент Российской Федерации №2187766 МПК F 24 Н 1/24 опубл. 26.06.2000 г.). Рабочий дымоход размещен в верхней части корпуса в противоположных по длине топочной камеры ее частях. Причем газоход оборудован несколькими направляющими перегородками, которые установлены вертикально поперек движению продуктов сгорания, образуя каналы для их прохода попеременно с задней стенки и передней стенками. Благодаря такому расположению направляющих перегородок улучшается теплообмен.A well-known hot water boiler containing a housing and a combustion chamber, a water jacket, which is equipped with nozzles for supplying cold water and hot water, a working chimney, as well as a flue connected to it formed by a guide wall, the combustion chamber has a burner device (see Russian Patent Federation No. 2187766 IPC F 24 H 1/24 publ. 06/26/2000). The working chimney is located in the upper part of the body in parts opposite to the length of the combustion chamber. Moreover, the flue is equipped with several guide walls that are installed vertically across the movement of the combustion products, forming channels for their passage alternately from the rear wall and front walls. Thanks to this arrangement of the guide walls, heat transfer is improved.

Однако данный котел имеет недостаток, обусловленный тем, что теплообмен возрастает незначительно, вследствие того, что теплоотдача идет от продуктов сгорания к небольшой поверхности теплообмена, а значительная часть тепла уходит через дымоход с дымовыми газами. При этом водяная рубашка, несмотря на значительный объем, имеет небольшую площадь конвективного теплообмена, что не позволяет значительно увеличить However, this boiler has a disadvantage due to the fact that heat transfer increases slightly, due to the fact that heat transfer goes from the combustion products to a small heat transfer surface, and a significant part of the heat goes through a flue with flue gases. At the same time, the water shirt, despite a significant amount, has a small convective heat transfer area, which does not allow a significant increase

коэффициент полезного действия, а уменьшение габаритов котла приводит к резкому снижению коэффициента полезного действия.efficiency, and a decrease in the size of the boiler leads to a sharp decrease in the efficiency.

Близким к заявленному решению является водогрейный котел, взятый в качестве прототипа, содержащий корпус, топочную и конвенционную камеру, водяную рубашку, снабженную патрубками для подвода холодной и отвода горячей воды, рабочий и пусковой дымоходы, а также сообщающийся с ними газоход, образованный направляющей перегородкой, водяной резервуар, соединенный с водяной рубашкой (см. Декларационный патент Украины на полезную модель №4595 MПK⁷ F 24 H 1/00 опубликован 17.01.2005 в бюллетене №1). Недостатками указанного котла являются большие материальные затраты и малый срок эксплуатации из-за сложной цельнометаллической конструкции теплообменника.Close to the claimed solution is a hot water boiler, taken as a prototype, containing a housing, a furnace and a convention chamber, a water jacket equipped with nozzles for supplying cold and venting hot water, working and starting chimneys, as well as a flue connected to them formed by a guide wall, a water tank connected to a water jacket (see Declaration of Ukraine Utility Model No. 4595 MPK ⁷ F 24 H 1/00 published on January 17, 2005 in Bulletin No. 1). The disadvantages of this boiler are high material costs and short life due to the complex all-metal design of the heat exchanger.

В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования водогрейного котла путем использования разъемных унифицированных секций теплообменника, которые можно изготавливать как литьем, так и любым другим способом.The utility model is based on the task of improving a boiler by using detachable, unified sections of a heat exchanger, which can be made either by casting or by any other method.

Поставленная задача решается тем, что водогрейный котел, содержащий корпус, топочную камеру и расположенную выше нее конвекционную камеру, сообщающийся с камерами газоход, образованный передней и боковыми стенками корпуса, пусковой дымоход, расположенный в верхней части конвекционной камеры и рабочий дымоход, расположенный в нижней части конвекционной камеры, при этом топочная камера имеет горелочное устройство, в соответствии с полезной моделью имеет конструктивно отдельный, расположенный в конвекционной камере теплообменник, состоящий из типовых секций - водяных полостей, расположенных зигзагообразно, с патрубками подвода холодной и отвода горячей воды.The problem is solved in that a boiler containing a housing, a combustion chamber and a convection chamber located above it, communicating with the chambers, a flue formed by the front and side walls of the housing, a starting chimney located in the upper part of the convection chamber and a working chimney located in the lower part convection chamber, while the combustion chamber has a burner device, in accordance with the utility model has a structurally separate heat exchanger located in the convection chamber, consisting The drawer is made up of typical sections - water cavities located in a zigzag fashion, with nozzles for supplying cold and draining hot water.

Кроме того, вместо водяного резервуара, имеющего нижнюю поверхность, расположенную горизонтально в зоне высоких температур, используется нижняя поверхность теплообменника.In addition, instead of a water tank having a lower surface horizontally in the high temperature zone, the lower surface of the heat exchanger is used.

Наибольшая эффективность передачи тепла от очага сгорания топлива и его продуктов достигается при условии размещения элементов теплообменника в зоне высоких температур. Эти зоны расположены в топочной камере над горелочным устройством и в верхней части конвекционной камеры. Размещение нижней части теплообменника непосредственно над горелочным устройством в зоне сгорания топлива, а верхней части в потолочной части конвекционной камеры в зоне накопления горячих продуктов вследствие конвекции позволяет наиболее полно отбирать тепло от сгорания газа в котле. Кроме того, максимально передача тепла от зон высоких температур к теплоносителю происходит из-за того, что элементы теплообменника расположены горизонтально лишь с небольшим уклоном для обеспечения циркуляции теплоносителя и исключения застойных зон.The greatest efficiency of heat transfer from the combustion center of the fuel and its products is achieved if the heat exchanger elements are placed in the high temperature zone. These zones are located in the combustion chamber above the burner and in the upper part of the convection chamber. Placing the lower part of the heat exchanger directly above the burner in the fuel combustion zone, and the upper part in the ceiling of the convection chamber in the zone of accumulation of hot products due to convection, allows the most complete selection of heat from gas combustion in the boiler. In addition, the maximum heat transfer from high temperature zones to the coolant occurs due to the fact that the heat exchanger elements are located horizontally with only a slight slope to ensure circulation of the coolant and eliminate stagnant zones.

Благодаря наличию в котле конвекционной камеры, расположенной выше топочной, образуется значительный объем для циркуляции продуктов сгорания, в результате этого увеличивается период ротации продуктов сгорания в котле, а значит время теплопередачи.Due to the presence of a convection chamber located above the furnace in the boiler, a significant volume is formed for the circulation of combustion products, as a result of which the period of rotation of the combustion products in the boiler increases, which means the heat transfer time.

Размещение водяных полостей теплообменника зигзагообразно улучшает турбулизацию теплоносителя.The placement of the water cavities of the heat exchanger zigzag improves the turbulization of the coolant.

Размещение рабочего дымохода в нижней части конвекционной камеры способствует тому, что горячие продукты сгорания, поднявшись в верхнюю часть конвекционной камеры, не уходят через дымоход, расположенный в верхней части корпуса, а опускаются вниз, отдавая тепло водяным полостям теплообменника, что происходит в результате того, что после достижения рабочей температуры в котле и образования устойчивой тяги, выход продуктов сгорания через пусковой дымоход, расположенный в верхней части корпуса, перекрывается заслонкой. Продукты сгорания, поднявшиеся вверх к топочной стенке конвекционной камеры, отдают тепло верхней части теплообменника, в результате чего плотность продуктов сгорания увеличивается и продукты сгорания постепенно отдавая тепло теплообменнику опускаются вниз, вытесняемые более легкими горячими продуктами сгорания, и отводятся по Placing the working chimney in the lower part of the convection chamber ensures that hot combustion products, rising to the top of the convection chamber, do not go through the chimney located in the upper part of the body, but fall down, giving off heat to the water cavities of the heat exchanger, which occurs as a result of that after reaching the operating temperature in the boiler and the formation of a stable draft, the output of combustion products through the starting chimney located in the upper part of the body is blocked by a damper. The combustion products, rising up to the combustion wall of the convection chamber, give off heat to the upper part of the heat exchanger, as a result of which the density of the combustion products increases and the combustion products gradually giving up heat to the heat exchanger fall down, displaced by lighter hot combustion products, and are discharged along

рабочему дымоходу, таким образом, обеспечивается турбулизация продуктов сгорания. При этом встречное движение продуктов сгорания сверху вниз и теплоносителя снизу вверх и позволяет снизить температуру продуктов сгорания на выходе котла практически до температуры теплоносителя на входе котла.working chimney, thus, provides for the turbulization of combustion products. In this case, the oncoming movement of the combustion products from the top down and the coolant from the bottom up allows one to reduce the temperature of the combustion products at the boiler outlet almost to the temperature of the coolant at the boiler inlet.

Сущность предложенной полезной модели поясняется на чертежах, где на фиг.1 представлен общий вид водогрейного котла, на фиг.2 вид А-А фиг.1, на фиг.3 вид Б-Б фиг.2.The essence of the proposed utility model is illustrated in the drawings, where Fig. 1 shows a general view of a boiler, in Fig. 2, view A-A of Fig. 1, in Fig. 3, view B-B of Fig. 2.

Водогрейный котел содержит корпус 1, топочную камеру 2, нижнюю стенку 3 корпуса 1 с отверстиями для прохождения воздуха к горелочному устройству, конвекционную камеру 4, расположенную выше топочной камеры 2, горелочное устройство 5, расположенное в нижней части топочной камеры 2, при этом корпус 1 имеет потолочную 6, вертикальные боковые 7, 8, переднюю 9 и заднюю 10 теплоизолирующие стенки, теплообменник 11, состоящий из типовых секций 12 (водяных полостей), соединенных между собой резьбовыми муфтами (например), патрубок холодной воды 13, расположенный в нижней части теплообменника 11, патрубок горячей воды 14, расположенный в верхней части теплообменника 11, при этом патрубки обеспечивают подключение котла в систему отопления, перегородку 15, отделяющую совместно с нижним типовым элементом 12 теплообменника топочную камеру 2 от конвекционной камеры 4, газохода 16, образованного передней и боковыми стенками конвекционной камеры 4 и передней частью теплообменника, при этом газоход 16 соединен с топочной камерой 2 и через пространство теплообменника с пусковым дымоходом 17, предназначенным для запуска котла и расположенным в верхней части корпуса 1 и с рабочим дымоходом 18, расположенным над патрубком подвода воды 13, заслонок 19 и 20, расположенные в дымоходах 17, 18 соответственно и открывающие или закрывающие при необходимости дымоходы, при этом боковые стенки 7, 8 выполняются съемными для обеспечения доступа ко всем элементам котла при удалении золы и сажи.The boiler includes a housing 1, a combustion chamber 2, a lower wall 3 of the housing 1 with holes for air to pass to the burner device, a convection chamber 4 located above the combustion chamber 2, a burner device 5 located in the lower part of the combustion chamber 2, while the housing 1 has a ceiling 6, vertical side 7, 8, front 9 and rear 10 heat-insulating walls, a heat exchanger 11 consisting of typical sections 12 (water cavities) interconnected by threaded couplings (for example), a cold water pipe 13, located in the lower part of the heat exchanger 11, a hot water pipe 14 located in the upper part of the heat exchanger 11, while the pipes provide a boiler connection to the heating system, a partition 15, which separates the combustion chamber 2 from the convection chamber 4, gas duct 16, together with the lower type element of the heat exchanger 12, formed by the front and side walls of the convection chamber 4 and the front of the heat exchanger, while the gas duct 16 is connected to the combustion chamber 2 and through the space of the heat exchanger with a starting chimney 17, intended for boiler start and located in the upper part of the housing 1 and with a working chimney 18 located above the water supply pipe 13, shutters 19 and 20 located in the chimneys 17, 18 respectively and opening or closing chimneys if necessary, while the side walls 7, 8 are made removable to provide access to all elements of the boiler when removing ash and soot.

Водогрейный котел работает таким образом. Топливо подается при помощи горелочного устройства 1 в топочную камеру 2 и поджигается, при этом заслонки 20 и 21 в дымоходах 17 и 18 открыты. При достижении рабочей температуры в котле заслонка 20 закрывается, перекрывая выход продуктов сгорания через пусковой дымоход 17. при этом над горелочным устройством образуется зона высоких температур, под действием которых в нижней водяной полости 12 теплообменника 11 происходит нагрев теплоносителя, нагретый теплоноситель расширяется, плотность его уменьшается и он устремляется в верхнюю часть теплообменника. Часть тепловой энергии остается в продуктах сгорания, которые устремляются в верхнюю часть конвекционной камеры 4 вдоль наклонной поверхности нижней части теплообменника 11 и через газоход 16. В верхней части конвекционной камеры 4 образуется еще одна зона высоких температур. Теплоноситель, подогретый в нижней и средней части теплообменника 11, окончательно разогретый в верхней части теплообменника поднимается вверх через патрубок 14 в отопительную систему. Продукты сгорания топлива, потеряв энергию и увеличив при этом плотность, опускаются вниз, вытесняемые вновь поступающими в конвекционную камеру горячими продуктами сгорания, и выходят через дымоход 18. Таким образом в средней и нижней части конвекционной камеры 4 происходит дальнейший теплообмен между теряющими температуру и опускающимися вниз продуктами сгорания, и постепенно нагревающимся, поднимающимся вверх теплоносителем, поступающим из отопительной системы. Горелочное устройство обеспечено автоматической регулировкой режимов работы.The hot water boiler works this way. Fuel is supplied by means of a burner 1 to the combustion chamber 2 and ignited, while the shutters 20 and 21 in the chimneys 17 and 18 are open. When the operating temperature in the boiler is reached, the shutter 20 closes, blocking the exit of combustion products through the starting chimney 17. In this case, a high temperature zone is formed above the burner device, under the influence of which the heat carrier is heated in the lower water cavity 12 of the heat exchanger 11, the heated heat carrier expands, its density decreases and it rushes to the top of the heat exchanger. Part of the thermal energy remains in the combustion products, which rush to the upper part of the convection chamber 4 along the inclined surface of the lower part of the heat exchanger 11 and through the gas duct 16. In the upper part of the convection chamber 4, another high temperature zone is formed. The coolant heated in the lower and middle part of the heat exchanger 11, finally heated in the upper part of the heat exchanger rises up through the pipe 14 into the heating system. The products of fuel combustion, having lost energy and increasing density, are lowered down, displaced by the hot products of combustion again entering the convection chamber, and exit through the chimney 18. Thus, in the middle and lower part of the convection chamber 4, further heat exchange occurs between the temperature-losing and descending ones combustion products, and gradually heating up, rising up the coolant coming from the heating system. The burner is provided with automatic adjustment of operating modes.

Предложенная конструкция водогрейного котла позволяет использовать унифицированные секции теплообменника, которые можно изготавливать как литьем, так и любым другим способом. При проектировании котлов разной мощности используется разное количество унифицированных секций теплообменника, что очень удобно в производстве. Для производства можно использовать более дешевый и устойчивый к коррозии металл-чугун. При этом обеспечивается наиболее эффективная теплопередача в теплообменнике The proposed design of the hot water boiler allows the use of standardized sections of the heat exchanger, which can be made either by casting or by any other method. When designing boilers of different capacities, a different number of unified sections of the heat exchanger is used, which is very convenient in production. For production, you can use cheaper and corrosion-resistant metal cast iron. This ensures the most efficient heat transfer in the heat exchanger.

благодаря чрезвычайно выгодному соотношению горизонтальной и вертикальной площадей теплообменных поверхностей, турбулизации теплоносителя и продуктов сгорания в теплообменнике, сокращение материальных затрат и увеличение срока эксплуатации за счет использования разъемных унифицированных секций теплообменника.due to the extremely favorable ratio of the horizontal and vertical areas of the heat exchange surfaces, turbulization of the heat carrier and combustion products in the heat exchanger, reducing material costs and increasing the service life through the use of detachable unified sections of the heat exchanger.

Claims

1. A boiler containing a housing, a combustion chamber and a convection chamber located above it, communicating with the chambers, a flue formed by the front and side walls of the housing, a starting chimney located at the top of the convection chamber and a working chimney located at the bottom of the convection chamber, This combustion chamber has a burner device, characterized in that it has a structurally separate heat exchanger located in the convection chamber, consisting of typical sections - water cavities, conjugated zigzag manner, with pipes for supplying cold and hot tap water.

2. The hot water boiler according to claim 1, characterized in that the heat exchanger has a lower surface located in the high temperature zone in the combustion chamber.