RU2585771C1

RU2585771C1 - Flue for furnace

Info

Publication number: RU2585771C1
Application number: RU2015114503/03A
Authority: RU
Inventors: Артур Павлович Ферингер
Original assignee: Артур Павлович Ферингер
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2016-06-10

Abstract

FIELD: device for fuel combustion.

SUBSTANCE: invention can be used during development of furnaces for combustion of any type of fuel. Flue for furnace consists of vertically oriented housing, bottom inlet part of which is connected to a source of hot gases, and upper outlet - to atmosphere. In central part of casing pipe, its lower and upper parts are connected to each other by means of three isolated from each other shaped channels, one central and peripheral, having shape of circle segments arranged with radial clearance in relation to each other. Central channel in cross section has shape of a biconvex lens, and peripheral channels have shape of convex-concave lens. Convex part of central channel and concave parts of peripheral channels form channels for air passage.

EFFECT: higher heat emission of furnace by lowering temperature of exhaust flue gases.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям печей и способам сжигания топлива и может быть использовано при разработке печей для сжигания любого вида топлива.The invention relates to designs of furnaces and methods of burning fuel and can be used in the development of furnaces for burning any type of fuel.

Известно устройство для дожигания дымовых газов печи, содержащее корпус, топку, дымовую трубу, источник перегретого пара и камеру дожигания дымовых газов в виде трубы, расположенной в топке и соединенной одним концом с дымовой трубой, а другим с вихреобразователем и воздуховодом, при этом источник перегретого пара соединен с дожигателем дымовых газов с помощью трубопровода, снабженного распылителем(ями) пара, установленным(и) внутри трубы камеры дожигания (патент RU 2276755, МПК: F24B 5/00, F23J 15/00, опубл. 20.05.2006).A device for afterburning flue gases of a furnace, comprising a housing, a furnace, a chimney, a source of superheated steam and a flue gas afterburner in the form of a pipe located in the furnace and connected at one end to the chimney and the other to a vortex generator and air duct, while the source is overheated the steam is connected to the flue gas afterburner by means of a pipe equipped with a vapor atomizer (s) installed (s) inside the afterburner tube (patent RU 2276755, IPC: F24B 5/00, F23J 15/00, published on 05/20/2006).

Недостатком его являются невысокие энергетические показатели печи, значительная температура выходящих продуктов сгорания топлива в печи.Its disadvantage is the low energy performance of the furnace, a significant temperature of the exhaust products of fuel combustion in the furnace.

Известно устройство для дожигания дымовых газов печи, содержащее корпус, топку, дымовую трубу, источник перегретого пара и камеру дожигания дымовых газов в виде трубы, расположенной в топке и соединенной одним концом с дымовой трубой, а другим с вихреобразователем и воздуховодом, при этом источник перегретого пара соединен с дожигателем дымовых газов с помощью трубопровода, снабженного распылителем(ями) пара, установленным(и) внутри трубы камеры дожигания, при этом источник перегретого пара выполнен в виде камеры с теплоаккумулирующей загрузкой, расположенной над топкой и снабженной влагоподающим устройством и выпускной трубой, при этом источник перегретого пара содержит дополнительный вихреобразователь, установленный с торца выпускной трубы, расположенной в топке или над топкой с возможностью выхода пара через отверстие в ней, и распылитель(и) в трубу камеры дожигания дымовых газов.A device for afterburning flue gases of a furnace, comprising a housing, a furnace, a chimney, a source of superheated steam and a flue gas afterburner in the form of a pipe located in the furnace and connected at one end to the chimney and the other to a vortex generator and air duct, while the source is overheated the steam is connected to the flue gas afterburner by means of a pipe equipped with steam atomizer (s) installed (and) inside the afterburner tube, while the source of superheated steam is made in the form of a chamber with heat storage a load located above the furnace and equipped with a moisture supply device and an exhaust pipe, while the source of superheated steam contains an additional vortex generator installed from the end of the exhaust pipe located in the furnace or above the furnace with the possibility of steam leaving through the hole in it, and a spray gun (s) into the pipe flue gas afterburners.

Известен способ дожигания дымовых газов, реализуемый при помощи указанного устройства, при использовании которого дымовые газы, образующиеся при сгорании топлива в топке, и подогретый воздух с помощью вихреобразователей закручивают в одну и ту же сторону и направляют в камеру дожигания дымовых газов в виде трубы, воду подают в камеру с теплоаккумулирующей загрузкой, где производят парообразование, полученный пар подают в разогретую выпускную трубу, предварительно закрутив в дополнительном вихреобразователе, полученный после прохождения выпускной трубы перегретый пар подают через тангенциально установленные распылители в трубу камеры дожигания в направлении, совпадающем с направлением закрутки и перемещения дымовых газов и подогретого воздуха в трубе камеры дожигания (патент РФ №2419747, заявка №2009145534/03 от 08.12.2009, МПК: F24B 5/00, F23J 15/00 - прототип).A known method of afterburning flue gases, implemented using the specified device, using which the flue gases generated during the combustion of fuel in the furnace and heated air with the help of vortex generators are twisted in the same direction and sent to the flue gas afterburner in the form of a pipe, water fed into a chamber with heat storage loading, where steam is produced, the resulting steam is fed into a heated exhaust pipe, having previously been twisted in an additional vortex generator obtained after passage The exhaust pipe is supplied with superheated steam through tangentially mounted nozzles into the afterburner tube in the direction coinciding with the direction of swirling and movement of flue gases and heated air in the afterburner tube (RF patent No. 2419747, application No. 20099145534/03 dated 08.12.2009, IPC: F24B 5/00, F23J 15/00 - prototype).

Недостатком его являются невысокие энергетические показатели печи, значительная температура выходящих продуктов сгорания топлива в печи, сложность конструкции.Its disadvantage is the low energy performance of the furnace, the significant temperature of the exhaust products of fuel combustion in the furnace, the complexity of the design.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и повышение теплоотдачи печи путем понижения температуры выходящих дымовых газов.The task of the invention is to remedy these disadvantages and increase the heat transfer of the furnace by lowering the temperature of the exhaust flue gases.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенной дымовой трубе для печи, преимущественно для обогрева банных помещений, содержащей вертикально ориентированный корпус, нижняя входная часть которого соединяется с источником горячих газов, предпочтительно продуктов сгорания топлива в печи, верхняя выходная с окружающей атмосферой, согласно изобретению в центральной части корпуса трубы ее нижняя и верхняя части соединены между собой при помощи трех изолированных друг от друга профилированных каналов, одного центрального и двух периферийных, имеющих форму сегментов окружности, установленных с радиальным зазором по отношению друг к другу, при этом центральный канал в поперечном сечении имеет форму двояко-выпуклой линзы, а периферийные каналы имеют форму выпукло-вогнутой линзы, при этом выпуклые части центрального канала и вогнутые части периферийных каналов образуют каналы для прохода воздуха.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed chimney for the furnace, mainly for heating bath rooms, containing a vertically oriented housing, the lower inlet of which is connected to a source of hot gases, preferably the combustion products of the fuel in the furnace, the upper outlet with the surrounding atmosphere, according to the invention in the central part of the pipe body, its lower and upper parts are interconnected using three profiled channels isolated from each other, one central and two peripheral, having the form of segments of a circle, installed with a radial clearance in relation to each other, while the central channel in the cross section has the shape of a biconvex lens, and the peripheral channels have the shape of a convex-concave lens, while the convex parts of the central channel and concave parts of the peripheral channels form channels for the passage of air.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана печь с предложенной трубой, на фиг. 2 - вид сбоку предложенной трубы в увеличенном масштабе, на фиг. 3 - поперечное сечение предложенной трубы.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a furnace with the proposed pipe, FIG. 2 is an enlarged side view of the proposed pipe; FIG. 3 is a cross section of the proposed pipe.

Дымовая труба для печи содержит вертикально ориентированный корпус 1, состоящий из нижней входной части 2 и верхней выходной 3. В центральной части корпуса 1 трубы ее нижняя входная 2 и верхняя выходная части 3 соединены между собой при помощи трех изолированных друг от друга каналов, центрального 4 и двух периферийных 5, имеющих форму поперечного сечения в виде двояковыпуклой и вогнуто-выпуклой линз соответственно, суммарная проходная площадь которых равна или превышает проходную площадь дымовой трубы. Каналы 4 и 5 установлены в ступенчатых расширениях 6 и 7, выполненных на частях трубы 2 и 3 соответственно. Каналы 4 и 5 установлены по отношению друг к другу с радиальным зазором 8. Труба устанавливается на печь 9.The chimney for the furnace contains a vertically oriented housing 1, consisting of a lower inlet part 2 and an upper outlet 3. In the central part of the pipe body 1, its lower inlet 2 and upper outlet part 3 are interconnected by three channels isolated from each other, central 4 and two peripheral 5 having a cross-sectional shape in the form of biconvex and concave-convex lenses, respectively, the total passage area of which is equal to or greater than the passage area of the chimney. Channels 4 and 5 are installed in step extensions 6 and 7, made on pipe parts 2 and 3, respectively. Channels 4 and 5 are installed in relation to each other with a radial clearance 8. The pipe is installed on the furnace 9.

Предложенная труба в составе печи работает следующим образом.The proposed pipe in the composition of the furnace operates as follows.

Поток продуктов сгорания топлива, сжигаемого в печи 9, поступает в нижнюю входную часть 2 и поднимается вверх к ступенчатому расширению 5. В ступенчатом расширении 6 поток продуктов сгорания разделяется по каналам 4 и 5 и движется далее к ступенчатому расширению 7 верхней выходной части 3 трубы. При прохождении потока продуктов сгорания через каналы 4 и 5 происходит интенсивный разогрев их наружных стенок, при этом периметр контакта горячих продуктов сгорания с элементами трубы увеличивается с 3,14D до 9…10D, где D - диаметр внутреннего канала дымовой трубы в ее цилиндрической части перед ступенчатым расширением, т.е. более чем в три раза. Увеличение периметра контакта при неизменной площади поперечного сечения ведет к более интенсивному отбору тепла у уходящих продуктов сгорания, что приводит к повышению температуры центральной части трубы и снижению температуры ее выходной части. За счет радиальных зазоров 8 окружающий воздух проникает между стенками каналов 4 и 5 и разогревается до температуры окружающих стенок, что приводит к более интенсивному разогреву помещения и повышению эффективности работы печи, т.к. часть тепла, ранее уходившего с продуктами сгорания, будет использоваться для разогрева объема помещения.The flow of combustion products of fuel burned in the furnace 9 enters the lower inlet part 2 and rises up to the stepwise expansion 5. In the stepwise expansion 6, the flow of combustion products is separated by channels 4 and 5 and moves further to the stepwise expansion 7 of the upper outlet part 3 of the pipe. When the flow of combustion products passes through channels 4 and 5, their outer walls are heated up intensively, while the perimeter of contact of hot combustion products with pipe elements increases from 3.14D to 9 ... 10D, where D is the diameter of the inner channel of the chimney in its cylindrical part before stepwise expansion, i.e. more than three times. An increase in the contact perimeter with a constant cross-sectional area leads to more intensive heat removal from the exhaust products of combustion, which leads to an increase in the temperature of the central part of the pipe and a decrease in the temperature of its outlet part. Due to the radial clearances 8, the ambient air penetrates between the walls of the channels 4 and 5 and heats up to the temperature of the surrounding walls, which leads to more intensive heating of the room and increase the efficiency of the furnace, because part of the heat that previously went with the combustion products will be used to heat the volume of the room.

Проведенные испытания полноразмерной печи с предложенной трубой подтвердили правильность заложенных конструкторско-технологических решений. При испытаниях печи с обычной трубой разница температур потока продуктов сгорания топлива на входе и выходе из трубы составила примерно 50°С, в то время как при испытаниях печи с предложенной трубой упомянутая разница температур на входе и выходе составила примерно 250°С. Увеличение разницы температур примерно в 5 раз свидетельствует о значительном улучшении условий теплообмена между нагревательными элементами печи, в частности трубой, и потоком продуктов сгорания.The tests of a full-sized furnace with the proposed pipe confirmed the correctness of the laid design and technological solutions. When testing a furnace with a conventional pipe, the temperature difference between the flow of products of fuel combustion at the inlet and outlet of the pipe was approximately 50 ° C, while when testing a furnace with the proposed pipe, the mentioned temperature difference at the inlet and outlet was approximately 250 ° C. An increase in the temperature difference of about 5 times indicates a significant improvement in the heat transfer conditions between the heating elements of the furnace, in particular the pipe, and the flow of combustion products.

Использование предложенного технического решения позволит повысить теплоотдачу печи путем понижения температуры выходящих дымовых газов.Using the proposed technical solution will increase the heat transfer of the furnace by lowering the temperature of the exhaust flue gases.

Claims

A chimney for a furnace, mainly for heating bath rooms, containing a vertically oriented body, the lower inlet of which is connected to a source of hot gases, preferably the combustion products of the fuel in the furnace, the upper outlet is with the surrounding atmosphere, characterized in that in the central part of the pipe its lower and upper parts are interconnected by means of three profiled channels isolated from each other, one central and two peripheral, having the form of segments of a circle, installed with a radial clearance in relation to each other, while the central channel in the cross section has the shape of a biconvex lens, and the peripheral channels are in the form of a convex-concave lens, while the convex parts of the central channel and the concave parts of the peripheral channels form channels for air passage.