UA143814U

UA143814U - WATER HEATING BOILER

Info

Publication number: UA143814U
Application number: UAU202001813U
Authority: UA
Inventors: Емма Вікторівна Кужель; Микола Миколайович Скалига; Микола Віталійович Рудинець
Original assignee: Східноєвропейський Національний Університет Ім. Лесі Українки
Priority date: 2020-03-16
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2020-08-10

Abstract

Водогрійний котел містить споряджений кришкою і топковою камерою корпус, всередині якого розміщений виконаний у вигляді пакета трубок теплообмінник та закріплюючі кінці трубок дошки-тримачі, які спільно з корпусом утворюють у міжтрубному просторі водяну сорочку. Внутрішня порожнина трубок з'єднана з порожниною топкової камери, розміщеної у нижній частині корпуса котла, та з підкришковим простором і димарем - у верхній частині над теплообмінником. Корпус оснащений патрубками для введення холодної води та відведення гарячої води. У підкришковому просторі виконаний отвір для стравлювання повітря. Розташовані еквідистантно та з нахилом до вертикалі трубки теплообмінника виконані гофрованими з поздовжнім розташуванням у них гофр. Верхня дошка-тримач трубок змонтована похило у бік отвору у кришці котла, призначеного для періодичного вилучення попелу з димів. Плечики кришки котла виконані похило до горизонталі під гострим кутом.The boiler contains a housing equipped with a lid and a combustion chamber, inside which is placed a heat exchanger made in the form of a package of tubes and fixing ends of the tubes holding boards, which together with the housing form a water jacket in the intertube space. The inner cavity of the tubes is connected to the cavity of the combustion chamber located in the lower part of the boiler body, and to the attic space and the chimney - in the upper part above the heat exchanger. The case is equipped with branch pipes for introduction of cold water and removal of hot water. An opening for air venting is made in the attic space. Located equidistantly and inclined to the vertical tubes of the heat exchanger are made corrugated with a longitudinal arrangement of corrugations. The upper tube-holder board is mounted obliquely towards the hole in the lid of the boiler, designed for periodic removal of ash from the smoke. The shoulders of the boiler cover are made obliquely to the horizontal at an acute angle.

Description

Корисна модель належить до теплоенергетики, а точніше до пристроїв, що працюють переважно на твердому паливі і може бути використана в системі водяного опалення та одержання гарячої води на господарські потреби у індивідуальних будівлях будь-якого призначення, не з'єднаних із системою централізованого теплопостачання.The useful model belongs to thermal power engineering, more precisely to devices that work mainly on solid fuel and can be used in the water heating system and obtaining hot water for household needs in individual buildings of any purpose, not connected to the centralized heat supply system.

Відомий котел водогрійний твердопаливний, що містить топкову камеру, елементи корпусу з подвійними стінками, що утворюють топку, штовхач попелу, шухляду для попелу, паливний бункер, теплообмінник з вертикально встановленими димогарними трубами, всередині яких підвішені спіралеподібні рухомі турбулізатори, споряджені кінематичною схемою з електроприводом |Євразійський патент Мо 024918, МПК Б24Н 11/00, Б280 1/06, 2016 р.A well-known water-heating solid fuel boiler containing a furnace chamber, housing elements with double walls forming a furnace, an ash pusher, an ash drawer, a fuel hopper, a heat exchanger with vertically installed flue pipes, inside which are suspended spiral-shaped mobile turbulators equipped with a kinematic circuit with an electric drive | Eurasian patent MO 024918, IPC B24Н 11/00, B280 1/06, 2016

Недоліком такого водогрійного котла є складність технології його виготовлення та конструкції, чим підвищується його вартість та знижується надійність.The disadvantage of such a water heating boiler is the complexity of its manufacturing technology and design, which increases its cost and reduces reliability.

Відомий також водогрійний циліндричний котел, що містить корпус з подвійною стінкою, спіральний теплообмінник, камеру згоряння, отвори завантаження палива, видалення золи та виходу диму, пристрій подачі повітря, при цьому водяний контур сформований двома конструктивними частинами - подвійними стінками камери згоряння та спіральним теплообмінником. Недоліком такого твердопаливного котла є його конструктивна складність, а через те, що теплообмінник виконаний спіральним є висока ймовірність "забивання" порожнини трубок теплообмінника частинками недопалків палива, які є у димових газах (пат. Мо 116153 на кор. мод., Е24Н 1/48, 2017 р.|.A water-heating cylindrical boiler is also known, containing a double-walled body, a spiral heat exchanger, a combustion chamber, holes for loading fuel, removing ash and smoke, an air supply device, while the water circuit is formed by two structural parts - double walls of the combustion chamber and a spiral heat exchanger. The disadvantage of such a solid fuel boiler is its structural complexity, and due to the fact that the heat exchanger is made of a spiral, there is a high probability of "clogging" the cavity of the heat exchanger tubes with particles of fuel misfires that are in the flue gases (pat. Mo 116153 on cor. mod., E24Н 1/48 , 2017|.

Найбільш близьким за технічною суттю до водогрійного котла, що заявляється, є водогрійний котел, що містить теплообмінник, виконаний трубчастим у вигляді вертикальних трубок, закріплених з обох кінців у трубних дошках, де міжтрубний простір утворює водяну сорочку, а внутрішня порожнина трубок з'єднана з порожниною топкової камери, що розміщена в нижній частині котла, та димовивідним патрубком, розміщеним над теплообмінником, при цьому водяна сорочка теплообмінника по горизонталі впоперек вертикальних трубок розділена на дві частини за рахунок додаткової трубної дошки, яка розділяє міжтрубний простір теплообмінника на дві ізольовані камери, де верхня ізольована камера має в нижній частині патрубок підведення холодної води, а в верхній її частині - вихідний патрубок, який з'єднаний переливним каналом з вхідним патрубком, що розміщений в нижній частині нижньої ізольованоїThe closest in terms of technical essence to the water heating boiler, which is claimed, is a water heating boiler containing a heat exchanger made tubular in the form of vertical tubes fixed at both ends in tube boards, where the intertube space forms a water jacket, and the inner cavity of the tubes is connected to the cavity of the combustion chamber located in the lower part of the boiler and the smoke outlet pipe located above the heat exchanger, while the water jacket of the heat exchanger horizontally across the vertical tubes is divided into two parts due to an additional tube board that divides the intertube space of the heat exchanger into two isolated chambers, where the upper insulated chamber has a cold water supply pipe in the lower part, and an outlet pipe in its upper part, which is connected by an overflow channel to the inlet pipe located in the lower part of the lower insulated chamber

Зо камери, яка крім цього має в верхній її частині патрубок відведення гарячої води, верхня ізольована камера обладнана отвором для стравлювання повітря. (Патент України на кор. мод.From the chamber, which also has a hot water outlet in its upper part, the upper insulated chamber is equipped with an air bleed hole. (Patent of Ukraine on cor. mod.

Мо 15335, МПК Р24Н 1/10, Е24Н 1/48, 2006 р.|.Mo 15335, IPC R24H 1/10, E24H 1/48, 2006 |.

Суттєвим недоліком такого котла є невиправдано технологічно і економічно розподіл його водяної сорочки на дві частини, а горизонтальне розміщення кришки котла створює опір відведенню димових газів. Розподіл водяної сорочки несуттєво впливає на збільшення тепла від теплообмінника, проте суттєво підвищує трудовитрати на його виготовлення, а відповідно і його вартість.A significant disadvantage of such a boiler is the technologically and economically unreasonable division of its water jacket into two parts, and the horizontal placement of the boiler cover creates resistance to the removal of flue gases. The distribution of the water jacket does not significantly affect the increase in heat from the heat exchanger, but significantly increases the labor costs for its manufacture, and accordingly, its cost.

В основу корисної моделі поставлено задачу створити водогрійний котел з високим ККД при підвищенні його екологічності шляхом зміни конструкції.The basis of the useful model is the task of creating a water heating boiler with high efficiency while increasing its environmental friendliness by changing the design.

Поставлена задача вирішується таким чином.The task is solved as follows.

Водогрійний котел, що містить споряджений кришкою і топковою камерою корпус, всередині якого розміщений виконаний у вигляді пакета трубок теплообмінник та закріплюючі кінці трубок дошки-тримачі, які спільно з корпусом утворюють у міжтрубному просторі водяну сорочку, а внутрішня порожнина трубок з'єднана з порожниною топкової камери, розміщеної у нижній частині корпуса котла, та з підкришковим простором і димарем - у верхній частині над теплообмінником, при цьому корпус споряджений патрубками для введення холодної води та відведення гарячої води, а у підкришковому просторі виконаний отвір для стравлювання повітря, згідно з корисною моделлю, розташовані еквідистантно та з нахилом до вертикалі трубки теплообмінника виконані гофрованими з поздовжнім розташуванням у них гофр, а верхня дошка-тримач трубок змонтована похило у бік отвору у кришці котла, призначеного для періодичного вилучення попелу з димів, при цьому плечики кришки котла виконані похило до горизонталі під гострим кутом.A water boiler containing a casing equipped with a lid and a combustion chamber, inside which is placed a heat exchanger made in the form of a bundle of tubes and holding boards securing the ends of the tubes, which, together with the casing, form a water jacket in the space between the tubes, and the inner cavity of the tubes is connected to the cavity of the combustion chamber a chamber located in the lower part of the boiler body, and with a space under the lid and a chimney - in the upper part above the heat exchanger, while the body is equipped with nozzles for the introduction of cold water and the removal of hot water, and in the space under the lid there is a hole for venting air, according to a useful model , located equidistantly and with an inclination to the vertical, the heat exchanger tubes are made corrugated with longitudinally arranged corrugations, and the upper board-holder of the tubes is mounted obliquely towards the hole in the boiler cover, intended for periodic removal of ash from the smoke, while the shoulders of the boiler cover are made oblique to horizontal at an acute angle.

Згідно з корисною моделлю, що заявляється, нахил трубок теплообмінника не перевищує 5...10"до вертикалі, а гострий кут нахилу плечиків кришки котла складає 30...45" до горизонталі.According to the claimed useful model, the inclination of the heat exchanger tubes does not exceed 5...10" to the vertical, and the acute angle of inclination of the shoulders of the boiler cover is 30...45" to the horizontal.

Згідно з корисною моделлю, що заявляється, верхні торці трубок теплообмінника мають косий зріз.According to the claimed utility model, the upper ends of the heat exchanger tubes have an oblique cut.

Суть корисної моделі пояснюється кресленнями.The essence of a useful model is explained by drawings.

На кресленнях, що додаються, схематично показаний водогрійний котел. Так, на фіг. 1 дано його вигляд у вертикальному перерізі, а на фіг. 2 - у поперековому.The attached drawings schematically show the water heating boiler. Yes, in fig. 1 shows its view in a vertical section, and in fig. 2 - in the lumbar.

Водогрійний котел містить корпус 1, всередині якого розміщений теплообмінник 2, виконаний з пакета гофрованих трубок, розміщених еквідистантно і похило з кутом нахилу до вертикалі (5...1037, причому гофри трубок розміщені поздовжньо їх осям. Корпус 1 споряджений кришкою З з отвором 4 для стравлювання повітря та отвором 5 для періодичного вилучення попелу димів. В центральній частині кришки З розташований димар 6 для відведення диму та газів, що утворюються в процесі спалювання твердого палива. Верхні торці трубок теплообмінника мають косий зріз, чим потоки димів організовуються так, що дрібні частинки пилу у димах спрямовуються на схили кришки З котла, не потрапляючи у димар 6. Кут нахилу плечиків кришки З котла складає (30...4537 до горизонталі. Між трубками теплообмінника 2 в корпусі 1 котла завдяки наявності дощок-тримачів 7, 8 утворена водяна сорочка. В нижній частині корпусу 1 виконана топкова камера 9 з колосником 10 та отворами 11, 12 для завантаження палива і підведення повітря відповідно. В нижній частині топкової камери виконана шухляда 13 для збору та відведення попелу. До водяної сорочки у корпусі 1 котла вмонтовані патрубки 14, 15 для підведення холодної води та відведення гарячої. Патрубки споряджені кранами 16, 17.The water heating boiler contains a housing 1, inside which a heat exchanger 2 is placed, made of a package of corrugated tubes, placed equidistantly and obliquely with an angle of inclination to the vertical (5...1037, and the corrugations of the tubes are placed along their axes. The housing 1 is equipped with a cover Z with an opening 4 for venting air and hole 5 for periodic removal of smoke ash. In the central part of cover C, there is a chimney 6 for the removal of smoke and gases formed during the burning of solid fuel. The upper ends of the heat exchanger tubes have an oblique cut, which organizes the smoke flows so that small dust particles in the smoke are directed to the slopes of the cover Z of the boiler, without entering the chimney 6. The angle of inclination of the shoulders of the cover Z of the boiler is (30...4537 to the horizontal. Between the tubes of the heat exchanger 2 in the body 1 of the boiler due to the presence of support boards 7, 8 is formed water jacket. In the lower part of the housing 1, there is a combustion chamber 9 with a grate 10 and holes 11, 12 for loading fuel and supplying air respectively In the lower part of the combustion chamber, there is a drawer 13 for collecting and removing ash. To the water jacket in the body 1 of the boiler, nozzles 14, 15 are mounted for the supply of cold water and the removal of hot water. The nozzles are equipped with taps 16, 17.

Робота водогрійного котла, що заявляється, розпочинається із завантаження у топкову камеру 9 твердого палива при заздалегідь відчиненому отворі 12 для подачі повітря, після чого здійснюють подачу холодної води крізь отвір 14 шляхом відкривання крана 16. Основна робота котла здійснюється після підпалу твердого палива у топковій камері. Гарячі димові гази піднімаються по внутрішніх порожнинах трубок теплообмінника 2, нагріваючи воду у водяній сорочці. Завдяки гофрованості та нахилу трубок теплообмінника 2, поверхня теплообміну між гарячим димовими газами і водою збільшується, прискорюючи таким чином процес теплообміну та збільшуючи ККД котла. Частково охолоджені димові гази вилучаються з підкришкового простору у димар 5 їі виводяться назовні з водогрійного котла. Рештки твердого палива крізь отвори у колоснику 10 потрапляють у шухляду 13 і вилучаються періодично з водогрійного котла.The operation of the claimed water heating boiler begins with the loading of solid fuel into the combustion chamber 9 with the air inlet 12 opened in advance, after which cold water is supplied through the opening 14 by opening the tap 16. The main operation of the boiler is carried out after the ignition of solid fuel in the combustion chamber . Hot flue gases rise through the inner cavities of heat exchanger tubes 2, heating the water in the water jacket. Due to the corrugation and inclination of the tubes of the heat exchanger 2, the heat exchange surface between hot flue gases and water increases, thus accelerating the heat exchange process and increasing the efficiency of the boiler. Partially cooled flue gases are extracted from the space under the lid into the chimney 5 and are taken out from the boiler. The remains of solid fuel enter the drawer 13 through the holes in the grate 10 and are periodically removed from the boiler.

Зміна форми кришки водогрійного котла та верхніх кінців трубок теплообмінника 2 сприяє сковзанню частинок недопалків твердого палива, які підхоплюються в процесі спалювання відхідними газами. Такі частинки, сковзаючи по внутрішній поверхні кришки З котла, падають наChanging the shape of the boiler cover and the upper ends of the heat exchanger 2 tubes contributes to the sliding of particles of solid fuel embers, which are picked up in the process of combustion by waste gases. Such particles, sliding along the inner surface of the lid of the boiler, fall on

Зо верхню дошку-тримач 7 та періодично вилучаються з неї, очищуючи димові гази від попелу та підвищуючи таким "екологічність водогрійного котла.From the upper board-holder 7 and are periodically removed from it, cleaning flue gases from ash and thus increasing the environmental friendliness of the water heating boiler.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

1. A water heating boiler containing a casing equipped with a lid and a furnace chamber, inside which is placed a heat exchanger made in the form of a bundle of tubes and holding boards securing the ends of the tubes, which together with the casing form a water jacket in the space between the tubes, and the inner cavity of the tubes is connected with the cavity of the combustion chamber, located in the lower part of the boiler body, and with the space under the lid and the chimney - in the upper part above the heat exchanger, while the body is equipped with nozzles for the introduction of cold water and the removal of hot water, and in the space under the lid there is an opening for venting air, which differs that are equidistant and inclined to the vertical, the tubes of the heat exchanger are corrugated with longitudinally arranged corrugations, and the upper board-holder of the tubes is mounted obliquely towards the hole in the boiler cover, intended for periodic removal of ash from the smoke, while the shoulders of the boiler cover are made inclined to the horizontal at an acute angle.

2. Water-heating boiler according to claim 1, which differs in that the inclination of the heat exchanger tubes does not exceed (5...10)" to the vertical, and the acute angle of inclination of the shoulders of the boiler cover is (30...4537 to the horizontal.

3. Water heating boiler according to any of claims 1, 2, which differs in that the upper ends of the heat exchanger tubes have an oblique cut.