RU2582136C1

RU2582136C1 - Flue for furnace

Info

Publication number: RU2582136C1
Application number: RU2015113874/03A
Authority: RU
Inventors: Артур Павлович Ферингер
Original assignee: Артур Павлович Ферингер
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2016-04-20

Abstract

FIELD: furnaces.

SUBSTANCE: invention relates to designs of furnaces and methods of fuel combustion and can be used during development of furnaces for combustion of any type of fuel. Flue for furnace for heating, mostly, bath rooms includes vertically oriented housing, bottom inlet part of which is connected to source of hot gases, preferably, of fuel combustion products in furnace, and top output is to atmosphere. In central part of pipe casing, its lower and upper parts are connected to each other by means of several isolated channels of round cross section, total flow area of which is equal to or exceeds passage area of stack. Said channels are installed in stepped extensions made on adjacent sections of pipe, where the area of each of stepped expansion exceeds passage area of stack, at that, at least in one channel, preferably, in each, swirler is installed.

EFFECT: technical result is improvement of heat output 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 нескольких изолированных друг от друга каналов круглого поперечного сечения, суммарная проходная площадь которых равна или превышает проходную площадь дымовой трубы, при этом упомянутые каналы установлены в ступенчатых расширениях, выполненных на смежных участках трубы, причем площадь каждого ступенчатого расширения превышает площадь проходного сечения дымовой трубы, при этом, как минимум, в одном канале, предпочтительно, в каждом, установлен завихритель.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed chimney for a 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 to the surrounding atmosphere , according to the invention, in the central part of the pipe body, its lower and upper parts are interconnected by means of several channels of circular cross section isolated from each other, the apparent passage area of which is equal to or greater than the passage area of the chimney, wherein said channels are installed in step extensions made in adjacent sections of the pipe, the area of each step extension exceeding the area of the passage section of the chimney, at least in one channel, preferably , in each, a swirl is installed.

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 нескольких изолированных друг от друга каналов 4 круглого поперечного сечения, суммарная проходная площадь которых равна или превышает проходную площадь дымовой трубы. Каналы 4 установлены в ступенчатых расширениях 5 и 6, выполненных на частях трубы 2 и 3 соответственно. В каждом канале 4 установлен завихритель 7, представляющий собой полосу металла, сдеформированную путем вращения ее концов в противоположные стороны. Труба устанавливается на печь 8.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 means of several round cross channels 4 isolated from each other sections with a total passage area equal to or greater than the passage area of the chimney. Channels 4 are installed in step extensions 5 and 6, made on pipe parts 2 and 3, respectively. In each channel 4, a swirler 7 is installed, which is a strip of metal deformed by rotating its ends in opposite directions. The pipe is installed on the furnace 8.

Предложенная труба работает следующим образом.The proposed pipe works as follows.

Поток продуктов сгорания топлива, сжигаемого в печи 8, поступает в нижнюю входную часть 2 и поднимается вверх, к ступенчатому расширению 5. В ступенчатом расширении 5 поток продуктов сгорания разделяется по каналам 4 и движется далее, к ступенчатому расширению 6 верхней выходной части 3 трубы. При прохождении завихрителей 7, продукты сгорания приобретают вращательное движение и поступают в ступенчатое расширение 6. При вращении продуктов сгорания, происходит разрушение ламинарного слоя, образовывающегося у стенок каналов 4 и верхней выходной части 3 дымовой трубы. Разрушение ламинарного слоя приводит к интенсификации теплообмена между потоком горячих продуктов сгорания топлива и частями трубы, последующему повышению температуры стенок трубы и, соответственно, улучшению условий прогревания помещения, в котором установлена печь.The flow of combustion products of fuel burned in the furnace 8 enters the lower inlet part 2 and rises upward to stepwise expansion 5. In the stepwise expansion 5, the flow of combustion products is separated through channels 4 and moves further to the stepwise expansion 6 of the upper outlet part 3 of the pipe. With the passage of the swirls 7, the combustion products acquire a rotational motion and enter a stepwise expansion 6. When the combustion products rotate, the laminar layer formed at the walls of the channels 4 and the upper outlet part 3 of the chimney is destroyed. The destruction of the laminar layer leads to an intensification of heat transfer between the flow of hot products of fuel combustion and parts of the pipe, a subsequent increase in the temperature of the pipe walls and, accordingly, improvement of the heating conditions of the room in which the furnace is installed.

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°C, в то время как при испытаниях печи с предложенной трубой упомянутая разница температур на входе и выходе составила примерно 250°C. 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 fuel combustion products at the inlet and outlet of the pipe was approximately 50 ° C, while when testing a furnace with a proposed pipe, the mentioned temperature difference at the inlet and outlet was approximately 250 ° C. An increase in the temperature difference by 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 housing, the lower inlet of which is connected to a source of hot gases, preferably 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 housing the pipes its lower and upper parts are interconnected by means of several channels of circular cross section isolated from each other, the total passage area of which is equal to or greater than ohodnuyu area of the chimney, wherein said channels are set in stepped extensions formed on adjacent portions of the pipe, wherein the area of each stepped expansion than the flow area of the chimney, wherein at least one channel, preferably each installed swirler.