FI117724B - Flue Gas Heater - Google Patents

Description

1 1177241 117724

Savukaasulämmitin Käsiteltävä keksintö koskee puuta polttavien lämmityskamiinoiden päälle sijoittuvan lämmönvaihtimen rakennet-5 ta. Keksinnön mukaisella rakenteella saadaan lämmönvaihtimen pintalämpötila tasaisemmaksi, veto-ominaisuuksia parannettua huomattavasti ja estettyä noen ja karstan muodostus lämmönvaihtimen rakenteisiin, sekä minimoitua kondensointivesien muodostus.The present invention relates to the construction of a heat exchanger located on top of wood burning fireplaces. The structure of the invention provides a more uniform surface temperature of the heat exchanger, significantly improves traction properties and prevents the formation of soot and sludge in the heat exchanger structures, and minimizes the formation of condensation water.

1010

On tehty monenlaisia ratkaisuja kamiina-tyyppisten lämmityslaitteiden tulipesästä lähtevien kuumien savukaasujen sisältämän lämmön talteen ottamiseksi, savukaasut voivat olla jopa 700 asteisia. Joidenkin kamiinoiden hyötysuhdetta on pyritty paran- 15 tamaan kierrättämällä savukaasuja tulipesässä ja näin saada lämmönluovutusta lisättyä, mutta hyöty jää vähäiseksi.Various solutions have been made to recover the heat contained in the hot flue gases from the furnace of fireplace-type heaters, up to 700 degrees. Efforts have been made to improve the efficiency of some fireplaces by circulating the flue gases in the furnace and thereby increasing the heat transfer, but the benefits are negligible.

Lämmönluovutusta on myös pyritty lisäämään laittamalla tulipesän ja savuhormin väliin pitempiä putkiosia, myös valurautaisia jäähdytysrivoilla varustettuja. Näissä ongelmana on savukaasujen 20 tiivistyminen putkien sisäpinnoille ja tästä johtuva putkien karstoittuminen. On myös savukaasupatteri-niminen lämmönvaihdin joka sijoitetaan tulipesän ja savuhormin väliin.Efforts have also been made to increase heat transfer by placing longer pipe sections, including cast iron with cooling fins, between the furnace and the flue. The problem with these is the condensation of the flue gases 20 on the inner surfaces of the pipes and the consequent depositing of the pipes. There is also a heat exchanger called a flue gas radiator which is placed between the furnace and the flue.

.. Tämän lämmönvaihtimen rakenneratkaisussa on kuitenkin niin •\v toiminnallisia kuin muotoon liittyviä puutteita ja epäkohtia. Kun 25 savuhormit useimmiten sijoittuvat palomuurin sisäkulmiin on savukaasupatterin sijoittaminen tällaiseen paikkaan [···. lämmityslaitteen päälle hankalaa lämmönvaihtimen leveän, litteän /*:’ muodon vuoksi. Myös lämmönvaihtimen lämpeneminen on : hidasta ja epätasaista johtuen suuresta pönttömäisestä rakentees- 30 ta. Lapepinnan ja kulmarakenteen lämpötilaero voi olla satoja asteita, koska purkuaukot sijaitsevat lapepinnalla, lämpenemisen . ,· alkuvaiheessa kondensoitumisvesiä muodostuu runsaasti patterin kylmempiin rakenteisiin, mihin noki ja karsta muodostuu. Patterin toiminnan kannalta tarpeellinen vetokiihtyvyys saavutetaan ··· 35 kaikissa ulkolämpötiloissa vasta kymmenen metrin savuhormilla, lyhyemmillä savuhormeilla noen, karstan ja kondensoimisvesien *·:·' muodostus on liiallista. Savukaasupatterin epätasainen ·:··: lämpeneminen aiheuttaa myös rakenteellisia ongelmia ohutlevyjen ·♦··· • · 2 117724 vääntyilemisen takia. Edellä selostetusta johtuen savukaasupatteri ei ole tullut kaupalliseen myyntiin... However, the design of this heat exchanger has both functional and design flaws and shortcomings. When the chimneys 25 are most often located inside the firewall, it is the placement of the flue gas radiator in such a location [···. on the heater, the heat exchanger is difficult due to its wide, flat / *: 'shape. Also, the heat exchange of the heat exchanger is: slow and uneven due to the large tubular structure. The temperature difference between the blade surface and the angular structure can be hundreds of degrees, because the discharge holes are located on the blade surface, warming. , · Initially, condensation water is formed abundantly in the cooler structures of the radiator, where soot and deposits are formed. The tensile acceleration required for the operation of the radiator is achieved by ··· 35 at all outdoor temperatures with only ten meters of chimney flue, shorter flue chimneys, soot, sludge and condensation * *: · 'formation is excessive. Flue gas radiator uneven ·: ··: Warming also causes structural problems due to sheet metal · ♦ ··· • · 117724 warping. Because of the above, the flue gas radiator has not been commercially sold.

Tämän rakennekeksinnön tarkoituksena on korjata ne 5 puutteet ja epäkohdat mitä savukaasupatteri -nimisen lämmönvaihtimen muodossa ja rakenteessa on ja maksimoida savukaasulämmitin -nimisessä lämmönvaihtimen rakenteessa lämmönluovutus sekä veto-ominaisuudet, sekä minimoida karstan, noen ja kondensoitumisvesien muodostus. Rakennekeksinnön 10 mukaan tähän päästään siten, että pitkulainen ulkopinnan jäähdytysrivoilla varustettu lämmön talteenottolaite käsittää putken, jonka ympärillä vastakkaisilla seinämillä on putken suuntaiset ohutlevyt mitkä kiinnittyvät toisiinsa ulkoreunoistaan pituussuuntaisesti. Mainittu putki kerää savukaasut pesästä ja 15 johtaa ne putken yläosaan ja sitten putken vastakkaisille seinämille vaakasuoraan lähtevää neljää mainittujen ohutlevyjen läpi työntyvää koteloa pitkin laitteen ulkoreunakoteloihin mistä savukaasut vihaavat mainittujen ohutlevyjen mainitun putken ympärille muodostamaan koteloon alakautta vihaavat ylöspäin ja 20 poistuvat mainitun pitkulaisen laitteen yläosassa mainitussa putkessa olevasta neljästä aukosta savuhormiin. Ensimmäisessä rakenteessa mainittu putki, joka käsittää tuloaukon savukaasuja vahen käsittää myös neljä suorakaiteen muotoista suippopäistä !'*;* aukkoa vastakkaisilla seinämillä putken yläosassa sekä mainitun :.:j 25 putken ympärille vastakkaisille seinämille sijoittuvat ohutlevyt f V joiden läpi mainittuihin suippopäisiin aukkoihin laitetut kotelot työntyvät vaakasuuntaisesti. Mainittujen koteloiden yläpuolella mainitussa putkessa on myös putken sulkeva ja aukaiseva kääntyvä pyöreä savupelti, mainitun savupellin yläpuolella *···* 30 mainitussa putkessa on myös neljä suorakaiteen muotoista aukkoa mistä savukaasut poistuvat savuhormiin. Edellä selostetut : rakenteet kiinnittyvät toisiinsa ja muodostavat pitkulaisen laitteen sisäosat. Mainitussa pitkulaisessa laitteessa on myös ulkovaippa minne sisäosat sijoittuvat ja minne ohutlevyjen muodostamaan 35 neljään koteloon savukaasut purkautuvat ennen paluutaan mainitun putken ympärille mainittujen ohutlevyjen muodostamaan koteloon.The object of this structural invention is to overcome the drawbacks and disadvantages of the flue gas radiator heat exchanger design and structure and to maximize the heat transfer and tensile properties of the flue gas heater heat exchanger, and to minimize the formation of deposit, soot and condensation water. According to structural invention 10, this is achieved by the elongate heat recovery device with cooling fins on the outer surface comprising a tube around which the opposite walls have thin sheets parallel to the tube and which are longitudinally attached to each other at their outer edges. Said pipe collects the flue gases from the housing and leads them to the upper part of the pipe and then to the opposite walls of the pipe extending horizontally outwardly through said thin plates to the outer peripheral housings of the device. four openings in the flue. In the first embodiment, said pipe comprising the inlet flue gases also comprises four rectangular nozzles! '*; * Openings on opposite walls at the top of the pipe and: thin sheets f V placed on opposite sides of said pipe through which the nozzles are inserted into said openings . Above said casings, said pipe also has a rotatable circular smoke damper for closing and opening the pipe, above said smoke damper * ··· * 30 said pipe also has four rectangular openings for the flue gases to escape into the flue. As discussed above, the structures adhere to each other and form the interior of an elongated device. Said elongated device also has an outer jacket where the inner portions are located and where the flaps are discharged into the four cases formed by the thin sheets before returning to the tube formed by said thin sheets.

··♦·· · J·· ♦ ·· · J

• · 1 t · » • * 3 ,.• · 1 t · »• * 3 ,.

117724117724

Rakennekeksintö selostetaan oheisten piirrosten avulla, kuviot (1-2) esittävät savukaasulämmittimen sisäosia. Kuviot (3-4) esittävät savukaasulämmittimen ulkovaippaa ja ulkovaippaa ja sisäosia yhdessä. Kuvio (5) on kaavio savukaasulämmittimestä 5 päältä katsottuna. Kuviot (6-7) esittävät ulkovaipan päätykoteloita.An embodiment of the invention will be described with reference to the accompanying drawings, Figures (1-2) showing the interior of the flue gas heater. Figures (3-4) show the outer shell and outer shell and inner parts of the flue gas heater together. Figure (5) is a diagram of a top view of a flue gas heater 5. Figures (6-7) show the outer casing end housings.

Kuvio (8) kuvaa savukaasujen virtausta koteloissa.Figure (8) illustrates the flow of flue gases in the enclosures.

Ensimmäisessä rakenteessa (kuviossa 1) on putki (1) mistä savukaasut tulevat savukaasulämmittimeen. Mainitun putken 10 yläosassa on neljä suorakaiteen muotoista suippopäistä aukkoa, suippopäisten aukkojen yläpuolella mainitussa putkessa (1) on myös neljä suorakaiteen muotoista tasapäistä aukkoa, aukot ovat lomittain toisiinsa nähden, aukot ovat pystysuuntaisesti ja putken vastakkaisilla seinämillä. Suippopäisiin aukkoihin on kiinnitetty 15 aukkojen muotoiset kotelot (2) mainitut kotelot etenevät vaakasuunnassa ohutlevyjen (4) seinämien läpi kotelon (2) muotoisista aukoista koteloihin (11). Kuviossa (1) mainitussa putkessa (1) koteloiden (2) yläpuolella on myös putkeen nähden poikkisuuntaisesti reikä, reiän läpi työntyy putkiakseli, akseliin 20 kiinnittyy pyöreä suoravirtauspelti (6). Kuviossa (2) aiemmin mainitut ohutlevyt (4) joiden läpi kotelot (2) työntyvät, kiinnittyvät toisiinsa pituussuuntaisesti ulkoreunoistaan, sekä koteloihin (2) läpiviennin kohdalta. Kuviossa (3) on savukaasulämmittimen /;! ulkovaipan jäähdytysrivat muodostavat muotoon pokatut ohutlevyt : 25 (3) sekä lämmönluovutusta lisäävät jäähdytysripoihin sijoittuvat ohutlevyt (5). Ohutlevyt kiinnittyvät toisiinsa ja ohutlevyihin (4) !*··. pituussuuntaisista ulkoreunoistaan ja muodostavat savukaasujen jäähdytyskotelot (11). Kuviossa (4) kuviossa (5) on savukaasujen jäähdytyskotelot ylhäältä sulkevat ohutlevyt (7) ohutlevyt 30 kiinnittyvät ulkoreunoistaan.The first structure (Fig. 1) has a pipe (1) from which the flue gases enter the flue gas heater. At the top of said tube 10 there are four rectangular tapered openings, above the tapered openings said tube (1) also has four rectangular tapered openings, the openings being interleaved with each other, the openings being vertically and opposite the pipe walls. The aperture-shaped openings are provided with aperture-shaped housings (2), said housings extending horizontally through the walls of the thin plates (4) from the openings (11) in the form of the housings (2). The pipe (1) mentioned in Figure (1) also has a hole transverse to the pipe, above the housings (2), a pipe shaft extends through the hole, and a circular direct flow damper (6) engages the shaft 20. In the figure (2), the previously mentioned thin plates (4) through which the housings (2) project, are joined longitudinally to their outer edges and to the housings (2) at the lead-in. Figure (3) shows a flue gas heater; the outer fins fins form contoured thin sheets: 25 (3) and heat transfer thin sheets in the fins (5). The thin sheets are attached to each other and to the thin sheets (4)! * ··. at their longitudinal outer edges and forming flue gas cooling housings (11). In the figure (4) the figure (5) shows the thin plates (7) closing the flue gas cooling casings from above, and the thin plates 30 are secured at their outer edges.

: Kuviossa (6) on savukaasulämmittimen ulkovaipan .···, yläkotelo (8). Kuviossa (7) on ulkovaipan alakotelo (9). Kahdeksan ’*:1 muotoon pokattua ohutlevyä kiinnittyvät toisiinsa ja muodostavat tt;j* 35 sahanteräkuvioisella putken (1) läpivientiaukolla ja jäähdytysrivoilla .***. varustetun päätykotelon (8). Putken (1) läpivientiaukon läpi puristetaan putken (1) muotoinen lesti, minkä jälkeen kotelo kiinnittyy mainittuun putkeen (1) sahanteräkuvion ylä-ja ·:··: alakulmista hitsauspisteillä. Alapuolen päätykotelossa (9) on myös 4 117724 kaksi aukkoa (10) tuhkaluukkuja varten. Kuvio (8) näyttää savukaasujen virtausta koteloissa.: Figure (6) shows the outer casing of the flue gas heater ···, top housing (8). Figure (7) shows the lower housing (9) of the outer jacket. The eight '*: 1 thin sheets adhere to each other and form a j; 35 saw blade patterned tube (1) through hole and cooling fins. ***. with end housing (8). A pipe (1) shaped molding is pressed through the pipe (1) through the through hole, whereupon the casing engages with the welding points at the upper and ·: ··: lower corners of the saw blade pattern. The lower side end of the housing (9) 4 117 724 also has two openings (10) for ash hatches. Figure (8) shows the flow of flue gases in the enclosures.

5 Keksintö toimii seuraavastiThe invention works as follows

Tulipesän savukaasut nousevat savukaasujen tuloputkeen 1 työntyvät neljästä purkuaukosta neljään ulkoreunakoteloon. Putken 1 lämpö lämmittää ilman sisäkotelossa 12, kuuma ilma 10 virtaa ylöspäin ja imee savukaasuja mukaansa koteloista 11. Putkessa 1 ja kotelossa 12 ylöspäin viilaavien kuumien savukaasujen aikaansaama alipaine kumoaa ulkoreunakoteloissa 11 alaspäin viilaavien jäähtyvien savukaasujen virtausvastuksen.The flue gases from the furnace ascend to the flue gas inlet pipe 1 from the four discharge openings to the four outer edge housings. The heat of the tube 1 heats the air in the inner housing 12, the hot air 10 flows upwards and draws in the flue gases from the housings 11. The vacuum created by the hot flue gases filming up the tube 1 and the housing 12 cancels the flow resistance of the cooling flue gases.

15 Keksinnön mukaisessa rakenteessa kotelossa 12 sijaitsevat putken 1 sekä koteloiden 2 ulkopinnat ovat kokonaan käytössä kotelossa 12 ylöspäin viilaavien savukaasujen kuumentamiseen. Keksinnön mukaisessa rakenteessa on myös neljä savukaasujen jäähdytyskotetoa, näin ylöspäin virtaavien ja 20 alaspäin tulevien savukaasujen lämpötilaero kasvaa, vetokierto kiihtyy, savukaasulämmitin lämpiää nopeammin ja on kuumempi, noen ja karstan muodostus lakkaa.In the structure according to the invention, the outer surfaces of the tube 1 and the housings 2 located in the housing 12 are fully utilized in the housing 12 for heating upwardly flue gases. The structure according to the invention also has four flue gas cooling decks, thereby increasing the temperature difference between the upstream and downstream flue gases, the traction cycle accelerates, the flue gas heater heats up faster and is hotter, soot and deposit formation stops.

• · v.: Jäähdytysrivat muodostavaa lämmönvaihtimen runko- j,:’: 25 osan rakennetta voidaan muuttaa myös siten, että putki (1:n) "·1: savukaasujen purkuaukkoja on viisi, silloin jäähdytysripoja on viisi !··1. tai kymmenen ja savukaasujen jäähdytyskoteloita viisi.• · v .: The heat exchanger body forming the cooling fins: ': The structure of the 25 sections can also be modified so that the pipe (1) "· 1: there are five flue outlet holes, then there are five cooling fins! ·· 1 or ten. and five flue gas cooling boxes.

* m · • · * 1 · **· • 1 1 ♦ • · · * · • « ·· · ··· • · · • 1 · • 1 * 1 ··1 ··· • · 1 · * 1 · * · • · ·· m • ·* m · • · * 1 · ** · • 1 1 ♦ • · · * · • «· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · to · to to next · · * · • · · · m · ·

Claims (5)

5 1177245, 117724 1. Putken 1 käsittävä savukaasulämmitin tunnettu siitä, että se muodostuu neljästä sisäosan rakenne ohutlevystä (4) sekä kahdeksasta muotoon pokatusta ulko-osan rakenne ohutlevystä (3) mitkä muodostavat pituussuuntaisista ulkoreunoistaan ulkovaipan jäähdytysrivat.1. A flue gas heater comprising a tube 1, characterized in that it consists of four thin sheet (4) of the inner structure and of the thin sheet (3) of the outer shape of the outer part which form the cooling fins of the outer casing. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen savukaasulämmitin tunnettu siitä, että rakenneohutlevyt (4) ja (3) muodostavat myös sisäkotelon ja neljä ulkovaipan koteloa.A flue gas heater according to claim 1, characterized in that the structural thin sheets (4) and (3) also form an inner casing and four outer casing casings. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen savukaasulämmitin tunnettu siitä että putki (1) käsittää neljä savukaasujen purku-aukkoa ja neljä savukaasujen paluu-aukkoa.A flue gas heater according to claim 1, characterized in that the pipe (1) comprises four flue gas discharge openings and four flue gas return openings. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen savukaasulämmitin tunnettu siitä, että putki (1) sijaitsee kotelon keskellä mainitun kotelon kunkin seinämän tai seinän muodostaessa savukaasujen jäähdytyskoteloiden yhden seinämän tai seinän.A flue gas heater according to claim 1, characterized in that the pipe (1) is located in the center of the housing, each wall or wall of said housing forming one wall or wall of the flue gas cooling boxes. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen savukaasulämmitin tunnettu siitä, että kahdeksan muotoon pokattua ohutlevyä muodostavat savukaasulämmittimen jäähdytysrivoilla sekä sahanteräreunaisella putken (1) läpivientiaukolla varus- [·1·1 tetun savukaasulämmittimen pääty kotelon (8) . • · 1 • ♦ « ··» · • 1 · • 1 1 * v • · ··♦ • · • 1 • · · • · • ♦ · • · · • · · · • · · . • · • · *·♦. ♦ ···. • · 1 4 ··· : • · · • · • · «»« • ♦ • · · • · ♦ • · * 1 * · ♦ * • · · • ♦ · • · « · • · • · • · · 117724A flue gas heater according to claim 1, characterized in that the eight shaped sheets of flue gas form the housing (8) of the flue gas heater with cooling fins and a saw blade edge through the pipe (1). • · 1 • ♦ «··» · • 1 · • 1 1 * v • · ·· ♦ • • • 1 • · • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • · • · * · ♦. ♦ ···. • · 1 4 ···: • · · «« »« 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 · 117724