RU2361155C1 - Low-temperature convector furnace - Google Patents

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention relates to power engineering and can be used for heating residential, industrial and other premises. The proposed furnace consists of the housing with ducts and combustion product and air branch pipes, and the burner. Note here that the furnace housing represents two convector sections incorporating heated-air ducts and those for combustion product to there through. Note here that three consecutive air ducts are mounted at the furnace lower part, above the fuel tank incorporating the burner, at least in two horizontal rows. The furnace upper part has spiral-like air duct arranged inside the heat accumulator that represents a vessel fitted inside aforesaid spiral-like air duct and outside the combustion product passage and offtake duct. Note that air duct arranged at the furnace lower communicates with the upper convective section air duct.

EFFECT: higher efficiency of convective heat exchanges.

16 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к бытовым нагревательным приборам для обогрева бытовых, производственных и иных помещений.The invention relates to household heating appliances for heating domestic, industrial and other premises.

Известен нагревательный аппарат, содержащий корпус, на котором размещены топливный бачок, накопительный блок, соединенный трубопроводом, в котором установлен питающий узел с регулировочным элементом с фитильной горелкой с установленным в ней фитилем, выполненной в виде полой кольцевой чашки, на которой размещен предохранительный колпак, причем на днище топливного бака установлен клапан, сообщающий его с накопительным блоком. (См. патент на полезную модель №20110 от 04.11.2000). Топливный бачок размещен внутри корпуса, в верхней части которого напротив бачка выполнено окно, закрытое крышкой, в которой выполнены сквозные отверстия, при этом на боковых стенках топливного бачка со стороны передней и задней стенок корпуса закреплены вертикальные ребра, размещенные в зазоре между соответствующими направляющими, закрепленными на внутренних сторонах передней и задней стенок корпуса, а на верхнем днище бачка закреплена ручка для подъема и опускания бачка. Основным достоинством предложенной полезной модели, по мнению авторов, является возможность вертикального подъема бачка и безопасной заливки топлива, предотвращение повреждений бачка за счет его установки на место при помощи ручек, выполненных в виде прорезей в верхних частях боковых стенок.A heating apparatus is known, comprising a housing on which a fuel tank is located, a storage unit connected by a pipe, in which a feeding unit with an adjustment element with a wick burner with a wick installed in it, made in the form of a hollow annular cup on which a safety cap is placed, is installed a valve is installed on the bottom of the fuel tank, which communicates with the storage unit. (See patent for utility model No. 2010 of 04/04/2000). The fuel tank is placed inside the housing, in the upper part of which opposite the tank a window is made, closed by a cover in which through holes are made, while vertical ribs are fixed on the side walls of the fuel tank from the front and rear walls of the housing, placed in the gap between the respective guides, fixed on the inner sides of the front and rear walls of the housing, and on the upper bottom of the tank is fixed a handle for raising and lowering the tank. The main advantage of the proposed utility model, according to the authors, is the possibility of vertical lifting of the tank and safe fuel filling, prevention of damage to the tank due to its installation in place using handles made in the form of slots in the upper parts of the side walls.

К недостаткам известного нагревательного аппарата можно отнести низкую эффективность теплоотдачи, невозможность использования большей части выделяемого при сгорании топлива тепла.The disadvantages of the known heating apparatus include the low efficiency of heat transfer, the inability to use most of the heat generated during fuel combustion.

Известно более совершенное устройство для обогрева помещений - «Воздухонагреватель» - прототип - см. патент на полезную модель №38906, заявка №2004107629/22, опубл. 18.03.2004. Воздухонагреватель содержит вертикальный цилиндрический корпус с патрубком отвода продуктов сгорания, цилиндрический теплообменник с центральным концентричным воздушным каналом, подключенный к нагнетателю воздуха, а также кольцевую камеру сгорания с горелочным устройством. Теплообменник выполнен в виде двух концентричных трубных обечаек с верхним кольцевым днищем и турбулизатором, размещенным в пространстве между обечайками, причем нижняя часть наружной трубной обечайки выполнена с цилиндрическим расширением, сопряженным с остальной частью этой обечайки посредством переходного конусного участка в виде конфузора, при этом в цилиндрическом расширении выполнена кольцевая в плане спиральная вихревая камера сгорания, образованная стенками концентричных трубных обечаек и спиральной полосой, закрепленной между ними, причем по кольцевой оси упомянутой спиральной камеры сгорания закреплена плавно изогнутая вертикальная пластина в виде газовоздушной горелки, ориентированной тангенциально к окружностям стенок камеры сгорания, при этом патрубок отвода продуктов сгорания соединен пространством теплообменника и расположен в его верхней части. Турбулизатор выполнен в виде спиральной полосы, закрепленной по высоте трубных обечаек.Known for a more advanced device for space heating - "Air heater" - prototype - see patent for utility model No. 38906, application No. 2004107629/22, publ. 03/18/2004. The air heater comprises a vertical cylindrical body with a pipe for exhausting combustion products, a cylindrical heat exchanger with a central concentric air channel connected to an air blower, and also an annular combustion chamber with a burner device. The heat exchanger is made in the form of two concentric pipe shells with an upper annular bottom and a turbulator located in the space between the shells, and the lower part of the outer pipe shell is made with a cylindrical extension mating with the rest of this shell through a transitional conical section in the form of a confuser, while in the cylindrical the expansion is made circular in terms of a spiral vortex combustion chamber formed by the walls of the concentric pipe shells and a spiral strip fixed between them, and on the annular axis of the said spiral combustion chamber, a smoothly curved vertical plate is fixed in the form of a gas-air burner oriented tangentially to the circumferences of the walls of the combustion chamber, while the exhaust pipe is connected by the space of the heat exchanger and is located in its upper part. The turbulator is made in the form of a spiral strip fixed along the height of the pipe shells.

Нагнетатель выполнен в виде вентилятора со средством регулирования производительности.The supercharger is made in the form of a fan with a means of regulating performance.

К недостаткам известного воздухонагревателя - прототипа - можно отнести сложность конструкции и низкую эффективность использования тепла сгоревшего топлива.The disadvantages of the well-known air heater - the prototype - include the complexity of the design and low heat efficiency of the burned fuel.

Технической задачей изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности упрощение конструкции печи и повышение эффективности теплоотдачи.An object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype, in particular, simplifying the design of the furnace and increasing the efficiency of heat transfer.

Поставленная изобретением техническая задача в низкотемпературной конвекторной печи достигается тем, что корпус печи выполнен в виде двух контурных конвекторных частей, при этом в нижней конвекторной части над емкостью с топливом и горелочным устройством, по крайней мере, в двух горизонтально расположенных рядах смонтировано, по крайней мере, по три последовательно связанных змеевидных канала воздуховода для нагреваемого воздуха с каналами для прохождения продуктов сгорания топлива между ними, при этом змеевидный канал воздуховода переходит в спиралеобразно выполненный воздуховод в верхней части корпуса печи снаружи аккумулятора-теплообменника, выполненного в виде емкости, смонтированной внутри полости спиралеобразного воздуховода, между которыми выполнена воздушная кольцевая прослойка.The technical problem posed by the invention in a low-temperature convector furnace is achieved in that the furnace body is made in the form of two contour convector parts, while at least two horizontally arranged rows have at least two horizontally arranged rows mounted at least in two horizontal rows , three serially connected serpentine duct ducts for heated air with channels for passage of the products of fuel combustion between them, while the serpentine duct duct passes into a spiral-shaped duct in the upper part of the furnace body outside the battery-heat exchanger, made in the form of a tank mounted inside the cavity of a spiral-shaped duct, between which an air annular interlayer is made.

Каналы для прохождения продуктов сгорания топлива и воздуховоды для нагреваемого воздуха, змеевидно расположенные в горизонтальных рядах нижней конвекторной части в поперечном сечении, выполнены в шахматном порядке и чередующимися, образуя рекуперативную конструкцию печи.The channels for the passage of fuel combustion products and ducts for heated air, serpentine in the horizontal rows of the lower convector part in cross section, are staggered and alternating, forming a regenerative design of the furnace.

Аккумулятор-теплообменник, выполненный в виде емкости, снабжен подводящим и отводящим воду патрубками.The battery-heat exchanger, made in the form of a tank, is equipped with water inlet and outlet pipes.

Горелочное устройство для жидкого топлива выполнено в виде, по крайней мере, двух планок, между продольными зазорами которых смонтированы фитили.The burner device for liquid fuel is made in the form of at least two strips, between the longitudinal gaps of which wicks are mounted.

Горелочное устройство для жидкого вида топлива снабжено механизмом регулирования высоты выхода фитилей относительно планок, выполненным в виде горизонтально смонтированных валиков, контактирующих с фитилями.The burner device for a liquid type of fuel is equipped with a mechanism for regulating the height of the exit of the wicks relative to the strips, made in the form of horizontally mounted rollers in contact with the wicks.

Горелочное устройство для твердого топлива выполнено в виде колосниковой решетки с ворошителем.The burner for solid fuel is made in the form of a grate with agitator.

Горелочное устройство для газообразного топлива выполнено в виде, по крайней мере, одной газовой горелки.The burner device for gaseous fuel is made in the form of at least one gas burner.

Емкость с жидким топливом снабжена поплавковым механизмом поддержания уровня топлива, связанного через клапан с каналом подачи топлива из емкости.The tank with liquid fuel is equipped with a float mechanism to maintain the level of fuel connected through the valve to the channel for supplying fuel from the tank.

Верхняя часть корпуса печи выполнена отъемной от нижней конвекторной части, при этом в нижней конвекторной части выполнены отъемные торцевые стенки для чистки печи от продуктов сгорания.The upper part of the furnace body is detachable from the lower convector part, while in the lower convector part detachable end walls are made for cleaning the furnace of combustion products.

Наружная поверхность корпуса печи снабжена коробом, при этом полость, образованная между корпусом и коробом заполнена воздухом и выполняет функцию защиты печи от потери тепла.The outer surface of the furnace body is provided with a box, while the cavity formed between the body and the box is filled with air and performs the function of protecting the furnace from heat loss.

Змеевидные воздуховоды для нагреваемого воздуха в нижней конвекторной части, над емкостью с топливом и горелочным устройством, выполнены прямоугольного сечения.The serpentine air ducts for the heated air in the lower convector part, above the fuel tank and burner, are made in rectangular cross section.

Последовательно связанные змеевидные каналы воздуховода в нижней конвекторной части, над емкостью с топливом и горелочным устройством, выполнены круглого сечения.Serially connected serpentine ducts in the lower convector part, above the fuel tank and burner, are made of circular cross section.

Змеевидные каналы и воздуховоды в каждом ряду нижней конвекторной части в местах изменения направления выполнены под прямым углом.Serpentine channels and air ducts in each row of the lower convector part in the places of change of direction are made at right angles.

Змеевидные каналы и воздуховоды в каждом ряду нижней конвекторной части в местах изменения направления выполнены закругленными.The serpentine channels and air ducts in each row of the lower convector part in the places of changing direction are rounded.

Печь выполнена разборной.The furnace is made collapsible.

Теплообменная поверхность контурных частей печи выполнена из тонкостенного материала, например стали толщиной от 0,5-3,0 мм.The heat exchange surface of the contour parts of the furnace is made of thin-walled material, for example, steel with a thickness of 0.5-3.0 mm.

Новизной предложенного технического решения является выполнение корпуса печи в виде двух контурных конвекторных частей, при этом в нижней конвекторной части над емкостью с топливом и горелочным устройством, по крайней мере, в двух горизонтально расположенных рядах смонтировано, по крайней мере, по три последовательно связанных змеевидных канала воздуховода для нагреваемого воздуха с каналами для прохождения продуктов сгорания топлива между ними, при этом змеевидный канал воздуховода переходит в спиралеобразно выполненный воздуховод в верхней части корпуса печи снаружи аккумулятора тепла - теплообменника, выполненного в виде емкости, смонтированной внутри полости спиралеобразного воздуховода, между которыми выполнена воздушная кольцевая прослойка.The novelty of the proposed technical solution is the implementation of the furnace body in the form of two contour convector parts, while in the lower convector part above the fuel tank and the burner, at least three serpentine channels are connected in at least two horizontally arranged rows air duct for heated air with channels for the passage of fuel combustion products between them, while the serpentine channel of the duct passes into a spiral-shaped air duct at the top of the furnace body heat outside the battery - the heat exchanger, designed as a container mounted within the cavity of a spiral duct, between which is formed an annular air layer.

Указанные признаки являются новыми, неочевидными, промышленно выполнимыми и направлены на достижение поставленной изобретением технической задачи.These signs are new, non-obvious, industrially feasible and aimed at achieving the technical task set by the invention.

Так, последовательное прохождение нагреваемого воздуха по нескольким рядам змеевидных воздуховодов, смонтированных друг над другом, позволяет эффективно с максимальной теплоотдачей передать тепло от продуктов сгорания топлива проходящему по воздуховоду воздуху. Наличие аккумулятора тепла с меньшей температурой заполненной в нем воды обеспечивает лучшую конвекцию и теплопередачу тепла от сгоревшего топлива нагреваемому в воздуховодах воздуху. При этом нагреваемый в воздуховоде воздух в максимально разогретой нижней конвекторной зоне печи сначала движется медленно, принимая тепло, а в верхней части печи за счет спиралеобразного поднимающегося вверх воздуховода, выполненного вокруг аккумулятора тепла - теплообменника, разгоняется и с необходимой скоростью и заданной температурой выходит из выходного патрубка печи и направляется на обогрев помещения.Thus, the sequential passage of heated air through several rows of serpentine ducts mounted one above the other allows efficiently transferring heat from the combustion products of the fuel to the air passing through the duct with maximum heat transfer. The presence of a heat accumulator with a lower temperature of the water filled in it provides better convection and heat transfer from the burnt fuel to the air heated in the air ducts. In this case, the air heated in the duct in the maximally heated lower convection zone of the furnace first moves slowly, taking heat, and in the upper part of the furnace due to the spiral-shaped upward air duct, made around the heat accumulator - heat exchanger, it accelerates and leaves the outlet at the required speed and set temperature the nozzle of the furnace and is sent to heat the room.

Дополнительные признаки, такие как: каналы для прохождения продуктов сгорания топлива и воздуховоды для нагреваемого воздуха, змеевидно расположенные в горизонтальных рядах нижней конвекторной части, в поперечном сечении выполнены в шахматном порядке и чередующимися, образуя рекуперативную конструкцию печи, выполнение канала для прохождения продуктов сгорания топлива в верхней конвекторной части печи по кольцевой прослойке между емкостью аккумулятора тепла и спиралеобразно выполненным воздуховодом, выполнение аккумулятора тепла в виде емкости, снабженной подводящим и отводящим воду патрубками, а также выполнение горелочного устройства для жидкого топлива в виде, по крайней мере, двух планок, между продольными зазорами которых смонтированы фитили, снабженного механизмом регулирования высоты выхода фитилей относительно планок, выполненным в виде горизонтально смонтированных валиков, контактирующих с фитилями, и выполнение горелочного устройства для газообразного топлива в виде, по крайней мере, одной газовой горелки или для твердого топлива колосниковой решетки с ворошителем для сжигания сыпучих видов топлив, опилок, древесных стружек, мелких и крупных фракций угля, - направлены на повышение эффективности теплопередачи тепла от продуктов сгорания топлива теплоносителю - воздуху, проходящему по воздуховоду.Additional features, such as: channels for the passage of fuel combustion products and ducts for heated air, serpentine in the horizontal rows of the lower convector part, are made in a checkerboard pattern and alternating in cross-section, forming a regenerative design of the furnace, the channel for the passage of fuel combustion products into the upper convection part of the furnace along the annular layer between the capacity of the heat accumulator and a spiral-shaped duct, the implementation of the heat accumulator in the form of a tank equipped with water inlet and outlet pipes, as well as a burner for liquid fuel in the form of at least two strips, between the longitudinal gaps of which wicks are mounted, equipped with a mechanism for regulating the height of the wicks outlet relative to the strips, made in the form of horizontally mounted rollers in contact with the wicks, and the implementation of the burner for gaseous fuel in the form of at least one gas burner or for solid fuel grate and a bulk agitator for burning fuels, sawdust, wood chips, coal fine and coarse fractions - are aimed at improving the heat transfer efficiency of heat from the combustion products heat carrier - the air passing along the air duct.

Выполнение емкости с топливом с поплавковым механизмом поддержания уровня топлива, связанного через клапан с каналом подачи топлива из емкости, выполнение верхней конвекторной части корпуса печи отъемной от нижней конвекторной части и в целом разборной, при этом в нижней конвективной части выполнены отъемные торцевые стенки для чистки печи от продуктов сгорания, а также наличие короба на наружной поверхности корпуса печи с полостью, образованной между корпусом и коробом, заполненной воздухом, выполнение каналов и воздуховодов в нижней конвективной части прямоугольного или круглого сечения, а также выполнение теплообменной поверхности из, например, тонкостенного материала - стали толщиной 0,5-3,0 мм - являются признаками дополнительными и способствуют достижению поставленной изобретением технической задачи.The implementation of the fuel tank with a float mechanism for maintaining the fuel level connected through the valve to the fuel supply channel from the tank, the upper convector part of the furnace body detachable from the lower convector part and generally collapsible, while the lower convection part has removable end walls for cleaning the furnace from combustion products, as well as the presence of the duct on the outer surface of the furnace body with a cavity formed between the body and the duct, filled with air, the implementation of channels and ducts in the bottom convective parts of a rectangular or circular cross-section, as well as the implementation of a heat exchange surface of, for example, thin-walled material - steel with a thickness of 0.5-3.0 mm - are additional signs and contribute to the achievement of the technical task posed by the invention.

Выполнение воздуховодов в каждом ряду нижней конвекторной части в местах изменения направления преимущественно под прямым углом или закругленными позволяет изготавливать печи с заданными режимами теплоотдачи в зависимости от требуемых режимов обогрева помещения.The implementation of air ducts in each row of the lower convector part in places of changing direction, mainly at right angles or rounded, makes it possible to produce furnaces with specified heat transfer modes, depending on the required heating conditions of the room.

На фиг 1 схематично представлена предлагаемая низкотемпературная конвекторная печь.In Fig 1 schematically presents the proposed low-temperature convection oven.

На фиг.2 показано выполнение змеевидных каналов в каждом ряду нижней конвекторной части печи.Figure 2 shows the implementation of the serpentine channels in each row of the lower convector part of the furnace.

Предлагаемая низкотемпературная конвекторная печь состоит из корпуса, выполненного из тонкостенной стали толщиной от 0,5 до 3 мм в виде двух контуров - нижнего 1 конвекторного и верхнего 2 спиралеобразного. Воздуховод 3 в нижней 1 конвекторной части корпуса выполнен в виде трех змеевидных рядов 4, расположенных друг над другом с четырьмя последовательно связанными каналами в нечетных рядах и тремя каналами в четных. Между воздуховодами в каждом ряду выполнены чередующиеся каналы 5 для прохода продуктов сгорания топлива. Воздуховод 6 верхнего 2 спиралеобразного контура выполнен вокруг аккумулятора-теплообменника 7 с подводящим 8 и отводящим 9 воду патрубками. Емкость 10 с топливом смонтирована в нижнем 1 конвекторном контуре печи. Емкость 10 снабжена фитильной горелкой 11, снабженной механизмом подъема фитилей для регулировки интенсивности горения фитилей (механизм подъема фитилей на чертеже не показан). Вместо фитильной горелки может быть использована газовая горелка или твердое топливо, сгораемое на колосниковой решетке.The proposed low-temperature convection oven consists of a housing made of thin-walled steel with a thickness of 0.5 to 3 mm in the form of two circuits - the lower 1 convector and the upper 2 spiral. Air duct 3 in the lower 1 of the convector part of the housing is made in the form of three serpentine rows 4 located one above the other with four sequentially connected channels in odd rows and three channels in even ones. Between the air ducts in each row, alternating channels 5 are made for the passage of fuel combustion products. The air duct 6 of the upper 2 spiral-shaped contour is made around the battery-heat exchanger 7 with a supply pipe 8 and a water outlet 9. Capacity 10 with fuel is mounted in the lower 1 convector circuit of the furnace. The tank 10 is equipped with a wick burner 11, equipped with a mechanism for lifting the wicks to adjust the intensity of combustion of the wicks (the mechanism for lifting the wicks is not shown in the drawing). Instead of a wick burner, a gas burner or solid fuel burned on a grate can be used.

С наружной стороны корпуса печи смонтирован кожух 12, в пространстве межу которым и корпусом находится воздух. Для придания заданной скорости теплообмена печь снабжена вентилятором 13. Клапан 14 выполнен на канале отвода продуктов сгорания. Один из воздуховодов 4, например крайний 15 справа в нижнем ряду, обеспечивает подачу холодного воздуха, а верхний канал 16 воздуховода слева в спиралеобразном воздуховоде (см фиг.1) обеспечивает отвод нагретого воздуха.A casing 12 is mounted on the outside of the furnace body, in the space between which and the body is air. To impart a predetermined heat exchange rate, the furnace is equipped with a fan 13. Valve 14 is made on the channel for removal of combustion products. One of the ducts 4, for example, the extreme 15 on the right in the bottom row, provides cold air, and the upper channel 16 of the duct on the left in the spiral-shaped duct (see figure 1) provides for the removal of heated air.

Предлагаемая низкотемпературная конвекторная печь работает и передает тепло одинаково, как в случае сгорания жидкого топлива в фитильной горелке 11, так и от сгорания газа на газовой горелке и при сжигании твердого топлива угля, опилок и т.п. вида топлива, и работает следующим образом.The proposed low-temperature convection oven operates and transfers heat equally, both in the case of the combustion of liquid fuel in the wick burner 11, and from the combustion of gas on a gas burner and when burning solid fuel of coal, sawdust, etc. type of fuel, and works as follows.

При начале загорания фитилей, установленных в фитильной горелке 11 поворотом механизма регулирования устанавливается необходимая интенсивность горения фитилей. Нагретый воздух, находящийся над фитильной горелкой 11 вместе с продуктами сгорания топлива начинает контактировать с наружной поверхностью смонтированных рядами змеевидных каналов воздуховода 3, воздух в котором начинает нагреваться и под действием конвекторных сил начинает последовательно перемещаться по каждому змеевидно изгибающемуся горизонтальному ряду каналов, постепенно поднимаясь вверх и переходя из первого ряда воздуховодов во второй и третий. Проходя рекуперативную часть печи (змеевидно расположенные в горизонтальных рядах нижней конвекторной части в поперечном сечении выполненные в шахматном порядке и чередующимися) нагреваемый воздух по змеевидным каналам поступает в воздуховод 6 верхнего спиралеобразного контура 2 печи, где нагретый воздух через тонкостенный материал воздуховода соприкасается с продуктами сгорания топлива, проходящими по кольцевой воздушной прослойке, которые соприкасаются с менее нагретыми стенками аккумулятора-теплообменника 7, в котором циркулирует нагреваемая вода. При этом в воздуховоде 6 со стороны аккумулятора-теплообменника 7 тепла идет интенсивная отдача тепла, а со стороны обратной от аккумулятора-теплообменника 7 тепла достигнутая при нагреве температура сохраняется. Из-за разности температур в воздуховоде 6 начинается интенсивное перемешивание и ускорение воздушного потока, который на выходе имеет скорость, достаточную для подачи нагретого воздуха к распределителям (на чертеже не показаны), смонтированным в обогреваемом помещении. При необходимости скорость подачи нагретого воздуха в помещение поддерживается включением вентилятора 13. Продукты сгорания вместе с нагретым воздухом, находящимся в каналах 5 (промежутках) между каналами змеевидного воздуховода 3, отдавая тепло, постепенно по рядам каналов перемещаются вверх, нагреваются и поднимаются из нижнего 1 конвекторного контура в спиралеобразный воздуховод 6 верхнего 2 контура печи. При этом в верхнем 2 спиралеобразном контуре воздух с продуктами сгорания топлива передает тепло воде, залитой при помощи патрубков 8 и 9 в аккумулятор-теплообменник 7 тепла. Воздух с продуктами сгорания, отдав тепло воде аккумулятора тепла, удаляется из печи. Для регулирования отдачи тепла, в верхней части канала для выхода продуктов сгорания топлива, смонтирован клапан 14, регулирующий скорость прохождения выходящих газов. Во время работы в печи достигается температура 300-400 градусов, после чего на необходимую величину открывается клапан 14, включается вентилятор 15 и осуществляется продувка печи. При этом при прохождении потоков воздуха в змеевидных каналах воздуховода 3 и каналах 5 для прохождения продуктов сгорания создается статическое электричество, которое способствует самопроизвольному перемещению горячих потоков воздуха.At the beginning of the ignition of the wicks installed in the wick burner 11 by turning the control mechanism, the necessary intensity of the combustion of the wicks is established. The heated air located above the wick burner 11 together with the combustion products of the fuel begins to contact the outer surface of the rows of serpentine channels of the duct 3 mounted, the air in which begins to heat up and begins to move sequentially through each serpentine-curving horizontal row of channels, gradually rising up and passing from the first row of ducts to the second and third. Passing the recuperative part of the furnace (staggered in horizontal rows of the lower convector part in cross section made in a checkerboard pattern and alternating), the heated air flows through the serpentine channels into the duct 6 of the upper spiral circuit 2 of the furnace, where the heated air is in contact with the combustion products through the thin-walled duct material passing through the annular air gap, which are in contact with less heated walls of the battery-heat exchanger 7, in which It is heated water. In the duct 6 from the side of the heat accumulator-heat exchanger 7 there is an intensive heat transfer, and from the back of the heat accumulator-heat exchanger 7, the temperature achieved by heating is maintained. Due to the temperature difference in the duct 6, intensive mixing and acceleration of the air flow begins, which at the outlet has a speed sufficient to supply heated air to the distributors (not shown in the drawing) mounted in a heated room. If necessary, the flow rate of heated air into the room is maintained by turning on fan 13. Combustion products together with heated air located in channels 5 (gaps) between the channels of the serpentine duct 3, giving off heat, gradually move upward along the rows of channels, heat up and rise from the lower 1 convection circuit in a spiral duct 6 of the upper 2 circuit of the furnace. At the same time, in the upper 2 spiral-shaped circuit, air with fuel combustion products transfers heat to the water, which is filled with the help of pipes 8 and 9 into the heat accumulator-heat exchanger 7. Air with combustion products, having given heat to the water of the heat accumulator, is removed from the furnace. To regulate the heat transfer, in the upper part of the channel for the exit of the products of fuel combustion, a valve 14 is mounted that controls the speed of passage of the exhaust gases. During operation in the furnace, a temperature of 300-400 degrees is reached, after which the valve 14 is opened by the required amount, the fan 15 is turned on and the furnace is purged. In this case, when air flows in the serpentine ducts of the duct 3 and channels 5 for the passage of combustion products, static electricity is created, which contributes to the spontaneous movement of hot air flows.

Далее горячие потоки воздуха, попадая в спиралеобразный канал воздуховода верхней части печи, раскручиваются, образуя вихревой поток с более высокой скоростью. В замкнутой системе воздухотока предложенная схема обогрева начинает работать непрерывно. При отсутствии необходимости в ускорении потоков нагретого воздуха, вентилятор 13 отключается, а нагретый воздух по каналу 16 воздуховода 6 подается на обогрев помещения.Further, hot air flows, falling into the spiral channel of the duct of the upper part of the furnace, are untwisted, forming a vortex stream with a higher speed. In a closed system of air flow, the proposed heating scheme begins to work continuously. If there is no need to accelerate the flow of heated air, the fan 13 is turned off, and the heated air through the channel 16 of the duct 6 is supplied to heat the room.

Наличие поплавкового механизма поддержания уровня топлива в емкости с топливом при помощи клапана (на чертеже не показан) обеспечивает стабильный режим сгорания топлива. Смонтированный снаружи печи короб 12 способствует сохранению тепла внутри печи и более эффективной его отдачи нагреваемому воздуху. Выполнение воздуховода 3 прямоугольного сечения и при изменении направления под прямым углом обеспечивают лучшую теплоотдачу, а в вариантном исполнении воздуховод может быть выполнен круглого поперечного сечения, а в местах изменении направления воздуховода закругленными. Разборная конструкция печи позволяет осуществлять более удобную ее транспортировку и монтаж, а ее выполнение из тонкостенного материала стали толщиной 0,5-3 мм обеспечивает быструю передачу тепла нагреваемому воздуху.The presence of a float mechanism to maintain the fuel level in the fuel tank using a valve (not shown in the drawing) provides a stable mode of fuel combustion. Mounted on the outside of the furnace box 12 contributes to the conservation of heat inside the furnace and its more efficient return to the heated air. The implementation of the duct 3 of rectangular cross section and when changing direction at right angles provide better heat transfer, and in the embodiment, the duct can be made of circular cross-section, and in places where the direction of the duct is rounded. The collapsible design of the furnace allows for more convenient transportation and installation, and its implementation of thin-walled steel material with a thickness of 0.5-3 mm ensures fast heat transfer to the heated air.

Предложенная печь может работать практически на всех видах топлива (керосин, газ, уголь, древесные опилки и т.д. и их смеси) автономно для обогрева любых помещений, не требующих создания особых условий и площадей для их размещения. Так при работе печи с твердым топливом последнее сгорает на колосниковой решетке ворошителем топлива (на чертеже не показаны) и отдает тепло нагреваемому воздуху и воде аккумулятора-теплообменника 7. При нагреве воздуха при помощи газовой горелки процесс передачи тепла точно такой же, как и при передаче тепла при сжигании жидкого топлива.The proposed furnace can operate on almost all types of fuel (kerosene, gas, coal, sawdust, etc. and their mixtures) autonomously for heating any premises that do not require the creation of special conditions and areas for their placement. So when the solid fuel furnace is working, the latter burns out on the grate with a fuel agitator (not shown in the drawing) and gives off heat to the heated air and water from the heat exchanger 7. When heating air with a gas burner, the heat transfer process is exactly the same as during transfer heat when burning liquid fuel.

Дополнительным преимуществом предложенной печи является возможность ее использования без схем централизованной передачи тепла от ТЭЦ, при которых потери тепла составляют до 40 процентов. В конструкции предлагаемой печи используются тонкостенные невысокотемпературные материалы, например стальной лист толщиной от 0,5 до 3,0 мм, которые способствуют быстрой передаче тепла от теплоносителя к нагреваемому воздуху. Температуру потоков воздуха можно регулировать путем уменьшения величины пламени горения фитилей фитильной или газовой горелки.An additional advantage of the proposed furnace is the possibility of its use without centralized heat transfer schemes from the CHP, in which heat losses are up to 40 percent. The design of the proposed furnace uses thin-walled low-temperature materials, for example, steel sheet with a thickness of 0.5 to 3.0 mm, which contribute to the rapid transfer of heat from the coolant to the heated air. The temperature of the air flow can be controlled by reducing the flame size of the wicks of the wick or gas burner.

В настоящее время автором изготовлена опытная низкотемпературная конвекторная печь, которая успешно прошла испытания на обогреве отдельно стоящего жилого дома с обогреваемой площадью 186 кв.м в течение зимнего 2006 года сезона. Обогрев производился сжиганием жидкого топлива керосина в смеси с отработанным моторным маслом. Расход жидкого топлива в месяц составил около 7 литров. В стоимостном отношении, если считать, что обогрев производился только за счет керосина с розничной ценой 14 руб./литр, затраты составляют - сумму 7 л × 8 месяцев × 14 руб. = 784 руб., что значительно меньше, чем коммунальная оплата за тепло за такое же по площади помещение.At present, the author has made an experimental low-temperature convection oven, which has successfully passed tests on heating a detached house with a heated area of 186 sq.m during the winter 2006 season. Heating was carried out by burning liquid fuel of kerosene in a mixture with used engine oil. Liquid fuel consumption per month was about 7 liters. In terms of value, if we assume that the heating was carried out only at the expense of kerosene with a retail price of 14 rubles / liter, the costs are - the amount of 7 l × 8 months × 14 rubles. = 784 rubles., Which is significantly less than the utility bills for heat for the same room area.

Автором принято решение об организации производства предложенных низкотемпературных печей.The author decided to organize the production of the proposed low-temperature furnaces.

Claims (16)

1. Низкотемпературная конвекторная печь, включающая корпус с каналами и воздуховодами для прохода продуктов сгорания и воздуха, горелочное устройство, отличающаяся тем, что корпус печи выполнен в виде двух контурных конвекторных частей, при этом в нижней конвекторной части над емкостью с топливом и горелочным устройством, по крайней мере, в двух горизонтально расположенных рядах смонтировано, по крайней мере, по три последовательно связанных змеевидных канала воздуховода для нагреваемого воздуха с каналами для прохождения продуктов сгорания топлива между ними, при этом змеевидный канал воздуховода переходит в спиралеобразно выполненный воздуховод в верхней части корпуса печи снаружи аккумулятора тепла - теплообменника, выполненного в виде емкости, смонтированной внутри полости спиралеобразного воздуховода, между которыми выполнена воздушная кольцевая прослойка.1. A low-temperature convection oven, including a housing with channels and ducts for the passage of combustion products and air, a burner device, characterized in that the furnace body is made in the form of two contour convector parts, while in the lower convector part above the fuel tank and burner device, at least two horizontally arranged rows are mounted, at least three serially connected serpentine duct ducts for heated air with channels for the passage of products Rania fuel therebetween, wherein the serpentine channel duct passes in a spiral duct formed in the upper part of the furnace body heat outside the battery - the heat exchanger, designed as a container mounted within the cavity of a spiral duct, between which is formed an annular air layer. 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что каналы для прохождения продуктов сгорания топлива и воздуховоды для нагреваемого воздуха змеевидно расположенные в горизонтальных рядах нижней конвекторной части в поперечном сечении выполнены в шахматном порядке и чередующимися, образуя рекуперативную конструкцию печи.2. The furnace according to claim 1, characterized in that the channels for the passage of fuel combustion products and air ducts for heated air are serpentine in the horizontal rows of the lower convector part in cross section made in a checkerboard pattern and alternating, forming a regenerative design of the furnace. 3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что аккумулятор тепла, выполненный в виде емкости, снабжен подводящим и отводящим воду патрубками.3. The furnace according to claim 1, characterized in that the heat accumulator, made in the form of a tank, is equipped with water inlet and outlet pipes. 4. Печь по п.1, отличающаяся тем, что горелочное устройство для жидкого топлива выполнено в виде, по крайней мере, двух планок, между продольными зазорами которых смонтированы фитили.4. The furnace according to claim 1, characterized in that the burner device for liquid fuel is made in the form of at least two strips, between the longitudinal gaps of which the wicks are mounted. 5. Печь по п.1, отличающаяся тем, что горелочное устройство для жидкого вида топлива снабжено механизмом регулирования высоты выхода фитилей относительно планок, выполненным в виде горизонтально смонтированных валиков, контактирующих с фитилями.5. The furnace according to claim 1, characterized in that the burner device for a liquid type of fuel is equipped with a mechanism for regulating the height of the output of the wicks relative to the strips, made in the form of horizontally mounted rollers in contact with the wicks. 6. Печь по п.1, отличающаяся тем, что горелочное устройство для твердого топлива выполнено в виде колосниковой решетки с ворошителем.6. The furnace according to claim 1, characterized in that the burner device for solid fuel is made in the form of a grate with agitator. 7. Печь по п.1, отличающаяся тем, что горелочное устройство для газообразного топлива выполнено в виде, по крайней мере, одной газовой горелки.7. The furnace according to claim 1, characterized in that the burner device for gaseous fuel is made in the form of at least one gas burner. 8. Печь по п.1, отличающаяся тем, что емкость с жидким топливом снабжена поплавковым механизмом поддержания уровня топлива, связанного через клапан с каналом подачи топлива из емкости.8. The furnace according to claim 1, characterized in that the tank with liquid fuel is equipped with a float mechanism to maintain the level of fuel connected through a valve to the channel for supplying fuel from the tank. 9. Печь по п.1, отличающаяся тем, что верхняя часть корпуса печи выполнена отъемной от нижней конвекторной части, при этом в нижней конвекторной части выполнены отъемные торцевые стенки для чистки печи от продуктов сгорания.9. The furnace according to claim 1, characterized in that the upper part of the furnace body is made detachable from the lower convector part, while the lower convector part has removable end walls for cleaning the furnace from combustion products. 10. Печь по п.1, отличающаяся тем, что наружная поверхность корпуса печи снабжена коробом, при этом полость, образованная между корпусом и коробом, заполнена воздухом и выполняет функцию защиты печи от потери тепла.10. The furnace according to claim 1, characterized in that the outer surface of the furnace body is provided with a duct, while the cavity formed between the housing and the duct is filled with air and performs the function of protecting the furnace from heat loss. 11. Печь по п.1, отличающаяся тем, что змеевидные воздуховоды для нагреваемого воздуха в нижней конвекторной части над емкостью с топливом и горелочным устройством выполнены прямоугольного сечения.11. The furnace according to claim 1, characterized in that the serpentine ducts for the heated air in the lower convector part above the fuel tank and burner device are made in a rectangular section. 12. Печь по п.1, отличающаяся тем, что последовательно связанные змеевидные каналы воздуховода в нижней конвекторной части над емкостью с топливом и горелочным устройством выполнены круглого сечения.12. The furnace according to claim 1, characterized in that the serially connected serpentine ducts of the duct in the lower convector part above the fuel tank and burner device are made of circular cross-section. 13. Печь по п.1, отличающаяся тем, что змеевидные каналы и воздуховоды в каждом ряду нижней конвекторной части в местах изменения направления выполнены под прямым углом.13. The furnace according to claim 1, characterized in that the serpentine channels and ducts in each row of the lower convector part in the places of changing direction are made at right angles. 14. Печь по п.1, отличающаяся тем, что змеевидные каналы и воздуховоды в каждом ряду нижней конвекторной части в местах изменения направления выполнены закругленными.14. The furnace according to claim 1, characterized in that the serpentine channels and ducts in each row of the lower convector part in the places of changing direction are rounded. 15. Печь по п.1, отличающаяся тем, что печь выполнена разборной.15. The furnace according to claim 1, characterized in that the furnace is made collapsible. 16. Печь по п.1, отличающаяся тем, что теплообменная поверхность контурных частей печи выполнена из тонкостенного материала, например стали толщиной от 0,5-3,0 мм. 16. The furnace according to claim 1, characterized in that the heat exchange surface of the contour parts of the furnace is made of thin-walled material, for example, steel with a thickness of 0.5-3.0 mm

Images