• The problem to be solved:
  The inventor main aim was to design a high efficiency, reduced harmful content exhaust gas emission, cheap boiler.

• Definition:
  The object of the invention is a double-header hot-water boiler for both industrial and household use. It is smaller, cheaper and it has a lower annual fuel consumption than the other boiler constructions having the same calorific output, the harmful emissions are highly reduced and, its discharge gas temperature is lower than the usual one.

• Presentation:
  The double-header household boiler is the third generation one of the development, from which several thousands of boilers have been mass produced. The boiler has a horizontal, cylindrical body where the combustion chamber and the cone-shaped convective part, consisting of finned pipes, are made using a special manufacturing process. There is a water pump built in into the heating system that provides for the forced recirculation of the water between the inner (primary) water leg and the outer (secondary) hot-water storage tank. Due to the mutual interaction of the burner, the combustion chamber and the convective part such a wavelength of the infrared rays and such a heat flux density could be achieved that approximates or reaches their optimum value. The 68 to 70% of the input energy is converted into useful heat over the active surface of the combustion chamber. The specific heat load of the industrial boilers in the heat chamber is 140 to 160 kW/m² and in case of household type ones it is 40 to 50 kW/m². As a result of the less than 700 C degrees of combustion chamber discharge temperature and the cone-shaped convective part, consisting of finned pipes, the built in effective heating surface and the boiler dimensions could be reduced in a 30%. The production costs could be reduced in a 60% rate and the hot-water boilers could be made of carbon steel, instead of steel alloy, by developing an efficient radiation heat transfer mode and eliminating the risk of low temperature corrosion.

  A certain quantity of the 80 C degrees temperature water, found in the outer secondary hot-water tank and built for heat storage purposes, made to flow back into the primary water leg - by recirculation - during the system degassing before firing the burner. This way no cold-start conditions nor condensation temperature (dew-point) can be developed and their unfavourable consequences are eliminated. The heating surface of the boiler is heated up at the optimum operation temperature within 1 minute after the firing of the burner. The annual stand-by loss of the boiler is of 0.7% under intermittent operation conditions. The operating efficiency of the boiler is of 94% ± 1%, annual efficiency is of 93% ± 1%. With a condensation process the operating efficiency is of 105% ± 1%, the annual efficiency is of 102% ± 1%. Utilising the results of the quantum-mechanical research achieved till now and with further boiler development work there are possibilities to eliminate the CO₂, NO and NO₂ emissions and, this way, to regain additional energy and to achieve a total efficiency of 150%.

• Application:
  The double-header boiler can be used in residence buildings, public establishments and private houses for central heating and hot-water supply purposes.

• Advantages:
  The increased calorific radiation power of the flame approximates nearly the maximum of the possible calorific radiation, consequently, it results in a significantly lower combustion chamber discharge temperature. The use of a favourable heat transfer results in a smaller convective heating surface, smaller boiler dimensions and lower manufacturing costs.
  In contrary to the theory known up to now and to the adopted practice:
  a. in case of low excess air no CO produced,
  b. under high temperature combustion decreases the exhausted NO, NO₂ volume,
  c. in the second phase of the combustion no SO₂ conversion into SO₃ occurs and, disappears the possibility that sulphuric acid and low temperature corrosion be produced.

• Stage of development:
  The design work of the 20 kW, 30 kW, 40 kW and 60 kW type boilers has already been finished and, the manufacturing of all these types has already been approved. The design work of the 450 kW type industrial boiler has also been finished and the design of the 5000 kW type boiler is in progress. Manufacturing documents are available.

• Documentation available: Yes

• Name(s): Mihály JUHÁSZ

• Self introduction:
  He is 70 years old, a qualified mechanical engineer, specialised in boiler development, he has 43 years of experiences in the field of research and boiler development. He is an expert in thermal engineering measurements and thermogrammetry.

• Form: Exhibition priority.
• Priority:
• Countries where it is force:

• Name: Mihály JUHÁSZ
• E-mail: gejuhasz@mail.matav.hu
• Fax: +36 42 375 745
• Address: H-2030 Érd, Őszirózsa u. 2. Hungary

Két vízterű kazán

• A magoldott probléma:
  A feltaláló fő célja egy jó hatásfokú, és csökkent káros anyag kibocsátású, olcsó kazán megalkotása volt.
  

• Meghatározás:
  A találmány tárgya egy két vízterű kazán, mind ipari, mind háztartási használatra.
  Kisebb, olcsóbb és alacsonyabb évi fűtőanyag fogyasztású, mint az egyéb, azonos fűtőteljesítményű kazánkonstrukciók, a káros kibocsátások nagymértékben le vannak csökkentve és a keletkezett égéstermékek hőmérséklete a szokásosnál alacsonyabb.
  
  
• Bemutatás:
  A két vízterű háztartási kazánrendszer, a fejlesztés harmadik generációja, amelyekből többezres széria készült. A kazán hengeres alakú, fekvő elrendezésű kazántest, ahol a kazán tűztere és kúpos kiképzésű bordázott csövekből álló konvektív része, különleges gyártási eljárással készül. A belső (primer) és a külső (szekunder) hőtároló víztér közötti kényszerkeringtetést, a fűtési rendszerbe beépített szivattyú biztosítja. Az égő, a tűztér és a konvektív rész egymásra gyakorolt kölcsönhatásának következtében olyan lesz a láng infravörös sugarainak hullámhossza és a hőáramsűrűség, hogy megközelítse, vagy elérje az optimális értéket. A bevitt energia 68-70%-a a tűztéri felületeken kerül hasznosításra. Az ipari kazánok fajlagos tűztéri hőterhelése 140-160 kW/m² és a háztartási típusoké 40-50 kW/m². A 700 C fok alatti kilépő tűztérhőmérséklet és a kúpos kiképzésű bordáscsöves konvektív rész kialakítása miatt, 30%-kal csökkent a beépített fűtőfelületek nagysága és a kazán mérete. Hatékony hőközlési mód kifejlesztésével és a kis hőmérsékletű korrózió veszélyének a megszüntetésével a melegvizes kazánok ötvözött anyag helyett szénacélból, 60%-kal kisebb költséggel készülnek.

  A hőtárolás céljából kialakított külső szekunder víztérben lévő 80 C fokos víz egy része, a rendszer begyújtás előtti szellőztetési ideje alatt, visszakeringetés következtében, a primer víztérbe folyik vissza. Ezzel megszűnik a hidegindidítási körülmények és a harmatpont kialakulásának a lehetősége és ezek káros következménye. A kazánok fűtőfelülete az égő beindítása után 1 percen belül eléri az optimális üzemi hőmérsékletet. A kazán éves készenléti vesztesége szakaszos üzemben 0,7%. A kazán üzemi hatásfoka 94%± 1%, éves hatásfoka 93% ± 1%. Kondenzációs eljárással az üzemi hatásfok 105% ± 1%, éves hatásfok 102% ± 1%. Kvantummechanika terén az eddig végzett kutatások eredményeinek a felhasználásával, további kazánfejlesztéssel lehetőség kínálkozik a CO₂ és a NO, NO₂ kibocsátásának megszüntetésére, így újabb energia nyerésére és 150%-os összhatásfok elérésére.

• Előnyök:
  A láng megnövelt hősugárzó képessége megközelíti a hősugárzási maximumot, ennek következménye, hogy jelentősen csökken a kilépő tűztérhőmérséklet.
  Kedvező hőközlési mód alkalmazásával, kisebb a konvektív fűtőfelület, a kazánméret és a gyártási költség.
  Az eddig ismert elmélettel és a követett gyakorlattal ellentétben:
  a. kis légfeleslegnél CO nem keletkezik,
  b. nagy égési hőmérsékletnél csökken a kibocsátott NO, NO₂ mennyisége,
  c. az égés második fázisában az SO₂ nem alakul át SO₃-á, megszűnik a kénsav és a kishőmérsékletű korrózió kialakulásának a lehetősége.