ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ Российский патент 1995 года по МПК F24H1/00 F24H1/20 

Изобретение относится к теплотехнике, к бытовым отопительным аппаратам, используемым в качестве генератора тепла в системах водяного отопления, а также для подогрева воды на бытовые нужды.

Известен водогрейный котел с топочной камерой, с колосниковой решеткой и оребренными трубами.

Колосниковая решетка этого котла выполнена с постоянным сечением и не обеспечивает стабильности теплоотдачи из-за полного сгорания топлива по длине решетки. Вследствие продольного омывания дымовыми газами поверхности нагрева в установке низок коэффициент теплопередачи. Для поддержания необходимой температуры в котле необходимо круглосуточное его обслуживание оператором, постоянное подбрасывание топлива в топочную камеру. Недостатком устройства является то, что оно рассчитано на работу только на твердом топливе.

Наиболее близким к предложенному устройству, прототипом, является водогрейный котел, содержащий размещенную в корпусе топку с колосниковой решеткой, зольником и водогрейными трубами, соединенную с дымовой трубой и обрамленную водяной рубашкой, над которой расположена теплоаккумулирующая емкость, снабженная элементами для перемешивания воды.

Недостатком этого водогрейного котла является то, что вследствие продольного омывания дымовыми газами поверхности нагрева котла и водогрейных труб с низким коэффициентом теплопередачи, а также из-за ограниченного количества воды в котле КПД устройства низок. Ненадежность устройства вызвана тем, что необходимо периодически через непродолжительные отрезки времени подбрасывать топливо в топочную камеру, это усложняет обслуживание котла. Сложности в обслуживании котла вызывает также трудоемкая операция очистки и извлечения колосниковой решетки, т.к. последняя периодически засоряется и заваривается шлаком, кроме того, доступ к ней в данной конструкции затруднен и для ее очистки и извлечения требуется применение дополнительных приспособлений. Недостатком является также то, что котел рассчитан только на твердое топливо, это ограничивает возможности его использования.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание удобного, экономического и универсального водогрейного котла.

Ожидаемый технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, увеличение теплопередачи, повышение КПД, повышение надежности работы котла, упрощение его обслуживания, возможность работы как на твердом, так и на жидком или газообразном топливе.

Предлагается водогрейный котел, содержащий размещенные в корпусе топочную камеру со сменной колосниковой решеткой, зольной камерой и водогрейными трубами, соединенную с дымовой трубой и обрамленную водяной рубашкой, а также аккумулирующую емкость, в котором новым является то, что котел снабжен дополнительным подогревателем в виде размещенного в полости водяной рубашки электронагревателя с термодатчиком, последние соединены между собой посредством термореле и пускателя, при этом верхние и нижние концы водогрейных труб соединены с противоположными стенками рубашки с образованием двух скрещивающихся пучков, а в аккумулирующей емкости установлены перегородки.

Новым в водогрейном котле является также то, что дымовая труба выполнена в виде колена и снабжена шибером и дверцей.

Кроме того, в зольной камере размещен съемный короб.

Новым в водогрейном котле является и то, что в зольной камере размещены направляющие, на которых установлены горелки жидкого топлива, а колосниковые решетки расположены на опорах, одна часть которых жестко закреплена, а другая выполнена съемной и установлена на направляющих.

Соединение противоположных сторон водяной рубашки в верхней и нижней ее частях водогрейными трубами, образующими два скрещивающихся радиационно-конвективных пучка, позволяет увеличить циркуляцию воды по всему объему рубашки, что ведет к увеличению теплопередачи. Кроме того, водогрейные трубы омываются дымовым газом в поперечном направлении, что также увеличивает теплопередачу. Водонагреватель, установленный в верхней части котла и снабженный водосмешивающими перегородками, позволяет более эффективно использовать тепло котла и увеличить свою производительность. Снабжение дымовой трубы шибером позволяет регулировать тягу, а это ведет к более экономичному расходу тепла, отдаваемого топливом. Все это вместе ведет к увеличению КПД водогрейного котла. Укомплектование котла термодатчиком, термореле, электронагревателями и пускателем позволяет обеспечить надежность работы котла, т.к. в случае падения температуры воды в рубашке из-за несвоевременной подачи топлива в топочную камеру срабатывает схема термодатчик-термореле-пускатель и подает питание на электронагреватель, который поддерживает температуру воды на заданном уровне. Это упрощает обслуживание котла.

Выполнение дымовой трубы в виде колена и снабжение ее дверцей на сгибе позволяет упростить доступ к водогрейным трубам для их очистки, что упрощает обслуживание котла.

Помещение в зольную камеру съемного короба ведет к тому, что отработанная зола, ссыпаясь с колосниковой решетки, собирается в короб. Заполненный золой короб извлекают из зольной камеры. Зола высыпается, а пустой короб снова помещают в зольную камеру. Отпадает необходимость в изнуряющем труде по выбиранию золы из зольной камеры, что также упрощает обслуживание водогрейного котла.

Расположение колосниковой решетки на опорах, одна из которых жестко закреплена, а другая выполнена съемной и установлена на направляющих, позволяет производить съем колосниковой решетки через зольную камеру простым извлечением съемной опоры. Это упрощает эксплуатационное обслуживание котла, т.к. колосниковая решетка в предложенной конструкции доступна и чистка ее производится после ее извлечения из зольной камеры.

Предлагаемая конструкция водогрейного котла легко трансформируется на пользование жидкого или газообразного топлива. Короб в этом случае извлекается из зольной камеры, а вместо него на размещенных в ней направляющих устанавливают горелки для жидкого или газообразного топлива.

На фиг. 1 изображен описываемый водогрейный котел; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 электрическая блок-схема электронагревателя.

Водогрейный котел содержит корпус 1, топочную камеру 2, обрамленную водяной рубашкой 3 и снабженную в нижней части сменной колосниковой решеткой 4, съемный короб 5, установленный в зольной камере 6, и водогрейные трубы 7. В верхней части котла на корпусе 1 размещена аккумулирующая емкость 8 с установленными в ней перегородками 9, патрубком 10 подачи холодной воды и патрубком 11 отвода горячей воды. Дымовая труба 12 содержит шибер 13 и дверцу 14. В водяной рубашке 3 установлены термодатчики 15 и электронагреватели 16, и соединяющие их термореле 17 и пускатель 18. В корпусе 1 выполнены дверцы 19 и 20, подвод 21 для жидкого или газообразного топлива, патрубок 22 холодной и патрубок 23 горячей воды, а также винт 24 крепления горелки и дозатор 25 жидкого топлива. В зольной камере 6 к боковым стенкам жестко прикреплена опора 26, на которую одним концом опирается колосниковая решетка 4, опирающаяся другим концом на съемную опору 27, установленную в направляющих 28. Вдоль боковых стенок зольной камеры 6 установлены направляющие 29 для горелки жидкого топлива.

Водогрейный котел работает следующим образом. Через дверцу 19 твердое топливо загружается в топочную камеру 2 на колосниковую решетку 4. Дымовые газы, полученные при сжигании топлива, поступают вверх, омывая водогрейные трубы 7 в поперечном направлении и стены водяной рубашки 3 в продольном направлении, и входят в дымовую трубу 12.

Скорость сгорания угля регулируется с помощью шибера 13, им же регулируется тяга при использовании жидкого топлива или газа.

Образующаяся при сгорании топлива зола просыпается через колосниковую решетку 4 и собирается в короб 5 зольной камеры 6. Загруженный короб 5 через дверцу 20 извлекается из зольной камеры 6. При применении жидкого топлива короб 5 извлекается из зольной камеры 6, а вместо него устанавливаются горелки жидкого топлива на направляющих 29 и крепятся к днищу корпуса 1 винтом 24. В корпусе зольной камеры 6 также устанавливается дозатор 25 жидкого топлива. При применении природного газа в качестве топлива короб 5 также извлекается и заменяется на газовые горелки. Через патрубок 22 в водяную рубашку поступает холодная вода из обратного трубопровода системы отопления, а через патрубок 23 горячая вода поступает из водяной рубашки в подающий трубопровод системы отопления. В верхней части котла над водяной рубашкой расположена аккумулирующая емкость 8 на 12-15 л, в которую холодная вода через патрубок 10 поступает из водопроводной сети. Через патрубок 11 горячая вода подается для бытовых нужд. Водосмешивающие перегородки 9 служат для более интенсивного перемешивания воды с целью ее более быстрого нагрева. Ослабление горения топлива в топочной камере 2 и падение температуры воды в водяной рубашке 3 фиксируются термодатчиком 15, на сигналы которого срабатывает термореле 17 и через пускатель 18 подает напряжение на электронагреватель 16 (ТЕН). В результате все время, пока прекращена подача топлива в топочную камеру 2, электронагреватель 16 поддерживает температуру воды в водяной рубашке 3 на заданном уровне. Через дверцу 14 производят очистку дымовой трубы 12 и топочной камеры 2 от сажи. Для установки сменной колосниковой решетки 4 через дверцу 20 ее вводят в зольную камеру 6 и опирают одним краем на жестко закрепленную опору 26, затем колосниковую решетку 4 поднимают до горизонтального положения и подводят под нее съемную опору 27, вставляемую в направляющие 28. Для съема колосниковой решетки 4 извлекают съемную опору 27 из направляющих 28, придерживая решетку 4, затем извлекают решетку через зольную камеру 6.

Использование: теплотехника, бытовые отопительные аппараты. Сущность изобретения: топочная камера водогрейного котла обрамлена водяной рубашкой, к которой присоединены водогрейные трубы, соединяющие ее противоположные стороны в верхней и нижней частях, образуя два перекрещивающихся пучка. В водяной рубашке установлены термодатчики и электронагреватели, соединенные между собой через термореле и пускатель. В верхней части котел снабжен водонагревателем с водосмешивающими перегородками и дымовой трубой, выполненной в виде колена с шибером и дверцей. В нижней части топочной камеры установлена колосниковая решетка, под которой в зольной камере установлен съемный короб. Достигаемый технический результат: создание водогрейного котла с более высоким КПД, повышенной надежностью, более простого в эксплуатации и приспособленного для работы на твердом, жидком и газообразном топливе. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ, содержащий размещенные в корпусе топочную камеру со сменной колосниковой решеткой, зольной камерой и водогрейными трубами, соединенную с дымовой трубой и обрамленную водяной рубашкой, а также аккумулирующую емкость, отличающийся тем, что котел снабжен дополнительным подогревателем в виде размещенного в полости водяной рубашки электронагревателя с термодатчиком, соединенных между собой посредством термореле и пускателя, при этом верхние и нижние концы водогрейных труб соединены с противоположными стенками рубашки с образованием двух скрещивающихся пучков, а в аккумулирующей емкости установлены перегородки. 2. Котел по п.1, отличающийся тем, что дымовая труба выполнена в виде колена и снабжена шибером и дверцей. 3. Котел по п.1, отличающийся тем, что в зольной камере размещен съемный короб. 4. Котел по п.1, отличающийся тем, что в зольной камере размещены направляющие, на которых установлены горелки жидкого топлива, а колосниковые решетки расположены на опорах, одна часть которых жестко закреплена, а другая выполнена съемной и установлена на направляющих.