БЫТОВОЙ КОТЕЛ-АККУМУЛЯТОР Российский патент 1997 года по МПК F24H1/12 F24H7/02 

Изобретение относится к энергетике, а именно к оборудованию для отопления бытовых и производственных помещений.

Известна печь, состоящая из бака для воды, топки с колосниковой решеткой, газовых каналов и водогрейной обечайки [1]
Недостатком этой печи является значительные потери тепла из-за высокой температуры уходящих газов.

Известен котел, содержащий водяную камеру (бак) с топочным устройством и жаровой трубой, внутри которой расположена нагревательная труба с оребрением, обеспечивающих меньшие теплопотери. [2]
Недостатком известного котла является существенные потери тепла и загрязнение атмосферы из-за низкой эффективности оребрения, т.к. температура выходящих газов и несгоревших компонентов топлива достаточно высокая за счет малой турбулентности газового потока и неполноты сгорания.

Техническим эффектом изобретения является снижение загрязнения атмосферы и тепловых потерь за счет интенсификации теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном устройстве, содержащем водяную камеру с топочным устройством и жаровой трубой, внутри которой расположена водонагревательная труба с оребрением. В соответствии с изобретением оребрение помещено в зоне максимальных температур, выполнена перфорированных дисками с уменьшающимися к топке диаметрами на закрытой трубке, частично заполненной водой и вваренной в нагревательную трубу.

На рис. 1 схематично показан продольный разрез предполагаемого котла-аккумулятора, который содержит водяную камеру 1, топочное устройство - 2, жаровую трубу 3, водонагревательную трубу 4, тепловую трубку 5, перфорированные диски 6.

Предлагаемый котел работает следующим образом: при горении топлива (дров, угля, газа и т.д.) в топке 2 происходит нагрев перфорированных дисков 6, которые расположены в зоне максимальных температур жаровой трубы 3. Диски передают тепло воде, находящейся в тепловой трубке 5, которая испаряется и конденсируется в верхней части, где трубка контактирует с холодной водой водонагревательной трубки 4. Нагретая вода поступает в водяную камеру 1, служащую аккумулятором тепла, откуда может использоваться потребителем. Отдавшие тепло газы через жаровую трубу 3, выходят наружу, отдавая дополнительное тепло нагревательной трубе и стенкам водяной камеры.

Диски, находящиеся в зоне максимальных температур, раскаляются и способствуют более полному сгоранию находящихся между ними частиц сажи, смолы, газов, выполняя каталитическую функцию. Из-за их перфорации происходит интенсивный теплообмен турбулизирующихся газовых потоков. Увеличивающийся от топки диаметр перфорированных дисков способствует так же турбулизации газовых потоков и равномерной теплоотдаче от пламени к тепловой трубе. Испарение и конденсация воды, циркулирующей в тепловой трубке, является наиболее эффективным теплообменником. В результате полного сгорания топлива и каталитического догорания частиц между перфорированными дисками выходящие газы имеют относительно низкую температуру и в меньшей степени загрязняют атмосферу.

Таким образом, вваренная в нагревательную трубу тепловая трубка с оребрением перфорированными дисками, с уменьшающимися к топке диаметром позволяет интенцифицировать теплообмен и снизить загрязнение атмосферы и тепловые потери на нагрев воды.

Указанные особенности изобретения представляют его отличие от прототипа и обуславливают новизну предложения. Эти отличия являются существенными, поскольку именно они обеспечивают создание положительного эффекта, отраженного в цепи предложения и отсутствуют известные технические решения.

Предложенный котел изготовлен и апробирован. Температура выходящих газов при интенсификации сгорания дровяных чурок не превышает 50^oC, причем искр и копоти не наблюдается.

Простота конструкции, малая инерционность, пожарная безопасность и экологичность позволяет использовать предложенный котел для бытовых, сельскохозяйственных, производственных и других целей.

Использование: в теплоэнергетике. Сущность изобретения: снижение загрязнения атмосферы и тепловых потерь обеспечивается тем, что котел-аккумулятор содержит водяную камеру 1, топочное устройство 2, паровую трубку 3 и нагревательную трубу 4 с оребрением. Новым в устройстве является оребрение, выполненное в виде перфорированных дисков 6 с уменьшающимися к топке 2 диаметрами на закрытой трубке 5, частично заполненной водой и вваренной в нагревательную трубу 4. 1 ил.

Бытовой котел-аккумулятор, состоящий из водяной камеры, топочного устройства, жаровой трубы, внутри которой расположена нагревательная трубка с оребрением, отличающийся тем, что оребрение выполнено перфорированными дисками с уменьшающимися диаметрами к топке на закрытой трубке, частично заполненной водой и вваренной в нагревательную трубу.