ВОДОГРЕЙНЫЙ СТАЛЬНОЙ КОТЕЛ Российский патент 1997 года по МПК F24H1/00 

Изобретение относится к нагревательным устройствам для отопления жилых домов.

Известен стальной сварной котел [1] для сжигания твердого и газообразного топлива, с применением соответствующих устройств, содержащий наружный и внутренний корпуса, кожух для изоляции, в топке задняя стенки имеет изгиб, отводящий газы к передней стенке и к патрубку, в котором установлены две плоские пустотелые секции с пространством между ними, продолжение патрубка соединяется с дымоходом, а над патрубком расположен латунный змеевик, подогревающий воду для хозяйственных нужд.

Недостаток известного котла заключается в том, что уходящие газы имеют высокую температуру, что приводит к перерасходу топлива.

Технической задачей изобретения является экономия топлива путем увеличения площади нагрева с более эффективной теплопередачей.

Технический результат обеспечивается тем, что водогрейный стальной котел содержит внутренний и наружный корпуса с крышками квадратного сечения, соединенные общим дном, патрубком соединения с дымоходом и обечайками для установки и крепления дверок. На лицевой стороне котла установлены три шарнирно закрепленные запирающиеся дверки, на нижней выполнено воздухозаборное устройство с регулирующим винтом. Топка внизу снабжена колосниками, а в ее верхней части установлены водогрейные секции с наклонами 1,5 2^o вдоль и поперек секций. На концах секций с противоположных сторон выполнены в полпрофиля выемки, а оставшиеся в полпрофиля выступы плотно прилегают к внутренним поверхностям наружных стенок корпуса, образуя зигзагообразный проход для циркуляции воды последовательно по всем секциям, чему способствует наклон секций вдоль. Секции установлены еще с наклоном поперек и со смещениями между собой в противоположные стороны к стенкам котла вплотную, образованные при этом пространства между водогрейными секциями и стенками котла вместе с пространствами между водогрейными секциями образуют зигзагообразный канал для прохода газов. Наружный корпус снабжен патрубками для соединения с системой отопления.

Расположение закрепленных водогрейных секций с противоположным смещением их к стенкам внутреннего корпуса в топке с наклонами вдоль и поперек 1,5 - 2^o обеспечивают образование зигзагообразного канала для прохода газов при сжигании любого топлива, причем с лучшей теплоотдачей через почти горизонтальные стенки водогрейных секций. При этом на поворотах и выходах их проходов между стенками котла и смещенных секций газы с инерцией и скоростью упираются в стенки водогрейных секций, происходит процесс торможения газов, что улучшает теплоотдачу, которая продолжается при прохождении между двумя водогрейными секциями до следующего поворота. При этом газы смывают последовательно каждую водогрейную секцию с трех сторон. Поперечные ходы между водогрейными секциями увеличивают в 1,5 2 раза время теплоотдачи по сравнению с современными котлами, а это значит, что газы уходят из топки с меньшей температурой, приводя к экономии топлива.

За счет выполненных полупрофильных выемок с противоположных сторон на концах водогрейных секций и оставшихся в полупрофилях выступов плотно прилегающих к внутренним сторонам стенок корпуса, создается зигзагообразный канал в наклонных водогрейных секциях для циркуляции воды, последовательно проходящий через все водогрейные секции с повышением температуры. При этом свою долю тепла передают и внутренние вертикальные стенки, т.е. получается котел с площадью нагрева двух котлов в одном и с более эффективной теплопередачей.

На фиг. 1 изображен котел с вырезом, общий вид; на фиг. 1 то же вид сверху; на фиг. 3 то же, продольный разрез; на фиг. 4 боковые поверхности секций; на фиг. 5 водогрейная секция, вид сверху.

Водогрейный стальной котел, фиг. 1 3 содержит наружный корпус 1 с крышкой 3 и внутренний корпус 2 с крышкой 4, соединенные общим основанием 5, патрубком соединения с дымоходом 6, и обечайками 19 для установки и крепления дверок 7 с экранами 8 и с запорами 9. Нижняя дверка 7 служит как шуровочная для розжига топлива и удаления золы и шлака, на ней выполнено воздухообразное устройство 10 с шарнирно закрепленной крышкой 11, снабженной регулировочным винтом 12. Верхняя дверка 7 служит для очистки от золы и сажи водогрейных секций 15, а средняя дверка 7 служит для загрузки твердого топлива. Наружный корпус 1 снабжен патрубками 20 и 21 для соединения с системой отопления. В топке 13 поставлены колосники 14 для сжигания твердого топлива, а для сжигания природного газа можно поставить газогорелочное устройство. В верхней части топки 13, в боковых стенках внутреннего корпуса 2, установлены и закреплены водогрейные секции 15 с наклонами вдоль и поперек 1,5 2^o, со смещениями в противоположные стороны между собой и с пространствами между собой. В результате такого расположения водогрейных секций 15, при котором образовались проходы, соединенные с пространствами между водогрейными секциями 15, получился уникальный зигзагообразный канал 18 для прохода газов, которой обеспечивает более эффективную теплоотдачу газов и экономию топлива за счет омывания газами последовательно с трех сторон каждой водогрейной секции 15. За счет поперечных ходов между водогрейными секциями 15 удлинился путь для газов и увеличилось время теплоотдачи примерно в 1,5 2 раза по сравнению с котлами, в которых основная площадь нагрева образования вертикальными стенками.

Для более эффективной циркуляции воды при нагревании внутри водогрейных секций 15 и быстрого повышения температуры на концах этих секций с противоположных сторон выполнены в полпрофиля выемки 17, а оставшиеся при этом в полпрофиля выступы 16, тоже с противоположных сторон, прилегают торцами к внутренним поверхностям наружных стенок корпуса 1 (фиг. 1). В результате этого внутри водогрейных секций 15 при взаимодействии выемок 17 и выступов 16, ограничивающих объем между стенками, получен тоже зигзагообразный канал для более эффективной теплоотдачи газов, переходящих последовательно из одной секции 15 в вышерасположенную секцию 15 с повышением температуры через объемы между вертикальными стенками наружного корпуса 1 и внутреннего корпуса 2.

Водогрейный котел работает следующим образом.

Загрузив топку 13 дровами через нижнюю дверку 7 (для розжига) поджигают их, а через среднюю дверку 7 засыпают каменный уголь. Температуру в помещении и в котле регулируют воздухо-заборным устройством 10, размещенным на нижней дверке 7, регулируя винтом 12 доступ воздуха в топку 13. При горении топлива газы, омывая вертикальные стенки топки 13, с теплоотдачей касаясь наклонно расположенных водогрейных секций 15, пойдут в проход начало зигзагообразного канала для их прохода (фиг. 3).

Эффективная теплоотдача и экономия топлива обеспечиваются:
за счет омывания газами последовательно с трех сторон каждой водогрейной секции 15;
за счет более эффективной теплоотдачи газов через почти горизонтальные стенки с наклоном в 1,5 -2^o водогрейных секций 15;
за счет поперечных ходов между водогрейными секциями 15, которые удлинили путь для газов и увеличили время теплоотдачи примерно в 1,5 2 раза по сравнению с котлами, где площадью нагрева являются вертикальные стенки, которые и в этом котле производят свою теплоотдачу;
за счет зигзагообразного пути циркуляции воды.

Использование: для отопления индивидуальных жилых домов. Сущность изобретения: экономия топлива обеспечивается тем, что предлагаемый водогрейный стальной котел содержит наружный и внутренний корпуса с крышками, соединенные общим дном, патрубком соединения с дымоходом и обечайками для установки и крепления дверок, снабженных экранами и запорными устройствами. На нижней дверке выполнено воздухо-заборное устройство с шарнирно закрепленной крышкой, снабженной регулировочным винтом. Верхняя дверка служит для чистки водогрейных секций, а средняя дверка - для засыпки твердого топлива. Нижняя дверка - шуровочная, для розжига топлива и для удаления воды и шлака. Топка 13 снабжена колосниками 14 для сжигания твердого топлива, а для сжигания природного газа можно поставить газогорелочное устройство. В верхней части топки 13 в боковых стенках внутреннего корпуса наклонно в двух направлениях с пространствами между собой и смещениями в противоположные стороны закреплены водогрейные секции 15. Освободившиеся при таком расположении пространства соединены с пространством между водогрейными секциями 15, в результате чего образован уникальный зигзагообразный канал для прохода газов с более эффективной теплоотдачей. При работе котла газы последовательно омывают каждую водогрейную секцию 15 с трех сторон, а поперечные ходы для газов между водогрейными секциями увеличивают время теплоотдачи в 1,5 - 2 раза. Для улучшения циркуляции воды и ее быстрого подогрева с возможностью прохода последовательно через пространства всех секций 15, на концах последних с противоположных сторон по ширине в полпрофиля выполнены выемки 17, а полученные при этом выступы 16 также по ширине в полпрофиля, ограничивают объемы между стенками котла, которые через выемки 17 соединены с объемами водогрейных секций 15, образованием зигзагообразного канала для прохода воды с ее более эффективным нагреванием из-за незначительных наклонов в 1,5 - 2^o стенок водогрейных секций 15. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. Водогрейный стальной котел, содержащий внутренний в наружный корпусы с крышками, соединенные общим основанием, патрубком соединения с дымоходом, обечайками для установки и крепления дверок, в водогрейные секции, размещенные в верхней части топки, отличающийся тем, что водогрейные секции установлены и закреплены наклонно в двух направлениях. 2. Котел по п.1, отличающийся тем, что водогрейные секции смещены между собой в противоположные стороны, а освободившиеся места соединены с пространствами между водогрейных секций, образовался зигзагообразный канал для прохода газов. 3. Котел по пп.1 и 2, отличающийся тем, что объемы водогрейных наклонно закрепленных секций соединены с объемами между стенками котла, ограниченными противоположно расположенными выступами, выполненными на противоположных сторонах концов водогрейных секций в полпрофиля шириной, плотно прилегающих торцами к внутренним сторонам наружных стенок корпуса, образовав зигзагообразный канал для циркуляции воды при нагревании через выполненные выемки.