ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ Российский патент 1999 года по МПК F24H1/08 

Изобретение относится к отопительным котлам и предназначено для централизованного теплоснабжения объектов различного назначения.

Известен водотрубный котел, в котором поверхность нагрева выполнена из теплообменных труб, установленных вертикально и подключенных к верхнему и нижнему коллекторам, выполненным в виде плоской спирали [1].

Недостатками данной конструкции являются сложность изготовления коллекторов, большой объем работы по присоединению теплообменных труб к коллекторам, а также большое гидравлическое сопротивление из-за многоходового движения теплоносителя по котлу.

Известен отопительный котел, содержащий выполненный в виде водяной рубашки корпус, обрамляющий газоход. В газоходе установлены перпендикулярно потоку продуктов сгорания чередующиеся сплошные и кольцевые перегородки с продольными ребрами [2].

Недостатками данной конструкции являются низкая теплопроизводительность, большие потери тепла с уходящими газами из-за небольшой поверхности теплообмена.

Наиболее близким решением, взятым за прототип, является отопительный котел, включающий корпус с соосно размещенными обечайками и фронтальной плитой для горелки, камеру сгорания, экраны, установленные параллельно обечайкам и выполненные из профилированных листов с полостью для теплоносителя [3] .

Недостатками прототипа являются громоздкость конструкции, неравномерный теплообмен через поверхности нагрева, значительное сопротивление движению дымовых газов, ограниченная поверхность нагрева, низкая теплопроизводительность, разграниченная поверхность радиационного и конвективного теплообмена.

Задача изобретения - упрощение конструкции водогрейного котла, обеспечение равномерной теплопередачи по всей поверхности нагрева, снижение сопротивления движению дымовых газов и жидкого теплоносителя.

Поставленная задача решается тем, что в котле, содержащем емкость, выполненную из соединенных между собой пластин, образующих полость постоянного сечения для жидкого теплоносителя, фронтальную плиту с горелкой, камеру сгорания и дымоход, емкость для теплоносителя выполнена в виде спирали, образующей камеру сгорания, газоход переменного сечения и дымоход, при этом пластины, образующие емкость для теплоносителя, снабжены как внутри, так и снаружи ребрами, расположенными перпендикулярно оси котла.

Сущность изобретения заключается в том, что выполнение в виде спирали каналов постоянного сечения для жидкого теплоносителя и каналов переменного сечения для дымовых газов обеспечивает турбулизацию потоков из-за кругового движения по спиральным каналам, высокую скорость дымовых газов по газоходу и, как следствие, повышение теплоотдачи.

Повышение эффективности теплообмена достигается применением оребрения. Предлагаемая схема движения теплоносителей по спиральным каналам обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление как для газового потока, так и для жидкого теплоносителя, переменную поверхность радиационного и конвективного теплообмена, уменьшение габаритов котла.

На фиг. 1 представлен общий вид водогрейного котла; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Котел содержит емкость 1 для теплоносителя, камеру сгорания 2, фронтальную плиту 3, горелку 4, газоход 5, ребра 6, трубопровод 7 подвода воды, трубопровод 8 отвода нагретой воды, дымоход 9.

Жидкий теплоноситель, например вода, подводится к котлу по трубопроводу 7, из которого поступает в емкость постоянного сечения раскручивающейся спирали и по трубопроводу 8 отводится из котла. Движение жидкого теплоносителя по емкости постоянного сечения раскручивающейся спирали обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление. Из камеры сгорания 2 продукты сгорания топлива по спиральному оребренному газоходу переменного сечения 5 поступают в дымоход 9. Применение газохода переменного сечения обеспечивает высокую скорость движения дымовых газов от камеры сгорания до дымохода.

Положительный эффект от применения данного водогрейного котла заключается в снижении затрат на изготовление из-за отказа от применения теплообменных труб и использования пластинчатых поверхностей нагрева, снижении габаритов котла, высокой теплоотдачи, обеспечивающей снижение потерь тепла с уходящими газами, уменьшении теплового загрязнения окружающей среды.

Котел предназначен для централизованного теплоснабжения объектов различного назначения. Котел состоит из емкости, выполненной в виде спирали, образующей камеру сгорания, газоход переменного сечения и дымоход, а также из соединенных между собой пластин, образующих полость постоянного сечения для теплоносителя. Пластины снабжены как внутри, так и снаружи ребрами, расположенными перпендикулярно оси котла, что повышает эффективность теплообмена. Движение теплоносителей по спиральным каналам обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление как для газового потока, так и для жидкого теплоносителя. 2 ил.

Водогрейный котел, включающий емкость, выполненную из соединенных между собой пластин, образующих полость постоянного сечения для теплоносителя, фронтальную плиту с горелкой, камеру сгорания и дымоход, отличающийся тем, что емкость для теплоносителя выполнена в виде спирали, образующей камеру сгорания, газоход переменного сечения и дымоход, при этом пластины, образующие емкость теплоносителя, снабжены как внутри, так и снаружи ребрами, расположенными перпендикулярно оси котла.