ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КОТЕЛ Российский патент 2000 года по МПК F24H1/00 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в котлах, работающих в системах отопления и горячего водоснабжения.

Известен котел, содержащий обрамленную водяной рубашкой топку с горелкой, внутри которой расположена поверхность нагрева, в виде пучка труб, соединенных с входной и выходной водяными камерами, подключенными соответственно к рубашке и верхнему отводящему патрубку и образованными участками водяной рубашки, отделенными от последней перегородками, и дымоотводящий патрубок (см. а. с. СССР N 1508056 от 27.06.86 г., опубл. 15.09.89 г., МКИ 4: F 24 H 1/44).

Недостатком указанного отопительного котла является его низкая надежность ввиду того, что при низких скоростях движения теплоносителя в водяной рубашке, обрамляющей топочную камеру, и большой плотности теплового потока, передаваемого от топочной камеры, возникает микропарообразование, приводящее к образованию накипи, по мере наслоения которой в процессе работы котла происходит снижение теплообмена между теплоносителем водяной рубашки и стенкой топочной камеры и, как следствие, ее сгорание и разрыв. Кроме того в указанном котле недостаточно полно используется тепло дымовых газов, которые из топки сразу направляются в дымоотводящий патрубок, что снижает эффективность теплосъема.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является отопительный котел, содержащий топочную камеру, заключенную в водяную рубашку, соединенную с дополнительной водяной рубашкой с размещенными в ней в продольном направлении дымогарными трубами, горелку и дымоотводящий патрубок (см. п. СССР N 568388 от 23.10.71 г., опубл. 05.08.77 г., МКИ 2 F 24 H 1/44).

Недостатком указанного отопительного котла является его низкая надежность, т. к. вследствие низкой скорости движения теплоносителя в водяной рубашке и большой плотности теплового потока, передаваемого от топки, в пристенной зоне, обращенной в топку, происходит микропаробразование, приводящее к образованию накипи в плотном виде, что снижает теплообмен между теплоносителем, находящимся в водяной рубашке, и стенкой топки, и, как следствие, ее сгорание или разрыв. Кроме того движение дымовых газов и теплоносителя в дополнительной водяной рубашке имеет прямоточный характер, что снижает эффективность теплосъема.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение надежности и эффективности теплосъема.

Поставленная задача решается тем, что отопительный котел, содержащий топочную камеру, заключенную в водяную рубашку, соединенную с дополнительной водяной рубашкой с размещенными в ней в продольном направлении дымогарными трубами, горелку и дымоотводящий патрубок, при этом водяная рубашка выполнена в виде труб с плавниками, соединенных с входным и выходным коллекторами, снабженными перегородками и установленными в торцах топочной камеры, а дополнительная водяная рубашка образована корпусом котла, расположенным концентрично топке, и основной водяной рубашкой, при этом в межтрубном пространстве дополнительной водяной рубашки размещены полукольцевые перегородки, а в выходном газоходе установлена полуцилиндрическая газонаправляющая перегородка.

Указанное техническое решение позволяет значительно увеличить надежность отопительного котла, т. к. теплоноситель, находящийся в основной водяной рубашке, движется по трубам вдоль топочной камеры по четырем последовательным ходам с повышенной скоростью за счет перегородок, установленных в коллекторах, чем обеспечивается максимальный эффект теплоотдачи от топки к теплоносителю и исключается образование накипи в пристенной зоне, обращенной в топку. Кроме того предложенная конструкция обеспечивает интенсификацию конвективного теплообмена, благодаря созданию перекрестного тока в дополнительной водяной рубашке между дымовыми газами, проходящими по дымогарным трубам и направленными газонаправляющей перегородкой по двум ходам, и теплоносителем, совершающим волнообразное движение с повышенной скоростью за счет перегородок, установленных в межтрубном пространстве, что приводит к увеличению теплосъема котла.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 - отопительный котел в разрезе;
фиг. 2 - сечение I-I фиг.1;
фиг. 3 - сечение II-II фиг.1.

Отопительный котел содержит топочную камеру 1 с горелкой 2, заключенную в водяную рубашку 3, выполненную из труб 4 с плавниками 5. Трубы 4 соединены с задним 6 и передним 7 коллекторами, установленными в торцах топочной камеры, которые снабжены перегородками 8. Водяная рубашка 3 соединена с дополнительной водяной рубашкой 9, образованной корпусом котла 10, расположенным концентрично топке, и основной водяной рубашкой. В дополнительной водяной рубашке в продольном направлении расположены дымогарные трубы 11. В межтрубном пространстве дополнительной водяной рубашки размещены полукольцевые перегородки 12. Трубы 4 основной водяной рубашки 3 и дымогарные трубы 11 заключены в переднюю 13 и заднюю 14 трубные доски. Между трубными досками 13 и 14 и торцовыми стенками корпуса котла 10 образован выходной 15 и фронтовой кольцевой 16 газоход. В выходном газоходе 15 размещена полуцилиндрическая перегородка 17. Вход воды в котел осуществляется через патрубок 18, а выход - через патрубок 19. Выход дымовых газов осуществляется через дымоотводящий патрубок 20.

Работа отопительного котла осуществляется следующим образом.

Вода поступает через патрубок 18 в задний торцовой коллектор 6 и движется вдоль топочной камеры по трубам 4 водяной рубашки 3, совершая четыре последовательных хода за счет перегородок 8, расположенных в коллекторах 6, 7, увеличивая при этом скорость движения, после чего поступает в дополнительную водяную рубашку 9. Проходя по дополнительной водяной рубашке, вода изменяет направление движения и увеличивает свою скорость за счет полукольцевых перегородок 12, расположенных в межтрубном пространстве, и выходит в выходной патрубок 19 к потребителю.

Дымовые газы, образовавшиеся в топочной камере 1, поступают в выходной газоход 15 и направляются газонаправляющей перегородкой 17 в дымогарные трубы 11, расположенные в нижней части дополнительной водяной рубашки, и далее, разворачиваясь в фронтовом кольцевом газоходе 16, совершают второй ход по трубам 11, расположенным в верхней части дополнительной водяной рубашки, с последующим выходом в дымоотводящий патрубок 20.

Выполнение водяной рубашки в виде труб с плавниками, соединенных с коллекторами, снабженными перегородками и установленными в торцах топочной камеры, позволяет исключить возникновение накипи и повысить надежность котла, а размещение полукольцевых перегородок в межтрубном пространстве дополнительной водяной рубашки позволяет увеличить скорость движения воды и обеспечить перекрестный ток с дымовыми газами, направляемыми в дымогарные трубы полуцилиндрической газонаправляющей перегородкой, установленной в выходном газоходе, что позволяет интенсифицировать конвективный теплообмен и обеспечить более эффективный теплосъем.

Использование в котлах, работающих в системах отопления и горячего водоснабжения. Сущность изобретения: отопительный котел содержит топочную камеру 1, заключенную в водяную рубашку 3, выполненную из труб с плавниками, соединенных с задним 6 и передним 7 коллекторами, установленными в торцах топочной камеры и снабженными перегородками. Водяная рубашка 3 соединена с дополнительной водяной рубашкой, образованной корпусом котла, расположенным концентрично топке, и основной водяной рубашкой. В дополнительной водяной рубашке размещены в продольном направлении дымогарные трубы 11, а в межтрубном пространстве расположены полукольцевые перегородки 12. В выходном газоходе 15 установлена полуцилиндрическая газонаправляющая перегородка. Изобретение повышает надежность и эффективность теплосъема. 3 ил.

Отопительный котел, содержащий топочную камеру, заключенную в водяную рубашку, соединенную с дополнительной водяной рубашкой с размещенными в ней в продольном направлении дымогарными трубами, горелку и дымоотводящий патрубок, отличающийся тем, что водяная рубашка выполнена в виде труб с плавниками, соединенных с входным и выходным коллекторами, снабженными перегородками и установленными в торцах топочной камеры, а дополнительная водяная рубашка образована корпусом котла, расположенным концентрично топке, и основной водяной рубашкой, при этом в межтрубном пространстве дополнительный водяной рубашки установлены полукольцевые перегородки, а в выходном газоходе установлена полуцилиндрическая газонаправляющая перегородка.