ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ Российский патент 2003 года по МПК F24H1/40 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах отопления и горячего водоснабжения, а также в подогревателях жидкостей и газов.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является техническое решение по патенту GB 2224104, F 24 H 1/44, 1990, содержащее корпус в виде цилиндрической водяной рубашки, наклоненные прямые водяные трубы, встроенные в камеру сгорания и вмонтированные своими концами в водяную рубашку, а также патрубки входа и выхода воды.

Недостатком данного котла является неэффективное использование газового потока в камере сгорания. Кроме того, данная конструкция не решает задачи использования кругового турбулентного движения теплоносителя для повышения теплообмена и уменьшения накипеобразования.

Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена в котле путем организации вращательного движения воды внутри нагреваемых элементов и интенсификации турбулизации газов в камере сгорания.

Поставленная цель достигается тем, что в водогрейном котле, содержащем корпус в виде цилиндрической водяной рубашки, последняя разделена кольцевыми перегородками, по крайней мере, на две кольцевые секции, последовательно сообщающиеся между собой посредством наклоненных прямых водяных труб, равномерно расположенных по периферии камеры сгорания под углом друг к другу на одинаковом расстоянии от оси котла, образуя завихрители газового потока между каждой парой последовательно расположенных кольцевых секций, входящие и выходящие концы наклоненных труб вмонтированы в кольцевые секции под острыми углами α и β по направлению движения воды относительно внутренней и наружной стенок водяной рубашки с образованием в них элементов кругового движения воды, кроме того, наклоненные трубы содержат внутри себя закручивающие потоки воды элементы, а патрубки подвода и отвода воды вмонтированы касательно к водяной рубашке, причем каждый с совпадением направления соответственно входа и выхода воды в наклоненные водяные трубы.

На фиг.1 представлен продольный разрез котла, на фиг.2 - поперечный разрез.

Водогрейный котел содержит корпус 1 в виде водяной рубашки. Водяная рубашка 1 кольцевыми перегородками 2 разделена, по крайней мере, на две кольцевые секции 3. Кольцевые секции 3 последовательно сообщаются между собой посредством наклоненных прямых водяных труб 4. Наклоненные водяные трубы 4 равномерно расположены по периферии камеры сгорания 5 под углом друг к другу на одинаковом расстоянии от оси котла и образуют завихрители газового потока 6 между каждой парой последовательно расположенных кольцевых секций 3. Входящие 7 и выходящие 8 концы наклоненных труб 4 вмонтированы в кольцевые секции 3 под острыми углами α и β по направлению движения воды относительно внутренней 9 и наружной 10 стенок водяной рубашки 1 и образуют в них элементы кругового движения воды 11. Наклоненные трубы 4 содержат внутри себя закручивающие потоки воды элементы 12. Патрубки подвода 13 и отвода 14 вмонтированы касательно к водяной рубашке 1 с совпадением направления соответственно входа и выхода воды в наклоненные водяные трубы.

Котел работает следующим образом.

При сжигании топлива в камере сгорания 5 продукты сгорания под воздействием завихрителей 6 повышают турбулентность газового потока, что позволяет организовать наибольший теплосъем с прилегающих поверхностей нагрева.

Циркуляция теплоносителя (воды) осуществляется следующим образом: теплоноситель через касательно расположенный патрубок подвода 13, поступая в крайнюю секцию 3 водяной рубашки 1, закручивается в ней по спирали, частично нагреваясь от внутренней стенки 9 водяной рубашки 1 и равномерно распределяясь, поступает в первый ряд наклоненных водяных труб 4, имеющих элементы закручивания потока воды для повышения эффективности теплообмена. Далее теплоноситель, нагреваясь в водяных трубах, вновь попадает в водяную рубашку 1, но уже в следующую кольцевую секцию, при этом закручивается по спирали благодаря расположенным под небольшим углом относительно стенок водяной рубашки 1 смонтированным выходным концом 8 наклоненных водяных труб 4. Из последней кольцевой секции 3 водяной рубашки 1 поток теплоносителя, окончательно нагреваясь, через касательно расположенный патрубок отвода 14 отводится в сеть.

Применение такого котла позволяет более эффективно использовать теплоту сгорания топлива, повысить эффективность теплообмена и увеличить срок службы котла благодаря уменьшению накипеобразования за счет использования кругового турбулентного движения теплоносителя в нагреваемых элементах котла.

Изобретение предназначено для нагрева жидкости и может быть использовано для отопления и горячего водоснабжения. Водогрейный котел содержит корпус в виде цилиндрической водяной рубашки, камеру сгорания с наклоненными прямыми водяными трубами, патрубки подвода и отвода воды. Водяная рубашка разделена кольцевыми перегородками, по крайней мере, на две кольцевые секции, последовательно сообщающиеся между собой посредством наклоненных прямых водяных труб, равномерно расположенных по периферии камеры сгорания под углом друг к другу на одинаковом расстоянии от оси котла с образованием завихрителей газового потока между каждой парой последовательно расположенных кольцевых секций. Входящие и выходящие концы наклоненных труб вмонтированы в кольцевые секции под острым углом по направлению движения воды относительно стенок водяной рубашки с образованием в них элементов кругового движения воды. Внутри наклоненных труб содержатся закручивающие потоки воды элементы, а патрубки подвода и отвода воды вмонтированы касательно к водяной рубашке с совпадением направления соответственно входа и выхода в наклоненные водяные трубы. Изобретение обеспечивает повышение эффективности теплообмена в котле. 2 ил.

Водогрейный котел, содержащий корпус в виде цилиндрической водяной рубашки, камеру сгорания с наклоненными прямыми водяными трубами, патрубки подвода и отвода воды, отличающийся тем, что водяная рубашка разделена кольцевыми перегородками, по крайней мере, на две кольцевые секции, последовательно сообщающиеся между собой посредством упомянутых наклоненных прямых водяных труб, равномерно расположенных по периферии камеры сгорания под углом друг к другу на одинаковом расстоянии от оси котла с образованием завихрителей газового потока между каждой парой последовательно расположенных кольцевых секций, причем входящие и выходящие концы наклоненных труб вмонтированы в кольцевые секции под острым углом по направлению движения воды относительно стенок водяной рубашки с образованием в них элементов кругового движения воды, кроме того, внутри наклоненных труб содержатся закручивающие потоки воды элементы, а патрубки подвода и отвода воды вмонтированы касательно к водяной рубашке с совпадением направления соответственно входа и выхода в наклоненные водяные трубы.