ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ Российский патент 2007 года по МПК F24H1/08 

Область применения

Изобретение относится к конструкциям водогрейных котлов и может быть использовано в системах автономного теплоснабжения.

Предшествующий уровень техники

Известен водогрейный котел (прототип), содержащий корпус, выполненный из двух соосных обечаек, в кольцевом пространстве между которыми расположены дымогарные трубы конвективного пучка и контур нагрева теплоносителя, и топочную камеру, образованную полостью внутренней обечайки (см. RU 2186302 С2, опубл. 27.07.2002).

Известный котел обладает рядом недостатков, а именно не оптимизирован процесс работы котла, неконтролируемый нагрев теплоносителя, повышенный расход топлива, неравномерный нагрев внутренних элементов котла, повышенный выброс окиси углерода (СО).

Раскрытие изобретения

Техническим результатом является оптимизация работы котла, снижение расхода топлива, снижение выброса СО и повышение безопасности.

Технический результат, указанный выше, достигается тем, что водогрейный котел, содержащий корпус, выполненный из двух соосных обечаек, в кольцевом пространстве между которыми расположены дымогарные трубы конвективного пучка и контур нагрева теплоносителя, и топочную камеру, образованную полостью внутренней обечайки, согласно изобретению дополнительно содержит рабочий термостат, аварийный термостат, топливный бункер и горелку, размещенную в топочной камере и связанную автоматической системой подачи топлива с топливным бункером и автоматической подачей воздуха на горение с вентилятором и автоматической воздушной заслонкой, при этом система автоматической подачи топлива выполнена в виде транспортера, приводимого в движение посредством мотор-редуктора, а рабочий термостат через программируемый контроллер управляет подачей электрического тока на вентилятор и мотор-редуктор.

Краткое описание чертежей

Техническая сущность водогрейного котла поясняется чертежами (фиг.1-6).

На фиг.1 представлен вид спереди водогрейного котла.

На фиг.2 представлен вид сзади водогрейного котла.

На фиг.3 представлено внутреннее расположение элементов конструкции водогрейного котла.

На фиг.4 представлен узел системы автоматической подачи топлива.

На фиг.5 представлен узел рециркуляции водогрейного котла.

На фиг.6 представлена панель управления работой водогрейного котла.

Осуществление изобретения

Водогрейный котел содержит корпус 1, выполненный из двух соосных обечаек. С верхней и нижней стороны каждая обечайка закрыта приварным листом с отверстиями для труб. В кольцевом пространстве между обечайками расположены дымогарные трубы 2 конвективного пучка и контур нагрева 3 теплоносителя. Полость внутренней обечайки образует топочную камеру 4 с атмосферным клапаном 5.

Водогрейный котел дополнительно содержит рабочий термостат и горелку 6 со съемным конусообразным элементом 7, размещенную в топочной камере 4 и связанную автоматической системой подачи топлива с топливным бункером 8.

Система автоматической подачи топлива выполнена в виде шнекового транспортера 9 из двух шнеков, расположенных ступенью, с воздушным разрывом между ними, приводимого в движение посредством мотор-редуктора 10. Система автоматической подачи топлива также включает в себя мешатель топлива 11, вентилятор наддува 12 и воздушный клапан 13.

Рабочий термостат через программируемый контроллер управляет подачей электрического тока на вентилятор наддува 12, воздушный клапан 13 и мотор-редуктор 10.

На задней поверхности корпуса расположены патрубки подвода 14 и отвода 15 воды, патрубки 16, 17 для подключения теплых полов и патрубки 18, 19 для подключения бойлера.

Водогрейный котел также содержит узел рециркуляции 20, состоящий из патрубка подачи на рециркуляцию 21, аварийного клапана сброса давления 22, рециркуляционного насоса 23, фильтра 24, шарового вентиля 25 переключения циркуляции через бойлер, патрубка обратки от рециркуляции 26 и слива 27 воды из котла.

В передней части корпуса котла подвешена на петлях дверца 28 топки, рамка которой соединяет обе обечайки.

Спереди и сзади в нижней части корпуса имеются подвешенные на петлях дверцы 29, 30 зольников.

На задней поверхности корпуса расположен короб 30 выхода дымовых газов с дверцей для чистки.

В верхней части корпуса имеется люк 32 для чистки конвективной части.

Котел содержит панель управления работой 33, содержащую термометр дымовых газов 34, термоманометр 35, термометр подачи 36, 3-ходовой вентиль 37, аварийный термостат 38, переключатель режимов котла 39, рабочий термостат котла 40 и термометр обратки 41.

На наружной поверхности корпуса расположена теплоизоляция из минеральной ваты, закрытая сверху декоративной съемной облицовкой из листовой стали.

На боковой поверхности корпуса закреплена рукоятка 42 управления атмосферным клапаном 5.

Снизу к зольнику жестко прикреплены ноги 43 котла.

Топливный бункер снабжен крышкой 44 с защелкой.

Дверца топки, дымовой короб и система подачи топлива покрыты термостойкой краской.

Водогрейный котел работает следующим образом.

Водогрейный котел посредством патрубков подвода 14 и отвода 15 теплоносителя подключается к отопительной системе, содержащей циркуляционный насос (на фиг. не показаны).

Топливный бункер 8 заполняется топливом, преимущественно древесными гранулами или сухим зерном. Затем крышка 44 топливного бункера 8 закрывается и фиксируется защелкой.

Переключатель режимов котла 39 поворачивается в положение «режима подачи топлива». Открывается дверца топки 28 и вынимается конусообразный элемент 7 горелки 6 для визуального контроля заполнения полости горелки топливом.

Переключатель режимов котла 39 поворачивается в положение «СТОП», топливо поливается жидкостью для растопки.

Затем открывается атмосферный клапан 5, зажигается топливо в горелке 6. После образования устойчивого горения по всему периметру горелки 6 дверца топки 28 и атмосферный клапан 5 закрываются, а переключатель режимов котла 39 поворачивается в положение «вентилятор». Через несколько минут для контроля розжига открывается атмосферный клапан 5, затем дверца топки 28 и визуально проверяется наличие устойчивого горения по всей поверхности горелки. Далее с помощью держателя (захвата) конусообразный элемент 7 устанавливается на горелку 6. Закрывается дверца топки, атмосферный клапан 5 переводится в положение «закрыто», переключатель режимов котла 39 поворачивается в положение «автоматической работы котла».

Движение дымовых газов в топочной камере реверсивное. Дымовые газы возвращаются к полу, проходят внутри дымогарных труб 2 вверх через полость верхнего люка конвективной части, вниз, затем снова вверх и поступают в короб выхода дымовых газов 31, откуда через патрубок выводятся в дымовую трубу.

Поддержание заданной температуры теплоносителя осуществляется рабочим термостатом 40, расположенным под панелью управления работой. При достижении установленной температуры разогрева котла рабочий термостат через программируемый контроллер отключает вентилятор 12 наддува, закрывает воздушный клапан 13, отключает мотор-редуктор 10 (цепь электропитания размыкается). После остывания теплоносителя на 7-10°С от заданного значения электроцепь замыкается и происходит автоматический розжиг горелки путем подачи топлива и воздуха.

Для регулирования температуры подачи теплоносителя используется трехходовой вентиль 37.

В случае, если показатель предельной температуры разогрева теплоносителя на 8-10°С превышает показание температуры, установленное рабочим термостатом, срабатывает аварийный термостат 38, размыкающий цепь электропитания котла.

В случае аварийной остановки необходимо дождаться снижения температуры теплоносителя (преимущественно 70-75°С), снять блокировку термостата, при этом система должна автоматически запуститься вновь и выйти на установленный температурный режим.

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в системах автономного теплоснабжения. Котел содержит корпус, выполненный из двух соосных обечаек в кольцевом пространстве, между которыми расположены дымогарные трубы конвективного пучка и контур нагрева теплоносителя, топочную камеру, образованную полостью внутренней обечайки, рабочий термостат, топливный бункер и горелку, размещенную в топочной камере и связанную автоматической системой подачи топлива с топливным бункером и автоматической подачей воздуха для горения с вентилятором наддува. Система автоматической подачи топлива выполнена в виде транспортера, приводимого в движение посредством мотора-редуктора, а рабочий термостат через программируемый контроллер управляет подачей электрического тока на вентилятор и мотор-редуктор. Изобретение обеспечивает оптимизацию работы котла, снижение расхода топлива, снижение выброса СО и повышение безопасности. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Водогрейный котел, содержащий корпус, выполненный из двух соосных обечаек, в кольцевом пространстве между которыми расположены дымогарные трубы конвективного пучка и контур нагрева теплоносителя, и топочную камеру, образованную полостью внутренней обечайки, отличающийся тем, что он дополнительно содержит рабочий термостат, топливный бункер и горелку, размещенную в топочной камере и связанную системой автоматической подачи топлива с топливным бункером и автоматической подачей воздуха для горения с вентилятором наддува, при этом система автоматической подачи топлива выполнена в виде транспортера, приводимого в движение посредством мотора-редуктора, а рабочий термостат через программируемый контроллер управляет подачей электрического тока на вентилятор и мотор-редуктор.2. Котел по п.1, отличающийся тем, что система автоматической подачи топлива содержит мешатель топлива.3. Котел по п.1, отличающийся тем, что транспортер выполнен шнекового типа из двух шнеков, расположенных ступенью, с воздушным разрывом между ними.4. Котел по п.1, отличающийся тем, что на задней поверхности корпуса расположены патрубки подвода и отвода воды, патрубки для подключения теплых полов и патрубки для подключения бойлера.5. Котел по п.1, отличающийся тем, что он содержит узел рециркуляции, состоящий из патрубка подачи на рециркуляцию, аварийного клапана сброса давления, рециркуляционного насоса, фильтра, шарового вентиля переключения циркуляции через бойлер, патрубка обратки от рециркуляции и слива воды из котла.6. Котел по п.1, отличающийся тем, что он содержит в передней части дверцу топки, рамка которой соединяет обечайки.7. Котел по п.1, отличающийся тем, что спереди и сзади в нижней части корпуса имеются дверцы зольников.8. Котел по п.1, отличающийся тем, что на задней поверхности корпуса расположен короб выхода дымовых газов.9. Котел по п.1, отличающийся тем, что в верхней части корпуса имеется люк для чистки конвективной части.10. Котел по п.1, отличающийся тем, что он содержит панель управления работой, содержащую термометр дымовых газов, термоманометр, термометр подачи, 3-х-ходовой вентиль регулирования температуры теплоносителя, аварийный термостат, переключатель режимов котла, рабочий термостат котла и термометр обратки.11. Котел по п.1, отличающийся тем, что на наружной поверхности корпуса расположена теплоизоляция из минеральной ваты, закрытая сверху декоративной съемной облицовкой.12. Котел по п.1, отличающийся тем, что внутри корпуса расположен атмосферный клапан, соединяющий топку с коробом дымовых газов.13. Котел по п.1, отличающийся тем, что на горелке расположен конусообразный элемент.