ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КОТЕЛ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2012 года по МПК F24H1/00 

Изобретение и его варианты относятся к тепловой технике и могут быть использованы для обогрева жилых, производственных помещений и горячего водоснабжения для бытовых нужд, что позволяет использовать отопительный котел как внутри, так и вне здания: в столовых, сельских больницах, фермах, теплицах и других помещениях.

За аналог двух вариантов заявляемого изобретения принято техническое решение того же назначения - отопительный котел, общими признаками которого с заявляемыми вариантами изобретения являются корпус в виде водяной рубашки, обрамляющей топку и газоход, снабженный полыни перегородками с интенсификаторами теплообмена на верхней и нижней стенках, сообщенными с полостью рубашки и образующими в газоходе лабиринтный газовый канал, отличающийся тем, что снизу топки установлена полость, образующая с полостью рубашки замкнутый контур теплоносительной среды, а полые перегородки выполнены в количестве 2-4 и в виде плоских полых теплообменных элементов с продольными каналами, установлены горизонтально и диаметрально противоположно на разновысотных уровнях с перекрытием друг друга в газоходе (описание изобретения к патенту РФ №2122688, МПК6 F24H 1/00, 05.07.1996 г.).

Наиболее близким аналогом того же назначения, что и оба варианта заявляемого изобретения, является техническое решение того же назначения - отопительный котел, в котором общими признаками с заявляемыми вариантами изобретения являются корпус, в котором установлен теплообменник, содержащий внутренний и наружный кожухи, образующие внешний канал теплоносителя и сообщающуюся с ним Г-образную полость, образующие замкнутый контур циркуляции теплоносителя, при этом внешняя поверхность Г-образной полости и внутренний кожух образуют газоходный канал с газоотводящим патрубком, в газоходном канале установлена съемная перегородка, в нижней зоне теплообменника установлено газогорелочное устройство (описание изобретения к патенту РФ №2186301, МПК7 F24H 1/00, 28.02.2000 г.).

К недостаткам известных технических решений, как аналога, так и прототипа, относятся невысокие потребительские и эксплуатационные свойства. Кроме того, у них низкая технологичность изготовления.

Задачей, на решение которой направлены оба варианта изобретения, является повышение потребительских и эксплуатационных свойств отопительного котла. Кроме того, техническое решение позволяет повысить технологичность изготовления отопительного котла.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении вариантов изобретения, заключается в интенсификации теплообмена в отопительном котле путем улучшения условий теплоотдачи для конкретных условий использования отопительного котла.

Сущность изобретения по первому варианту - отопительный котел, включающий корпус, в котором установлен теплообменник, содержащий внутренний и наружный кожухи, образующие внешний канал теплоносителя и сообщающуюся с ним Г-образную полость, образующие замкнутый контур циркуляции теплоносителя, при этом внешняя поверхность Г-образной полости и внутренний кожух образуют газоходный канал с газоотводящим патрубком, в газоходном канале установлена съемная перегородка, в нижней зоне теплообменника установлено газогорелочное устройство, состоит в том, что между корпусом и теплообменником расположен теплоизолирующий экран, газоотводящий патрубок установлен вертикально в верхней зоне газоходного канала, съемная перегородка в нижней и верхней частях газоходного канала имеет свободные зоны с возможностью прохода и направления продуктов сгорания в газоотводящий патрубок, в теплообменнике под газогорелочным устройством установлена направляющая решетка.

Решению поставленной задачи способствуют признаки, характеризующие первый вариант изобретения в частных случаях его выполнения или использования.

Наружный кожух снабжен штуцерами подвода и отвода теплоносителя.

В качестве теплоносителя использована вода.

В качестве теплоносителя использована смесь воды с низкозамерзающими присадками.

Газогорелочное устройство снабжено автоматикой безопасности и терморегулирования.

Теплоизолирующий экран выполнен снизу с незамкнутой поверхностью.

Теплообменник снабжен штуцером с пробкой для удаления конденсата.

Корпус выполнен из влагостойкого материала.

Корпус снабжен дверцей.

Теплообменник снабжен люком.

Г-образная полость снабжена дополнительным теплообменником.

Дополнительный теплообменник подключен через штуцера к системе водоснабжения.

Перегородка установлена диагонально в газоходном канале.

Сущность изобретения по второму варианту - отопительный котел, включающий корпус, в котором установлен теплообменник, содержащий внутренний и наружный кожухи, образующие внешний канал теплоносителя, и сообщающуюся с ним в Г-образную полость, образующие замкнутый контур циркуляции теплоносителя, при этом внешняя поверхность Г-образной полости и внутренний кожух образуют газоходный канал с газоотводящим патрубком, в газоходном канале установлена съемная перегородка, в нижней зоне теплообменника установлено газогорелочное устройство, состоит в том, что газоотводящий патрубок установлен вертикально в верхней зоне газоходного канала, съемная перегородка в нижней и верхней частях газоходного канала имеет свободные зоны с возможностью прохода и направления продуктов сгорания в газоотводящий патрубок, в теплообменнике под газогорелочным устройством установлена направляющая решетка.

Решению поставленной задачи способствуют признаки, характеризующие второй вариант изобретения в частных случаях его выполнения или использования.

Наружный кожух снабжен штуцерами подвода и отвода теплоносителя.

В качестве теплоносителя использована вода.

В качестве теплоносителя использована смесь воды с низкозамерзающими присадками.

Газогорелочное устройство снабжено автоматикой безопасности и терморегулирования.

Теплообменник снабжен штуцером с пробкой для удаления конденсата.

Корпус выполнен из влагостойкого материала.

Корпус снабжен дверцей.

Теплообменник снабжен люком.

Г-образная полость снабжена дополнительным теплообменником.

Дополнительный теплообменник подключен через штуцера к системе водоснабжения.

Перегородка установлена диагонально в газоходном канале.

Из уровня техники не известно техническое решение с заявляемой совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы изобретения, что подтверждает его соответствие условию патентоспособности - новизна.

Существенные отличительные признаки независимого пункта формулы заявляемого изобретения для специалиста явным образом не следуют из уровня техники, что подтверждает соответствие изобретения условию патентоспособности - изобретательский уровень.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где:

на фиг.1 - продольный разрез отопительного котла;

на фиг.2 - общий вид отопительного котла.

Пример осуществления вариантов изобретения, с реализацией указанного назначения, изложен для ее первого варианта, имеющего свои конструктивные особенности, но и охватывающего самостоятельно используемый второй вариант изобретения.

Отопительный котел по первому варианту при его установке вне помещения содержит корпус 1, в котором установлен теплообменник (позицией не обозначен), в нижней зоне которого установлено газогорелочное устройство 2. Между корпусом 1 и теплообменником расположен теплоизолирующий экран 3. Теплообменник содержит внутренний кожух 4 и наружный кожух 5, образующие внешний канал 6 теплоносителя, и сообщающуюся с ним Г-образную полость 7 в продольном сечении, которые содержат теплоноситель 8, образующие замкнутый контур его циркуляции. Наружный кожух 5 снабжен штуцером подвода 9 теплоносителя из отопительной системы (на чертеже не показана) и штуцером отвода 10 теплоносителя в отопительную систему. Внешняя поверхность 11 Г-образной полости 7 и внутренний кожух 4 образуют газоходный канал 12. Для удлинения пути прохождения продуктов сгорания и увеличения площади теплосъема в теплообменнике между Г-образной полостью 7 и внешним каналом 6 теплоносителя установлена диагональная перегородка 13, съемная для чистки внутренних поверхностей теплообменника от сажистых отложений. В верхней части газоходного канала 12 установлен газоотводящий патрубок 14 для отвода продуктов сгорания. Диагональная перегородка 13 установлена не по всей высоте газоходного канала 12, оставляя в его нижней и верхней частях зоны для прохода и направления продуктов сгорания в газоотводящий патрубок 14, соединенный с дымоотводящей системой (на чертеже не показана). Г-образная полость 7 снабжена дополнительным теплообменником 15, используемым для горячего водоснабжения. Дополнительный теплообменник 15 подключен через штуцера (на чертеже не обозначены позицией) к системе водоснабжения. Для удаления конденсата из газоходного канала 12 теплообменник снабжен штуцером 16 с пробкой 17. Теплообменник снабжен люком 18 для чистки газоходного канала 12. В качестве теплоносителя 8 использована вода. В качестве теплоносителя 8 м.б. использована смесь воды с низкозамерзающими присадками. Теплоизолирующий экран 3 снижает теплопотери отопительного котла в окружающую среду. При установке котла в помещении наличие теплоизолирующего экрана 3 избыточно, потому что в этом случае тепло, выделяемое отопительным котлом, используется на обогрев помещения в месте установки отопительного котла, экономя при этом на установке отопительных приборов. Газогорелочное устройство 2, установленное для сжигания газообразного топлива, оснащено автоматикой безопасности и терморегулирования (позицией не обозначены). Под горелками 19 газогорелочного устройства 2 установлена направляющая решетка 20 для направленной подачи воздуха к газовым горелкам 19 и для их ветрозащиты при установке отопительного котла снаружи здания. Теплоизолирующий экран 3 выполнен снизу с незамкнутой поверхностью, это обусловлено тем, что нижняя часть отопительного котла не перегревается, охлаждаясь вторичным воздухом, поступающим в газогорелочное устройство. А нагретый, таким образом, вторичный воздух способствует более эффективному сжиганию газообразного топлива газогорелочным устройством. Корпус 1 выполнен из влагостойкого материала для защиты от внешних воздействий и снабжен дверцей 21 для обслуживания отопительного котла и для обеспечения доступа к газогорелочному устройству 2.

Отопительный котел по второму варианту при его установке в помещении выполнен без теплоизолирующего экрана 3.

Отопительный котел по первому варианту, установленный вне помещения, работает следующим образом. В газогорелочное устройство 2 подают газообразное топливо, смешивают его с первичным воздухом и поджигают его. Вторичный воздух, необходимый для сжигания газообразного топлива, направленно поступает к горелкам 19 через решетку 20. Продукты сгорания топлива образуют газообразный поток, проходящий по газоходному каналу 12, омывающий внутренний кожух 4 и внешнюю поверхность Г-образной полости 7. Продукты сгорания омывают с двух сторон диагональную перегородку 13, последовательно проходя вниз с одной ее стороны и вверх - с другой ее стороны. Теплоноситель 8, нагреваясь от продуктов сгорания, поступает в штуцер отвода 10 и далее в систему отопления. Одновременно через штуцер подвода 9, остывший в системе отопления, теплоноситель 8 поступает в отопительный котел. Движение теплоносителя 8 может быть гравитационным или принудительным через насос. Теплоноситель 8 в Г-образной полости 7 отдает часть тепловой энергии воде, циркулирующей по дополнительному теплообменнику 15, используемой для горячего водоснабжения. Теплоизолирующий экран 3 уменьшает рассеивание полезной тепловой энергии в окружающую среду. Газообразный поток, передав основную долю тепловой энергии, выходит в газоотводящий патрубок 14 и далее в дымоотводящую систему отопительного котла. При отключенной отопительной системе полезная тепловая энергия отопительного котла может использоваться только для горячего водоснабжения. Автоматика безопасности обеспечивает бесперебойную подачу газа в газогорелочное устройство 2 и отключение подачи газа при аварийных ситуациях, например, внезапном отключении газа, нарушении тяги в отопительном котле. Автоматика терморегулирования обеспечивает постоянную температуру теплоносителя 8 при работе отопительного котла. Наличие люка 18 и съемной диагональной перегородки 13 обеспечивает легкий доступ ко всем участкам дымоходного пространства отопительного котла и его обслуживания. При розжиге отопительного котла, резком снижении температуры воздуха в месте расположения отопительного котла на внутреннем кожухе 4, внешней поверхности 11 Г-образной полости 7 и диагональной перегородке 13 возможно образование конденсата, который в смеси с продуктами сгорания топлива образует агрессивные химически активные соединения. Конденсат удаляется через штуцер 16, и после его удаления штуцер 16 закрывают пробкой 17.

Отопительный котел по второму варианту, установленный в помещении при отсутствии теплоизолирующего экрана 3, способствует обогреву помещения в месте установки отопительного котла за счет рассеивания полезной тепловой энергии в помещении, что не требует установки дополнительных отопительных приборов.

Описанные средства и методы, с помощью которых возможно осуществление вариантов изобретения, с реализацией указанного их назначения, подтверждают соответствие вариантов изобретения условию патентоспособности - промышленная применимость.

Перечень позиций элементов чертежей отопительного котла:

1 - корпус

2 - газогорелочное устройство

3 - теплоизолирующий экран

4 - внутренний кожух

5 - наружный кожух

6 - внешний канал теплоносителя

7 - Г-образная полость

8 - теплоноситель

9 - штуцер подвода

10 - штуцер отвода

11 - внешняя поверхность Г-образной полости 7

12 - газоходный канал

13 - диагональная перегородка

14 - газоотводящий патрубок

15 - дополнительный теплообменник

16 - штуцер

17 - пробка

18 - люк

19 - горелка

20 - решетка

21 - дверца

Изобретение и его варианты относится к теплоэнергетике и может быть использовано для обогрева жилых, производственных помещений и горячего водоснабжения для бытовых нужд. Отопительный котел по первому варианту изобретения включает корпус, в котором установлен теплообменник, содержащий внутренний и наружный кожухи, образующие внешний канал теплоносителя и сообщающуюся с ним Г-образную полость, образующие замкнутый контур циркуляции теплоносителя. Внешняя поверхность Г-образной полости и внутренний кожух образуют газоходный канал с газоотводящим патрубком, в газоходном канале установлена съемная перегородка, в нижней зоне теплообменника установлено газогорелочное устройство. Между корпусом и теплообменником расположен теплоизолирующий экран. Газоотводящий патрубок установлен вертикально в верхней зоне газоходного канала. Съемная перегородка в нижней и верхней частях газоходного канала имеет свободные зоны с возможностью прохода и направления продуктов сгорания в газоотводящий патрубок. В теплообменнике под газогорелочным устройством установлена направляющая решетка. По второму варианту изобретения отопительный котел выполнен без теплоизолирующего экрана между корпусом и теплообменником при установке его в помещении. При таком выполнении улучшаются условия и повышается технологичность изготовления отопительного котла. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Отопительный котел, включающий корпус, в котором установлен теплообменник, содержащий внутренний и наружный кожухи, образующие внешний канал теплоносителя, и сообщающуюся с ним Г-образную полость, образующие замкнутый контур циркуляции теплоносителя, при этом внешняя поверхность Г-образной полости и внутренний кожух образуют газоходный канал с газоотводящим патрубком, в газоходном канале установлена съемная перегородка, в нижней зоне теплообменника установлено газогорелочное устройство, отличающийся тем, что между корпусом и теплообменником расположен теплоизолирующий экран, газоотводящий патрубок установлен вертикально в верхней зоне газоходного канала, съемная перегородка в нижней и верхней частях газоходного канала имеет свободные зоны с возможностью прохода и направления продуктов сгорания в газоотводящий патрубок, в теплообменнике под газогорелочным устройством установлена направляющая решетка.

2. Отопительный котел по п.1, отличающийся тем, что наружный кожух снабжен штуцерами подвода и отвода теплоносителя.

3. Отопительный котел по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя использована вода.

4. Отопительный котел по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя использована смесь воды с низкозамерзающими присадками.

5. Отопительный котел по п.1, отличающийся тем, что газогорелочное устройство снабжено автоматикой безопасности и терморегулирования.

6. Отопительный котел по п.1, отличающийся тем, что теплоизолирующий экран выполнен снизу с незамкнутой поверхностью.

7. Отопительный котел по п.1, отличающийся тем, что теплообменник снабжен штуцером с пробкой для удаления конденсата.

8. Отопительный котел по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен из влагостойкого материала.

9. Отопительный котел по п.1, отличающийся тем, что корпус снабжен дверцей.

10. Отопительный котел по п.1, отличающийся тем, что теплообменник снабжен люком.

11. Отопительный котел по п.1, отличающийся тем, что перегородка установлена диагонально в газоходном канале.

12. Отопительный котел по п.1, отличающийся тем, что Г-образная полость снабжена дополнительным теплообменником.

13. Отопительный котел по п.12, отличающийся тем, что дополнительный теплообменник подключен через штуцера к системе водоснабжения.

14. Отопительный котел, включающий корпус, в котором установлен теплообменник, содержащий внутренний и наружный кожухи, образующие внешний канал теплоносителя, и сообщающуюся с ним Г-образную полость, образующие замкнутый контур циркуляции теплоносителя, при этом внешняя поверхность Г-образной полости и внутренний кожух образуют газоходный канал с газоотводящим патрубком, в газоходном канале установлена съемная перегородка, в нижней зоне теплообменника установлено газогорелочное устройство, отличающийся тем, что газоотводящий патрубок установлен вертикально в верхней зоне газоходного канала, съемная перегородка в нижней и верхней частях газоходного канала имеет свободные зоны с возможностью прохода и направления продуктов сгорания в газоотводящий патрубок, в теплообменнике под газогорелочным устройством установлена направляющая решетка.

15. Отопительный котел по п.14, отличающийся тем, что наружный кожух снабжен штуцерами подвода и отвода теплоносителя.

16. Отопительный котел по п.14, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя использована вода.

17. Отопительный котел по п.14, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя использована смесь воды с низкозамерзающими присадками.

18. Отопительный котел по п.14, отличающийся тем, что газогорелочное устройство снабжено автоматикой безопасности и терморегулирования.

19. Отопительный котел по п.14, отличающийся тем, что теплообменник снабжен штуцером с пробкой для удаления конденсата.

20. Отопительный котел по п.14, отличающийся тем, что корпус выполнен из влагостойкого материала.

21. Отопительный котел по п.14, отличающийся тем, что корпус снабжен дверцей.

22. Отопительный котел по п.14, отличающийся тем, что теплообменник снабжен люком.

23. Отопительный котел по п.14, отличающийся тем, что перегородка установлена диагонально в газоходном канале.

24. Отопительный котел по п.14, отличающийся тем, что Г-образная полость снабжена дополнительным теплообменником.

25. Отопительный котел по п.24, отличающийся тем, что дополнительный теплообменник подключен через штуцера к системе водоснабжения.