ВОДОГРЕЙНЫЙ ЖАРОТРУБНЫЙ КОТЕЛ Российский патент 2015 года по МПК F24H1/00 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при производстве водогрейных котлов для отопления и горячего водоснабжения.

Известен водогрейный жаротрубный котел КО-20 (сайт ОАО «Дорогобуж-котломаш» http://www.dkm.ru). Котел представляет из себя сварную конструкцию прямоугольной формы, основой которой является корпус. Топка, образуемая трубными досками и трубами 28×3, расположена между двумя камерами с теплоносителем (водой). В верхней части топки расположена водотрубная конвективная часть, состоящая из четырех рядов труб 28×3, ввареных в стенки камер. Роль колосников при работе на твердом топливе выполняет ряд труб 28×3, расположенных в нижней зоне топки. В передней части поддона расположен шибер, позволяющий регулировать количество воздуха на горение. Для присоединения котла к отопительной системе на боковых стенках установлены два штуцера Ду 50. Газоход расположен на верхней панели котла. Там же установлен штуцер под термометр для визуального контроля температуры воды.

Недостатками известного котла являются не эффективное использование теплообменных поверхностей и чувствительность к качеству сетевой воды, что обусловлено малой скоростью теплоносителя внутри котла и ее неравномерностью. В трубах конвективной части возможно закипание воды из-за отсутствия принудительной циркуляции.

Известен также отопительный жаротрубный котел для газообразного и жидкого топлива (патент на изобретение №2241902), содержащий цилиндрический водоподводящий корпус с торцевыми трубными досками и обмуровкой, в полости которого цилиндрическая глухая на удаленном от горелки конце жаровая камера, закрепленная в передней трубной доске, и два хода дымогарных труб, расположенных по концентрическим окружностям, соосным с жаровой камерой и закрепленных в отверстиях передней трубной доски. В отверстиях задней трубной доски закреплены только дымогарные трубы второго хода, а дымогарные трубы первого хода закреплены в отверстиях, расположенных по периферии в задней части жаровой камеры посредством Т-образных переходов. Дымогарные трубы второго хода имеют меньший диаметр и равномерно расположены по двум окружностям между трубами первого хода.

Недостатком данного котла является не эффективное использование теплообменных поверхностей, а также чувствительность к качеству сетевой воды из-за малой скорости теплоносителя и ее неравномерности.

Цель изобретения - при существующих габаритных размерах повысить тепловую производительность котла за счет повышения эффективности теплообмена, а также улучшить эксплуатационные качества, в частности уменьшить чувствительность котла к качеству сетевой воды.

Для решения поставленной задачи предложен водогрейный жаротрубный котел, содержащий цилиндрический корпус с установленными на нем патрубками для подвода и отвода воды, который спереди закрыт днищем с отверстием и горловиной под установку горелки, сзади - днищем с отверстием для выхода дымовых газов. Внутри водяного объема корпуса находится жаровая труба закрытая передним и задним днищами, снабженная водотрубной конвективной частью. Кольцевое пространство между корпусом и жаровой трубой разделено одно- или многозаходной винтовой перегородкой с постоянным либо переменным шагом на каналы с перегородками в зоне конвективной части.

Поставленные цели достигаются за счет того, что водяной тракт котла, представляющий из себя кольцевое пространство, заключенное между жаровой трубой и цилиндрическим корпусом, разделен одно- или многозаходной винтовой перегородкой с постоянным либо переменным шагом на отдельные каналы, которые в зоне конвективной части имеют перегородки, обеспечивающие циркуляцию воды в конвективных трубах. Данная конструкция позволяет обеспечить расчетную скорость теплоносителя по всему водяному тракту котла, что значительно увеличивает коэффициент теплопередачи теплообменных поверхностей, таким образом повышая эффективность их использования. Кроме этого, движение теплоносителя с заданной скоростью позволяет предотвратить выпадение осадка на внутренних поверхностях котла, что делает его малочувствительным к качеству сетевой воды.

Котел на фиг.1 содержит цилиндрический корпус 1, который спереди закрыт днищем 2 с отверстием и горловиной под установку горелки 3, сзади - днищем с отверстием для выхода дымовых газов 4. Внутри водяного объема корпуса находится жаровая труба 5, закрытая передним и задним днищами, снабженная водотрубной конвективной частью 6. Кольцевое пространство между корпусом и жаровой трубой разделено одно- или многозаходной винтовой перегородкой с постоянным либо переменным шагом 7 на каналы, которые, в свою очередь, в зоне конвективной части имеют перегородки 8, обеспечивающие циркуляцию теплоносителя по конвективным трубам. Подвод и отвод подогреваемой воды осуществляется через патрубки 9, установленные на корпусе котла.

Работа котла осуществляется следующим образом.

Котел заполняется циркулирующей водой через патрубки 9, после чего запускается горелочное устройство 3. Раскаленные продукты сгорания, двигаясь вдоль оси котла, отдают тепло поверхностям жаровой трубы 5 и конвективной части 6 и, охладясь до расчетной температуры, удаляются через отверстие в днище 4 в дымовую трубу. Вода, циркулирующая в котле по каналам, образованным винтовой перегородкой, 7 и благодаря перегородкам 8, по трубам конвективной части, омывает все теплообменные поверхности с заданной скоростью, что обеспечивает эффективный теплообмен и предотвращает выпадение осадка внутри котла.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в водогрейных котлах для отопления и горячего водоснабжения. Технический результат - при существующих габаритных размерах повысить тепловую производительность котла за счет повышения эффективности теплообмена. Технический результат достигается за счет того, что водогрейный жаротрубный котел содержит цилиндрический корпус с установленными на нем патрубками для подвода и отвода воды, закрытый спереди днищем с отверстием и горловиной для установки горелки, сзади - днищем с отверстием для выхода дымовых газов, внутри которого соосно с ним расположена жаровая труба, закрытая передним и задним днищами, снабженная водотрубной конвективной частью. Водяной тракт котла представляет из себя кольцевое пространство, заключенное между жаровой трубой и цилиндрическим корпусом, разделенное одно- или многозаходной винтовой перегородкой с постоянным либо переменным шагом на отдельные каналы, размеры которых обеспечивают расчетную скорость теплоносителя. Для создания циркуляции теплоносителя в трубах конвективной части в каналах установлены перегородки. 1 ил.

Водогрейный жаротрубный котел, содержащий цилиндрический корпус с установленными на нем патрубками для подвода и отвода воды, закрытый спереди днищем с отверстием и горловиной для установки горелки, сзади - днищем с отверстием для выхода дымовых газов, внутри которого соосно с ним расположена жаровая труба, закрытая передним и задним днищами, снабженная водотрубной конвективной частью, отличающийся тем, что кольцевое пространство между корпусом и жаровой трубой разделено одно- или многозаходной винтовой перегородкой с постоянным либо переменным шагом на каналы с перегородками в зоне конвективной части.