КОТЕЛ ВОДОГРЕЙНЫЙ ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ Российский патент 2016 года по МПК F24H1/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева воды на отопление с использованием преимущественно твердого топлива.

Известно «Устройство для тушения водяного котла» GB 189811036 [2], содержащее парогенератор, запорный клапан с плавкой кольцевой прокладкой, трубу для подачи пароводяной смеси в топку при превышении температуры плавления кольцевой прокладки.

Недостатком известной конструкции является необходимость в специально изготавливаемой для каждой температуры и давления кольцевой прокладки, что затрудняет изготовление линейки котлов различной мощности.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «КОТЕЛ ВОДОГРЕЙНЫЙ ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ» RU ПМ 140264 [1], содержащий камеру топочную, элементы корпуса которой выполнены с двойными стенками и объединены в единую полость водяной рубашки.

Недостатком известного устройства является низкие надежность и безопасность, обусловленные возможностью «взрыва» котла - разрушения при превышении давления пара в котле, выше нормативного. Недостатком также является низкие массогабаритные характеристики котла, обусловленные необходимостью применения металла повышенной толщины для стенок котла.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и безопасности, улучшение массогабаритных характеристик.

Технический результат достигается тем, что котел стальной водогрейный твердотопливный, содержащий камеру топочную, элементы корпуса которой выполнены с двойными стенками и объединены в единую полость водяной рубашки, характеризуется тем, что дополнительно содержит минимум один штифт между (оппозитными) стенками водяной рубашки, вставленный в заранее приготовленные отверстия в вышеуказанных стенках и герметично соединенный со стенками способом сварного соединения.

Котел может содержать штифты по 4 штуки в каждой двойной стенке (друг напротив друга в вершинах квадрата). Указанное количество штифтов позволит обеспечить необходимые характеристики безопасности благодаря присутствию сварных соединений во всех значимых зонах топки котла.

Котел может содержать зольный ящик, колосник. Наличие зольного ящика и колосника позволит использовать для получения теплой воды твердое топливо.

Котел может содержать дымосборную камеру, примыкающую к верхней части топки. Наличие дымосборной камеры облегчит проход дыма в дымовую трубу.

Дымоход может содержать дымопроводы, примыкающие к дымосборной камере, горизонтально проходящие внутри водяной рубашки, расположенной в верхней части котла. Наличие дымопроводов, проходящих через водяную рубашку, позволит дополнительно повысить энергоэффективность котла.

Котел, выполненный с применением пп. 1-5, схематически показан на фиг. 1 (вид сбоку) и фиг. 2 (вид спереди), на фиг. 3 показан разрез двойной стенки котла в области штифта в исходном состоянии и при штатном режиме, на фиг. 4 то же, при срабатывании защиты, где:

1 - камера топочная;

2 - двойные стенки камеры топочной;

3 - водяная рубашка;

4 - штифт;

5 - сварное соединение;

6 - зольный ящик;

7 - колосник;

8 - дымосборная камера;

9 - дымопроводы;

10 - направление потока воды.

Устройство действует следующим образом: камера топочная 1 котла выполнена с двойными стенками 2, между которыми расположен замкнутый объем, заполняемый водой и представляющий собой водяную рубашку 3. Между стенками котла 2 расположены штифты 4, соединенные со стенками герметичной сваркой 5. В случае исполнения котла твердотопливным ниже камеры топочной расположены зольный ящик 6 и колосник 7. Выше камеры топочной расположена дымосборная камера 8, к которой примыкают горизонтальные трубы 9, проходящие внутри водяной рубашки, которая в свою очередь может быть общей с водяной рубашкой, расположенной между двойных стенок котла.

При превышении давления внутри водяной рубашки номинального (при закипании котла) наиболее подверженный воздействию высокой температуры элемент сварного соединения, соединяющий внутреннюю стенку котла и штифт, частично разрушается, нарушая герметичность котла, и часть воды из водяной рубашки попадает в топочную камеру, производя частично или полное тушение котла. При надлежащем исполнении сварного соединения происходит плавная потеря герметичности с «подтеканием» воды из рубашки в камеру топочную и плавное снижение мощности нагрева. После устранения причины превышения давления над номинальным место разгерметизации штифта легко определяется по подтекам на стенках топочной камеры и заваривается стандартной сваркой.

При выполнении котла на жидком или газообразном топливе вода в топочной камере также нарушает режим работы горелки (или форсунки), что приводит к срабатыванию штатных средств защиты горелки котла.

Технический результат - повышение надежности и безопасности достигается тем, что при повышении давления по каким-либо причинам не происходит выброса большого количества пароводяной смеси в отапливаемом помещении, а также не происходит фатального разрушения котла (взрыва) с выбросом горящего топлива из топочной камеры, но происходит плавное тушение котла.

Технический результат - улучшение массогабаритных характеристик происходит благодаря снижению толщины металла двойных стенок котла при сохранении приемлемых характеристик прочности и сопротивления давлению пара в водяной рубашке.

Промышленное применение. Изобретение может быть с успехом применено для изготовления безопасных водонагревательных устройств - котлов.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к котлам для нагрева воды, работающим на твердом топливе. Котел стальной водогрейный твердотопливный содержит камеру топочную, элементы корпуса которой выполнены с двойными стенками и объединены в единую полость водяной рубашки. Дополнительно содержит минимум один штифт между стенками водяной рубашки, вставленный в заранее приготовленные отверстия в вышеуказанных стенках и герметично соединенный со стенками способом сварного соединения. Котел может содержать зольный ящик, колосник. Котел может содержать дымосборную камеру, примыкающую к верхней части топки. Дымоход может содержать дымопроводы, примыкающие к дымосборной камере, горизонтально проходящие внутри водяной рубашки, расположенной в верхней части котла. При использовании изобретения повышается надежность и безопасность, улучшаются массогабаритные характеристики. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Котел стальной водогрейный твердотопливный, содержащий камеру топочную, элементы корпуса которой выполнены с двойными стенками и объединены в единую полость водяной рубашки, отличающийся тем, что дополнительно содержит минимум один штифт между стенками водяной рубашки, вставленный в заранее приготовленные отверстия в вышеуказанных стенках и герметично соединенный со стенками способом сварного соединения.

2. Котел по п. 1, отличающийся тем, что содержит по 4 штифта в каждой боковой двойной стенке.

3. Котел по п. 1, отличающийся тем, что содержит зольный ящик, колосник.

4. Котел по п. 1, отличающийся тем, что содержит дымосборную камеру, примыкающую к верхней части топки.

5. Котел по п. 4, отличающийся тем, что дымоход содержит дымопроводы, примыкающие к дымосборной камере, горизонтально проходящие внутри водяной рубашки, расположенной в верхней части котла.