Водогрейный бытовой котел

 

Использование: для бытовых помещений, теплиц, транспорта, подогрева воды и др. Сущность изобретения: повышение КПД, снижение расхода топлива и металлоемкости. Для этого в водогрейном бытовом котле на естественной тяге, содержащем корпус 1 и центральную обечайку 4, имеющие верхние и нижние днища и образующие между собой водяную рубашку, подключенную к нижнему входному 3 и верхнему выходному 11 патрубкам, причем в полости обечайки 4 размещены камера сгорания с горелочным устройством 6, сообщенная с газоходом 12, и турбулизаторы 7 в виде труб, поперечных оси обечайки 4 и сообщенных с водяной рубашкой, турбулизаторы 7 установлены рядами и имеют в каждом ряду трубы более чем одного диаметра или трубы одного диаметра, увеличивающегося от ряда к ряду в сторону газохода 12, или трубы одного диаметра во всех рядах, количество их в которых постоянно, или переменно, или увеличивающееся от ряда к ряду в сторону газохода 12. 6 ил.

Изобретение относится к устройствам для обогрева бытовых помещений, в частности к водогрейным котлам с естественной тягой на газообразном и (или) твердом топливе, и может быть использовано для обогрева бытовых и производственных помещений, а также на транспорте (например, для отопления вагонов), а в сельском хозяйстве для обогрева теплиц, ферм и др.

Известен теплообменный элемент (водогрейный котел), содержащий корпус с центрально расположенной трубой, внутри которой установлены турбулизаторы, выполненные в виде системы полых цилиндрических стержней, установленных диаметрально по винтовой линии с переменным, последовательно уменьшающимся по ходу газов угловым смещением на шаг h, внутренняя полость которых подключена к емкости, образованной трубой и корпусом. Каждый стержень может быть снабжен винтовым оребрением. В нижней части трубы устанавливается горелка или колосниковая решетка.

Недостатками этого котла являются неэффективный теплообмен, высокая металлоемкость и, как следствие, низкий КПД и повышенный расход топлива в эксплуатации.

Цель изобретения повышение КПД, снижение расхода топлива и металлоемкости.

Цель достигается тем, что в водогрейном бытовом котле на естественной тяге, содержащем корпус и центральную обечайку, имеющие верхние и нижние днища и образующие между собой водяную рубашку, подключенную к нижнему входному и верхнему выходному патрубкам, причем в полости обечайки размещены камера сгорания с горелочным устройством, сообщенная с газоходом, и турбулизаторы в виде труб, поперечных оси обечайки и сообщенных с водяной рубашкой, турбулизаторы установлены рядами и имеют в каждом ряду трубы более чем одного диаметра или трубы одного диаметра, увеличивающегося от ряда к ряду в сторону газохода, или трубы одного диаметра во всех рядах, количество их в которых постоянно или переменно, или увеличивается от ряда к ряду в сторону газохода.

На фиг. 1 изображен водогрейный бытовой котел, продольный разрез (турбулизаторы имеют в каждом ряду трубы одного диаметра, увеличивающегося от ряда к ряду в сторону газохода); на фиг. 2 изображено сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 изображен водогрейный бытовой котел, продольный разрез (турбулизаторы имеют трубы одного диаметра во всех рядах, количество их в которых увеличивается от ряда к ряду в сторону газохода); на фиг. 4 теплообменный элемент (турбулизаторы имеют в каждом ряду трубы более чем одного диаметра); на фиг. 5 теплообменный элемент (турбулизаторы имеют трубы одного диаметра во всех рядах, количество их в которых постоянно); на фиг. 6 теплообменный элемент (турбулизаторы имеют трубы одного диаметра во всех рядах, количество их в которых переменно).

Водогрейный бытовой котел (фиг. 1) состоит из корпуса 1 с нижним днищем 2, снабженным входным патрубком 3, в котором установлен теплообменный элемент в виде центральной обечайки 4 с турбулизаторами 7, нижнего днища 5, горелочного устройства 6, установленного в полости теплообменного элемента, верхнего днища 8 с патрубком 9 и верхнего днища 10 корпуса с выходным патрубком 11. На патрубок 9 сверху установлен газоход 12.

На фиг. 3 в центральной обечайке 13 имеется выступ 14, на котором установлена колосниковая решетка 15, а турбулизаторы 16 выполнены из труб одного диаметра во всех рядах, количество их в которых увеличивается от ряда к ряду в сторону газохода.

Водогрейный бытовой котел работает следующим образом.

Котел, установленный в помещении, входным 3 и выходным 11 патрубками соединяется с системой отопления или водоснабжения и заполняется водой, а горелочное устройство 6 подключается к газовой сети или наполняется твердым топливом. Газоход 12 должен быть соединен с газоходом здания. Затем разжигается горелочное устройство 6. При сгорании топлива выделяется тепло, которое через поверхности теплообменного элемента продуктами сгорания передается теплоносителю, вследствие чего в системе отопления устанавливается естественная циркуляция теплоносителя и тепло передается в отапливаемое помещение. Охлажденная вода поступает через входной патрубок 3 и из полости между днищами 2 и 5 проходит в полость между корпусом 1 и центральной обечайкой 4, проходит через турбулизаторы 7, при этом нагревается и выходит через выходной патрубок 11. Количество тепла, производимое котлом, регулируется подачей топлива в горелочное устройство 6, что может быть осуществлено автоматически с помощью датчиков температуры теплоносителя и воздуха в отапливаемом помещении. Для окончания работы котла необходимо выполнить указанные операции в обратной последовательности.

Таким образом в водогрейном котле при прохождении горячих продуктов сгорания через теплообменный элемент происходит интенсификация теплообмена между продуктами сгорания и поверхностями теплообменного элемента, поскольку газовый поток при этом турбулизируется, а скорость газов достигает максимальной величины при минимальном коэффициенте избытка воздуха и поддерживается постоянной или возрастает при последовательном прохождении рядов турбулизаторов, что позволяет в минимальном объеме разместить максимальное количество теплообменных поверхностей при максимальной эффективности их использования и, таким образом, приводит к снижению металлоемкости, повышению КПД, снижению расхода топлива в эксплуатации.

Формула изобретения

ВОДОГРЕЙНЫЙ БЫТОВОЙ КОТЕЛ на естественной тяге, содержащий корпус и центральную обечайку, имеющие верхние и нижние днища и образующие между собой водяную рубашку, подключенную к нижнему входному и верхнему выходному патрубкам, причем в полости обечайки размещены камера сгорания с горелочным устройством, сообщенная с газоходом, и турбулизаторы в виде труб, поперечных оси обечайки и сообщенных с водяной рубашкой, отличающийся тем, что турбулизаторы установлены рядами и имеют в каждом ряду трубы более чем одного диаметра или трубы одного диаметра, увеличивающегося от ряда к ряду в сторону газохода, или трубы одного диаметра во всех рядах, в которых количество их постоянно, или переменно, или увеличивающееся от ряда к ряду в сторону газохода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6