Водогрейный котел

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплоэнергетике. Водогрейный котел содержит корпус, выполненный в виде водяной рубашки с, по крайней мере, двумя полостями-рукавами, смонтированными чередующимися на противоположных стенках водяной рубашки, входным и выходным патрубками, ревизионными проемами, и колосниковую решетку для топлива. Полости-рукава смонтированы по отношению к вертикально расположенным стенкам водяной рубашки с наклоном под углом от 2,0-25 градусов и снабжены наклонным, как и полость-рукав, экраном. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и надежности работы котла. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области коммунальной теплоэнергетике и может быть использовано в котельных установках малой мощности для обогрева помещений.

Известен водогрейный котел, состоящий из обечаек, водяных рубашек, полости с дымогарными трубками, газополости, подсоединительные патрубки. См. описание изобретения к патенту РФ №2072484, публ. 27.01.1997 г. При горении топлива горячие газы проходят через дымогарные трубы водяной полости через газополость, оборачиваясь в верхней части, через другую газополость отдают свое тепло стенкам обечаек и теплоносителю. Топливо загружается в котел через дверцу и сгорает под дымогарными трубами.

К недостаткам известного водогрейного котла можно отнести возможность скопления и подпора нагретых газов в верхней части водогрейного котла и проход нагретых газов без взаимодействия с дымогарными трубками водяной полости, что существенно снижает эффективность теплоотдачи и коэффициент полезного действия сгораемого топлива.

Известен более совершенный водогрейный котел по патенту РФ №2068158, публ. 20.10.1996 г., который снабжен корпусом с водяной рубашкой и расположенной корпусе топкой с колосниковой решеткой. В полости корпуса смонтированы поперечные экраны и связки. Обмуровка направляющей, шарнирного козырька, теплозащитной крышки и тепловоздушных облицовок обеспечивает сохранение тепла. После розжига растопочного материала на колосниковой решетке и полной загрузки топки начинается длительное горение топлива. Нижний слой топлива свободно горит, пространство между зеркалом горения и подвесными экранами питается кислородом воздуха и идет интенсивное горение. По ходу оседания сгоревшего топлива стенки водяной рубашки корпуса и наклонные стенки поперечных экранов подключаются к нагреву теплоносителя.

К недостаткам известного водогрейного котла можно отнести низкую эффективность передачи тепла от нагретых газов теплоносителю. Большая часть нагретых газов с высокой температурой выходят из водогрейного котла так и не отдав тепло теплоносителю.

Известен водогрейный котел с большей эффективностью теплоотдачи тепла от нагретых газов теплоносителю - прототип, см. описание изобретения к а.с. №1388669 М. кл. F24H 1/24, публ. 15.04.88 г. Известный водогрейный котел содержит топку с колосниковой решеткой, дымоход, образованный окруженными водяными рубашками, обечайками с проемами и торцевыми стенками с люками, причем в дымоходе установлены перегородки для образования лабиринтного канала. Обечайки дымохода выполнены пересекающимися, с образованием трех сопряженных полостей, при этом проемы в обечайках каждой полости дымохода выполнены у противоположных торцевых стенок.

К недостаткам водогрейного котла-прототипа можно отнести наличие перегородок и горизонтальных обечаек в зоне движения нагретых газов, которые снижают их скорость движения и создают очаги застоя газов, особенно при их перемещении вниз, что снижает эффективность теплоотдачи и приводит к дополнительным операциям и средствам по обеспечению возможности перемещения нагретых газов.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности повышение эффективности и надежности работы водогрейного котла.

Поставленная настоящим изобретением техническая задача достигается тем, что водяная рубашка, образованная стенками-полостями выполнена, по крайней мере, с двумя выполненными вовнутрь полости корпуса водогрейного котла чередующимися с разных сторон полостями-рукавами, при этом полости-рукава смонтированы по отношению к вертикально расположенным стенкам рубашки с наклоном под углом от 2-25 градусов.

Каждая полость-рукав рубашки водогрейного котла снабжена наклонным, как и полость-рукав, экраном.

Каждый экран перекрывает на 40-60% просвет (канал) между передней, или задней стенкой-полостью рубашки.

Экраны выполнены регулируемыми с возможностью их перемещения в продольном направлении для обеспечения заданных объемов прохождения разогретых газов.

Полости-рукава водяной рубашки выполнены из гофрированного металла.

Верхняя торцевая стенка-полость водяной рубашки выполнена с наклоном от выходного патрубка под углом до 15 градусов.

На фронтальной поверхности водогрейного котла выполнены по крайней мере, два ревизионных проема, со смонтированными в них дверцами.

Водяная рубашка снабжена ТЭНами для альтернативного нагрева теплоносителя, смонтированными в нижней ее части.

Новизной предложенного водогрейного котла является выполнение водяной рубашки, образованной стенками-полостями, по крайней мере, с двумя выполненными во внутрь полости корпуса водогрейного котла чередующимися с разных сторон полостями - рукавами, при этом полости-рукава смонтированы по отношению к вертикально расположенным стенкам рубашки с наклоном под углом от 2-25 градусов.

Указанные признаки являются новыми, неочевидными, промышленно применимыми, дающими неожиданный дополнительный положительный эффект более полной теплоотдачи выравнивания температуры теплоносителя по мере его продвижения при сжигании топлива при равномерно-последовательном перемещении нагретых газов и теплоносителя снизу вверх и направлены на достижение поставленной изобретением технической задачи повышения эффективности и надежности работы водогрейного котла.

Так, при передаче тепла нагретыми газами теплоносителю последний всегда имеет возможность вследствие наклона полостей-рукавов а также посредством конвективного или принудительного воздействия подниматься вверх, перемешиваясь и максимально при этом воспринимая тепло от нагретых газов.

Выполнение двух и более полостей-рукавов водяной рубашки позволяет полностью с заданной степенью передать тепло нагретых газов теплоносителю.

Признаки наличия у каждой полости-рукава рубашки водогрейного котла наклонного, как и полость-рукав экрана, выполнение экрана, перекрывающего на 40-60% просвет (канал) между передней, и/или задней стенкой-полостью рубашки, выполнение экранов регулируемыми с возможностью их перемещения в продольном направлении для обеспечения заданных объемов прохождения разогретых газов, а также выполнение полости-рукава водяной рубашки из гофрированного металла и выполнение верхней торцевой стенки-полости водяной рубашки с наклоном от выходного патрубка под углом до 15 градусов способствуют повышению эффективности теплоотдачи, продвижению теплоносителя без задержки, без образования застойных зон и зон перегрева теплоносителя.

Выполнение на фронтальной поверхности водогрейного котла, по крайней мере, двух ревизионных проемов со смонтированными в них дверцами позволяет длительное время эксплуатировать котел без разборки, периодически очищая поверхности рукавов и экранов, позволяет регулировать положение экранов и соответственно объемы проходящих под и над экраном нагретых газов.

Обеспечение водяной рубашки ТЭНами для альтернативного нагрева теплоносителя, смонтированными в нижней ее части, позволяют осуществлять бесперебойный обогрев помещения.

На чертеже схематично представлен предлагаемый водогрейный котел.

Водогрейный котел состоит из корпуса 1, представляющего собой водяную рубашку с передней 2 и задней 3, боковыми и верхней торцевой 4 полостями-стенками, в которых циркулирует теплоноситель. Теплоноситель поступает в полость рубашки при помощи входного 5 и выходит из полости рубашки при помощи выходного 6 патрубков. Верхняя торцевая полость 4 рубашки водогрейного котла выполнена со скосом (под наклоном) от выходного патрубка 6. В нижней части водогрейного котла смонтирована колосниковая решетка 7, на которой происходит сгорание топлива 8. Топливо 8 загружается в водогрейный котел через дверцу 9, а шлак удаляется при помощи выдвижного контейнера 10, устанавливаемого под колосниковой решеткой 7. Рукава-полости 11 выполнены последовательно чередующимися на передней 2 и задней 3 полостях-стенках рубашки с наклоном под углом до 25 градусов к горизонтали, а экраны 12 смонтированы параллельно рукавам-полостям 11. При этом экраны 12 смонтированы над рукавами-полостями 11, перекрывая на 40-60% просвет 13 между передней 2 или задней 3 стенкой-полостью рубашки. Ревизия и очистка рукавов-полостей 11 от шлака и пыли осуществляется при помощи ревизионных проемов и смонтированных в них дверок 14. Для обеспечения бесперебойного теплоснабжения в нижней части рубашки смонтированы ТЭНы 15. В верхней части выходного патрубка установлен расширительный бачок 16. Для дополнительного закручивания потока нагретых газов и для обеспечения лучшей теплоотдачи на внутренней поверхности рубашки смонтированы ребра жесткости 17, которые дополнительно воспринимают и передают тепло теплоносителю.

Предлагаемый водогрейный котел работает следующим образом.

Через дверцу 9 на колосниковую решетку 7 подается топливо 8. После возгорания топлива 8 нагретые газы устремляются вверх и в стороны, нагревая теплоноситель в нижней части рубашки. Затем нагретые газы, проходя через проем 13, разделяются на два потока, один из которых, удерживаемый экраном 12, прижимается к верхней поверхности нижнего рукава-полости рубашки, а второй поток поступает на нагрев нижней поверхности второго рукава-полости рубашки, обеспечивая тем самым равномерную теплоотдачу как нижнему рукаву-полости, так и верхнему рукаву-полости рубашки. При прохождении нагретых газов через последующий проем 13 между передней стенкой-полостью рубашки и рукавом-полостью вновь происходит разделение нагретых газов на два потока. Один проходит над верхней поверхностью второго рукава-полости 11, а другой - под нижней поверхностью третьего рукава-полости рубашки.

Металлические ребра жесткости, смонтированные на внутренней поверхности рубашки, способствуют улучшению теплоотдачи, предотвращают коробления и обеспечивают сохранность геометрии внутренней поверхности рубашки и ее герметичность.

Шлак и зола, провалившиеся через колосниковую решетку 7, удаляются при помощи выдвигаемого контейнера 10. Использование электроэнергии и подогрева теплоносителя при помощи ТЭНов позволяет бесперебойно осуществлять теплоснабжение помещений.

В настоящее время на предлагаемый водогрейный котел автором разработаны рабочие чертежи, изготовлен опытный образец котла, который для проверки надежности и эффективности работы переданы на испытания и в эксплуатацию. После получения информации о работе опытного образца котла будет принято решение об организации их производства.

1. Водогрейный котел, содержащий корпус, выполненный в виде водяной рубашки с, по крайней мере, двумя полостями-рукавами, смонтированными чередующимися на противоположных стенках водяной рубашки, входным и выходным патрубками, ревизионными проемами и колосниковую решетку для топлива, отличающийся тем, что полости-рукава смонтированы по отношению к вертикально расположенным стенкам водяной рубашки с наклоном под углом от 2,0-25° и снабжены экранами, смонтированными наклонно, как и соответствующая полость-рукав.

2. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что каждый экран перекрывает на 40-60% просвет между передней, или задней стенкой водяной рубашки котла.

3. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что экраны выполнены регулируемыми с возможностью их перемещения в продольном направлении для обеспечения заданных объемов проходящих газов.

4. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что полости-рукава выполнены из гофрированного металла.

5. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что верхняя торцевая стенка-полость водяной рубашки выполнена с наклоном от выходного патрубка под углом 1,0…15°.

6. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что водяная рубашка снабжена ТЭНами для альтернативного нагрева теплоносителя, смонтированными в нижней ее части.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах автономного теплоснабжения с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано в отопительных системах, производящих в качестве конечного продукта-теплоносителя горячую воду, и направлено на повышение эффективности отопительного котла, удешевление его конструкции и рациональное использование твердого топлива.

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

Изобретение относится к нагревательным устройствам для отопления индивидуальных жилых домов. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для нагрева жидкости с целью последующего использования тепловой энергии воды или иной скидкой среды, например различных масел для удовлетворения нужд человека.

Изобретение относится к нагревательным устройствам для отопления жилых домов. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для измерения теплового потока при определении тепловой эффективности теплообменников, например, автотракторных радиаторов

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

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в системах автономного теплоснабжения зданий, оборудованных системами водяного отопления. Технический результат - повышение эффективности работы котла за счет усиления теплообмена путем конструктивных изменений, а именно использования в теплообменнике пакета секций, каждая из которых выполнена в виде замкнутого по периметру чугунного прямоугольного профиля, полого внутри, со скругленными углами, и снабжение средних секций, проемами с выполненными по их контуру стыковочными ребрами, кроме последних секций, примыкающих к задней секции, а также выполнение конвективного дымохода со вставками, в виде стальных пластин, снабженных в свою очередь турбулизаторами. Пакет секций установлен на сварное основание зольника. Секции соединены между собой конусными втулками. Передняя секция образует переднюю стенку котла и снабжена тремя проемами, в верхней части передней секции расположен отвод подачи горячей воды в отопительную систему. Задняя секция выполняет функцию задней стенки котла и снабжена в верхней части патрубком дымохода, а в нижней ее части - патрубком для подачи в котел обратной воды из отопительной системы. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Котел нагревательный относится к области рекуперативной техники, преимущественно к системам отопления и горячего водоснабжения. В описываемом котле достигается более высокий кпд за счет выполнения теплообменника, состоящего из входного, выходного коллекторов, выполненных из труб диаметром dк и пакета соединительных труб диаметром dп, количество последних выбирают из соотношения: n = d k 2 / d п 2 , каждая из труб пакета изогнута в кривую линию, соответствующую затухающему по амплитуде и частоте колебательному процессу, а их плоскости симметрично наклонены к центральной оси входного коллектора под углом менее 90 градусов. Выходной коллектор и выходной патрубок, установленный в средней точке последнего и под углом 45 градусов к вертикальной оси теплообменника, размещены в вертикальной части кожуха, образующей дымоход, а все стенки кожуха, наклоненные внутрь, облицованы луче- и теплоотражающим материалом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для измерения теплового потока. Устройство для измерения теплового потока теплообменников, включающее теплоизолированный корпус парогенератора с крышкой, изоляторы, электроды, теплообменник, соединенный трубопроводом с крышкой и нижней частью корпуса парогенератора, расширительную емкость, измерительно-вычислительный блок, соединенный с электродами, содержит, по крайней мере, два теплообменника, входы которых установлены на одном уровне и соединены напорными трубопроводами с крышкой через коллектор, установленный вертикально выше уровня крышки, причем напорные трубопроводы снабжены запорными вентилями, а трубопроводы, соединяющие выходы теплообменников и нижнюю часть корпуса парогенератора, являются обратными. Технический результат - повышение производительности устройства, а именно процедуры измерения и сравнения теплового потока при необходимости испытания теплообменников с конструктивно-технологическими различиями, а также ресурсосбережение. 1 ил.

Изобретение относится теплоэнергетике и, в частности, к системам транспортировки жидкостей и способам теплоснабжения потребителей. Цель заявляемого технического решения - расширение диапазона регулирования температуры транспортируемой жидкости и функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что жидкость помешают в герметичный бачок, воздействуют на нее паром, получаемым в процессе кипячения жидкости, и с его помощью вытесняют жидкость из бачка, а затем пар конденсируют с образованием вакуума и с помощью образовавшегося вакуума всасывают в бачок очередную порцию жидкости, пар получают в кипятильной камере за пределами бачка и подают в бачок по трубе, соединяющей эту камеру с бачком, на определенный уровень, при этом температуру вытесняемой жидкости при перекачивании жидкости изменяют путем изменения этого уровня, а при отоплении - путем изменения соотношения объемов бачка и кипятильной камеры и определяют из соотношения: T=ΔV⋅T1/V2+V2⋅T2/ΔV, где T - температура вытесняемой жидкости, ΔV - разность объемов бачка и кипятильной камеры, Т1 - температура всасываемой в бачок жидкости, V2 - объем кипятильной камеры, Т2 - температура кипящей в кипятильной камере жидкости. Устройство для реализации этого способа содержит герметичный бачок с входным и выходным клапанами и кипятильную камеру, кипятильная камера выполнена в виде трубы, вертикально закрепленной под днищем бачка, при этом на нижнем торце трубы закреплен нагреватель, помещенный внутри этой трубы, и входной клапан, а верхний торец трубы размещен внутри бачка, и выходной клапан взаимодействует с донной частью бачка. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх