ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ

Полезная модель относится к энергетике, а именно к оборудованию для нагрева воды и может быть использовано для отопления жилых и производственных помещений, а также горячего водоснабжения.
Известен отопительный котел, выполненный в виде охлаждаемого корпуса, в котором соосно установлена топка с размещенным в ней спиральным теплообменником и газовой горелкой в ее нижней части. В точке имеется водяная рубашка, образующая с корпусом кольцевой конвективный газоход, в котором установлены поперечные кольцевые ребра, снабженные сквозными проемами. Топка сообщена с каналами газоходом, который сообщен с отводящими отработанные топочные газы бортовыми отсосами.
В процессе работы котла продукты сгорания, образующиеся при сжигании газа в горелке, омывают спиральный теплообменник, по которому циркулирует вода, и нагревают ее. Параллельно топочные газы через стенку водяной рубашки отдают тепло циркулирующей в корпусе воде, которая охлаждает корпус.
(см. а.с. СССР №813092, кл. F24H 1/44, 1981 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа конструкции известного котла необходимо отметить, что она, как и заявленная, содержит двойной корпус (топка и наружный корпус установленные соосно друг другу и с зазором друг относительно друга), размещенную между данными корпусами водяную рубашку, а также размещенный в топке теплообменник, выполненный в виде спирали и установленную в нижней части горелку.
Однако известный котел обладает довольно низким КПД, вследствие недостаточно полного контакта топочных газов с теплообменными поверхностями теплообменника и водяной рубашки. Значительная часть топочных газов, образовавшихся в результате сгорания топлива, не контактирует с теплообменными поверхностями, а выбрасывается в атмосферу.
Задачей настоящей полезной модели является разработка конструкции водогрейного котла, обладающего более высоким КПД.
Поставленная задача обеспечивается тем, что в водогрейном котле, содержащем установленный в кожухе с зазором относительно него корпус, в котором размещены теплообменник, выполненный в виде спирали и газовая горелка, а также дымоход, новым является то, что спираль имеет коническую форму, сужающуюся к верхней части корпуса, газовая горелка закреплена на колодке, установленной на кожухе, имеет кольцевую форму, размещена под теплообменником и соосно ему, кожух выполнен из двух стенок с теплоизоляцией между ними, а на его боковой поверхности имеется смотровой люк, при этом газовая горелка закреплена на колодке, установленной на кожухе.
При проведении патентных исследований из уровня техники не выявлены решения, идентичные заявленному, а следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности «новизна».
Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления полезной модели.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлен водогрейный котел, общий вид с разрезом.
Водогрейный котел выполнен в виде корпуса 1, закрытого снаружи заполненным теплоизоляционным материалом 2 кожухом 3. Кожух 3 выполнен в виде двух металлических стенок, между которыми размещен теплоизоляционный материал. Корпус 1 и кожух 3 смонтированы с зазором и соосно друг относительно друга. Наиболее предпочтительной формой корпуса 1 и кожуха 3 является цилиндрическая.
В корпусе 1 смонтирован теплообменник 4, выполненный в виде спирали конической формы, радиус которой уменьшается от нижней части корпуса 1 к верхней. Теплообменник 4 соединен со смонтированными в корпусе и кожухе патрубками (позициями не обозначены), предназначенными для включения котла в систему циркуляции воды.
В нижней части корпуса 1 под теплообменником 4 и соосно с ним установлена газовая горелка 5, выполненная в виде трубы кольцевой формы, снабженной выпускными отверстиями (позициями не обозначены) для выхода газа,
В нижней части котла имеется смотровой люк 6, а в верхней - дымоход 7,
Газовая горелка 5 закреплена на колодке 8, установленной на кожухе 3.
На нижнем торце кожуха 3 имеются лапы (позициями не обозначены) для установки и крепления котла.
Водогрейный котел работает следующим образом.
Для обеспечения функционирования котла его посредством патрубков подсоединяют в систему отопления или горячего водоснабжения. Газовую горелку 5 соединяют с магистралью подачи газа. Газовая горелка может быть соединена с выходом газогенератора (не показан), работающего, например, на твердом топливе (уголь, торф, древесные отходы). Конструкции таких газогенераторов известны.
Для нагрева воды, циркулирующей по теплообменнику 4, открывают подачу газа в газовую горелку 5 и, например, через смотровой люк 6 поджигают газ, выходящий через отверстия газовой горелки 5 в полость корпуса 1. Продукты сгорания газа, поднимаясь по корпусу 1 вверх, контактируя с наружными поверхностями теплообменника, разогревают циркулирующую по нему воду, которая отводится для отопления или горячего водоснабжения.
Продукты сгорания газа (топочные газы) выводятся из полости корпуса 1 (топки) через дымоход 7.
Учитывая, что газовая горелка имеет кольцевую форму и установлена соосно теплообменнику, продукты сгорания направляются точно на поверхности теплообменника, что значительно повышает эффективность нагрева циркулирующей по нему воды. Учитывая, что факел продуктов сгорания сужается к верхней части корпуса 1, а теплообменник имеет сужающуюся к верхней части корпуса форму, продукты сгорания омывают практически все витки спирали теплообменника, отдавая им свое тепло. Кроме того, равномерный разогрев теплообменника повышает срок его службы. Благодаря вращательному движению воды при прохождении теплообменника уменьшается отложение накипи.
Пространство между наружной поверхностью корпуса 1 и внутренней поверхностью кожуха 3 может заполняться водой, которая нагревается, отбирая тепло от наружной стенки корпуса 1. Данную воду можно использовать для бытовых нужд.
В сравнении с водогрейными котлами аналогичного типа, разработанный водогрейный котел обеспечивает тепловую мощность 0,1-2,5 МВт, позволяет снизить затраты на топливо в 2-3 раза.