ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к водогрейным котлам, и может быть использована в системах отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.
Известны водогрейные котлы, основными элементами которых являются герметичный корпус, заполненный жидким теплоносителем, погруженные в теплоноситель топочная камера и дымогарные трубы, размещенный в верхней части корпуса теплообменник, например, патенты РФ №2080516, МПК F22B 7/00, №57432 и №58668, МПК F24H 1/00.
При работе котла данного типа в результате испарения жидкого теплоносителя его паровая фаза контактирует с поверхностью теплообменника, конденсируется на ней, а конденсат стекает в объем жидкого теплоносителя. В качестве жидкого теплоносителя используется вода.
Для удаления воздуха из котла и упрощения его повторного запуска, котел снабжен расширительным баком, расположенным выше его корпуса.
Известный водогрейный котел (по патенту №57432) является наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели и выбран в качестве ближайшего аналога.
Недостатком известного котла является то, что расширительный бак, в одном случае, устанавливается на корпус котла, который воспринимает нагрузку от веса самого бака и находящейся в нем воды. В другом случае, расширительный бак устанавливается на какой-то опоре или подвесе, что приводит к повышению материалоемкости котла, а также увеличению трудоемкости его монтажа.
Техническим результатом полезной модели является снижение нагрузки на корпус котла, а также снижение трудоемкости монтажа расширительного бака.
Указанный технический результат достигается тем, что в водогрейном котле, содержащем герметичный корпус, в нижней части которого размещены топочная камера и дымогарные трубы, над которыми расположен теплообменник, расширительный бак, соединенный трубопроводом с нижней частью корпуса, согласно полезной модели, расширительный бак расположен на одном уровне с корпусом котла, а трубопровод, соединяющий корпус котла с расширительным баком, выполнен в виде сифона, верхняя часть которого, расположена выше верхней части корпуса котла.
Благодаря указанному выполнению устройства котла, снижается нагрузка на корпус котла, а также трудоемкость монтажа расширительного бака.
Охарактеризованная указанными выше существенными признаками полезная модель на дату подачи заявки не известна в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия "новизна".
Полезная модель может быть реализована промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям критерия "промышленная применимость".
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, где изображен поперечный разрез водогрейного котла.
Водогрейный котел содержит герметичный корпус 1, в нижней части которого размещены топочная камера 2, дымогарные трубы 3. В верхней части корпуса 1 размещен теплообменник 4. Расширительный бак 5 соединен трубопроводом 6 (сифоном) с нижней частью корпуса 1 котла, при этом верхняя часть трубопровода 6, расположена выше верхней части корпуса 1 котла, а его нисходящее колено расположено вблизи дна расширительного бака 5. Верхняя часть расширительного бака 5 снабжена автоматическим воздухоотводчиком 7, а нижняя - сигнальным краном 8.
К нижней части корпуса 1 подведен трубопровод 9 с краном 10, служащим для заполнения котла водой. Верхняя часть корпуса 1 снабжена
патрубком 11 с краном 12 для удаления воздуха из корпуса 1 котла при заполнении его водой.
Подготовка котла к работе осуществляется следующим образом.
Открывают кран 12 на патрубке 11, кран 8 на баке 5, затем кран 10 на трубопроводе 9. Через трубопровод 9 в корпус 1 заливается вода, при этом через кран 12 воздух выходит из корпуса 1. При появлении воды из крана 12 его закрывают. Вода по трубопроводу 6 частично заполняет также расширительный бак 5 до уровня сигнального крана 8, при этом воздух из расширительного бака выходит через автоматический воздухоотводчик 7. При появлении воды из крана 8 подачу воды прекращают, закрывая кран 10, а затем закрывают кран 8. Котел готов к работе.
Котел работает следующим образом.
Продукты сгорания топлива проходят через топочную камеру 2 (горелка на графических материалах не показана) и систему дымогарных труб 3, при этом осуществляется передача тепла от горячего газа к воде, находящейся в котле. Вода в котле нагревается, происходит ее температурное расширение, вследствие чего вода частично вытесняется в расширительный бак 5, при этом воздух из него вытесняется через автоматический воздухоотводчик 7.
При дальнейшем нагревании воды начинается ее кипение и испарение. Пар собирается в верхней части корпуса 1 котла, то есть в области теплообменника 4, давление его увеличивается и он вытесняет воду из пространства, в котором находится теплообменник 4, через трубопровод 6 в расширительный бак 5. Когда весь воздух из бака 5 будет вытеснен водой, отсечной клапан воздухоотводчика 7 закрывается и отсекает объем бака 5 от атмосферы. Пары воды поднимаются от поверхности жидкой фазы теплоносителя к трубкам теплообменника 4, на холодной поверхности трубок они конденсируются и конденсат в виде капель падает в кипящую воду.
Процесс испарения и конденсации непрерывно повторяется, при этом происходит перенос тепла от паров теплоносителя к воде в системе теплоснабжения.
При остановке котла горелка гасится, вода перестает кипеть, давление пара снижается и вода, под действием атмосферного давления, из расширительного бака 5 по трубопроводу 6 перетекает в корпус 1, занимая паровое пространство.
Корпус 1 котла полностью заполняется водой и готов к повторному запуску.
Таким образом, благодаря указанному выполнению устройства котла, снижается нагрузка на корпус котла, а также уменьшается трудоемкость монтажа расширительного бака, при сохранении всех функций прототипа.