ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ

ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ
Область техники, к которой относится полезная модель
Заявляемая полезная модель относится к теплотехнике, а именно, к конструкции водогрейных котлов, и может быть использована в системах водяного отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных
Уровень техники
Известен отопительный котел (RU 2009406, опубл. 15.03.94, Бюл.№5), содержащий цилиндрический корпус, по оси которого размещена камера сгорания с дополнительным топочным устройством. Камера сгорания образует с корпусом кольцевую водяную рубашку, снабженную патрубками подвода и отвода воды, а также содержит колосник, зольник, проемы подачи топлива и удаления золы.
Наличие в известном решении дополнительного топочного устройства в виде пакета конусообразных колец направлено на увеличение полноты сгорания топлива. Однако в этой конструкции котла недостаточно решен вопрос поддува воздуха в зону сгорания, что отрицательно влияет на процесс горения топлива и, следовательно, снижает эффективность работы котла.
Известен паровой котел (SU 1023168, опубл. 15.06.83, Бюл. №22), содержащий корпус с патрубками подвода и отвода нагреваемой среды, размещенные в корпусе жаровую камеру и дымогарные трубы, омываемые нагреваемой средой. Жаровая камера котла снабжена загрузочным патрубком и колосниковой решеткой.
Размещение жаровой камеры внутри корпуса, заполненного нагреваемой средой, делает невозможным обеспечение поддува в зону горения жаровой камеры.
В качестве прототипа заявляемой полезной модели принят водогрейный котел (SU 832264, опубл. 23.05.81, Бюл. №19), содержащий обрамленный водяной рубашкой корпус, в котором расположены топка с загрузочным проемом, закрываемым дверцей, с колосниковой решеткой и поддувальной камерой с окном, перекрываемым раздвижными шторками, и теплообменник в виде поперечного и продольного сребренных экранов, внутренними объемами подключенных по воде к водяной рубашке, а корпусами образующих дымоход, сообщенный на выходе с выхлопным патрубком.
В известном водогрейном котле для поддержания процесса горения на поддув используется холодный воздух, поступающий из окружаемого котел пространства. В результате определенное количество тепловой энергии в зоне горения расходуется на прогрев этого воздуха, т.е. имеют место неэффективные затраты тепловой энергии.
F24H 1/38
Сущность полезной модели
Заявляемой полезной моделью решаетсязадача снижения
неэффективных затрат тепловой энергии с одновременным повышением эксплуатационных качеств водогрейного котла.
Поставленная задача решена тем, что в водогрейном котле, содержащем заключенную в водяную рубашку топку с загрузочным проемом и окном поддува, открытых соответственно в разделенные колосниковой решеткой камеру сгорания и поддувальную камеру, и теплообменник, сообщенный по воде с водяной рубашкой топки, а по газу - с камерой сгорания, водяная рубашка обрамляет топку по периметру и тыльной стороне, а фронтальная сторона топки снабжена воздушной рубашкой, через которую пропущены короб загрузочного проема и короб окна поддува, при этом входной патрубок воздушной рубашки открыт в воздушное пространство, а выходной выполнен в виде отверстия в поддувальную камеру.
Заполнение части рубашки, охлаждающей топку с фронтальной стороны, воздухом, и обеспечение сообщения между этим объемом рубашки и поддувальной камерой, позволяет достигнуть следующих результатов.
Во-первых, отобранный из окружающего пространства воздух, омывая стенку топки котла, нагревается и используется для поддува в зону горения топлива уже горячим. Это обеспечивает снижение неэффективных затрат энергии, которые имеют место при подаче в зону горения холодного воздуха.
Во-вторых, заполнение воздухом части рубашки, охлаждающей топку с фронтальной стороны улучшает эксплуатационные качества котла. Это обусловлено тем, что теплопередача воздушного «барьера значительно ниже, чем водяного, т.е. излучение тепла от водогрейного котла в окружающее его пространство в зоне обслуживания котла будет менее интенсивно, чем по периметру.
В частном случае выполнения полезной модели опоры колосниковой решетки, разделяющей внутренний объем топки на камеру сгорания и поддувальную камеру, выполнены трубчатыми, а именно, в виде полых труб, заполненных водой, и сообщены по воде с водяной рубашкой топки. Это обеспечивает получение дополнительного технического результата водоохлаждение опор колосниковой решетки, что повышает их срок службы и сокращает расходы на ремонтно-восстановительные работы.
Перечень фигур чертежей
Заявляемая полезная модель иллюстрируется следующими прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг. 1 - представлен общий вид (с разрезом) водогрейного котла;
Фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1;
Фиг. 3 - фрагмент I фиг. 2 в увеличенном масштабе.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели
стороне водяной рубашкой 3, сообщенной по воде с водяной камерой теплообменника 2 посредством соединительного патрубка 4, а с фронтальной стороны снабжена воздушной рубашкой 5. Колосниковой решеткой 6 топка 1 разделена на камеру сгорания 7 с загрузочным проемом 8 и поддувальную камеру 9 с окном поддува 10. Короб загрузочного проема 8 и короб окна поддува 10 пропущены через воздушную рубашку 5 топки 1, при этом воздушная рубашка 5 посредством патрубка 11 открыта в воздушное пространство, а через сквозное отверстие 12, выполненное в  стенке топки 1 , сообщена по воздуху с поддувальной камерой 9. Колосниковая решетка 6 установлена на трубчатых горизонтальных опорах 13, концами закрепленных в корпусе топки 1. При этом внутренние объемы трубчатых опор 13 сообщены по воде с водяной рубашкой 3 топки 1, чем обеспечено их охлаждение.
Котел работает следующим образом.
Твердое топливо через загрузочный проем 8 подают в камеру сгорания 7 на колосниковую решетку 6 топки 1. Подачу воздуха на горение осуществляют путем его свободного поступления через окно поддува 10 в поддувальную камеру 9. На начальном этапе работы котла поступление воздуха идет из окружающего пространства. Затем окно поддува 10 закрывают наружной дверцей. На колосниковой решетке 6 топливо сгорает. Получающиеся при сгорании топлива дымовые газы из камеры сгорания 7 поступают в теплообменник 2 и отдают свое тепло воде, омывающей дымогарные трубы теплообменника 2. При этом вода предварительно нагрета теплом стенок топки 1 в водяной рубашке 3 и частично теплом трубчатых опор 13 колосниковой решетки 6 и подана в теплообменник через соединительный патрубок 4. По мере сгорания топлива в верхней части поддувальной камеры 9 образуется разрежение, благодаря которому через сквозное отверстие 12, выполненное в стенке топки1 , подсасывается из воздушной рубашки 5
нагретый теплом внутренней фронтальной стенки топки 1 воздух, поступающий в воздушную рубашку 5 из окружающего пространства посредством патрубка 11. Таким образом при работе котла обеспечено постоянное поступление предварительно нагретого воздуха в зону горения топлива.
Вместе с тем, постоянное движение потока воздуха в воздушной рубашке 5 и то, что теплопередача воздушного «барьера значительно ниже, чем водяного, обусловливают уменьшение интенсивности излучения тепла от фронтальной стороны водогрейного котла, т.е. в зоне его обслуживания. Значимость этого фактора возрастает при увеличении габаритов котла. Таким образом заявляемое решение позволяет улучшить эксплуатационные качества водогрейных котлов, особенно промышленного применения.
Изготовление заявляемого водогрейного котла возможно из известных материалов с применением известных технологических процессов и оборудования.