КОТЕЛ ОТОПИТЕЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к устройствам для нагрева воды посредством длительного сжигания твердого топлива и может быть использована в системе водяного отопления, как с естественной, так и с принудительной циркуляцией воды, жилых зданий, сооружений, помещений и индивидуальных домов.
Одним из актуальных аспектов строительства жилых зданий, сооружений, помещений и индивидуальных домов, особенно в зонах с холодным климатом, является возведение различных систем отопления для данных объектов. Наиболее используемые для данной отрасли строительства являются разнообразные системы водяного отопления, немаловажная роль в которых отводится непосредственному нагреву воды.
Из уровня техники известны различные устройства, реализованные на данной основе.
Например, известен отопительный котел (RU 2009406 С1, F24H 1/08, опубл. 15.03.1994), содержащий цилиндрический корпус с расположенной по его оси камерой сгорания, образующей с корпусом кольцевую водяную рубашку, снабженную патрубками подвода и отвода воды, а также колосник и зольник. С целью повышения экономичности путем увеличения полноты сгорания топлива, в камере сгорания установлено дополнительное топочное устройство, выполненное в виде пакета конусообразных колец, скрепленных между собою стержнями и расположенных ярусами с образованием зазоров между собою и кольцевого зазора с камерой сгорания, при этом конусообразные кольца направлены своим меньшим диаметром в сторону колосника и имеют конусность с углом, превышающим угол естественного откоса топлива.
К основному недостатку данного устройства можно отнести низкую его эффективность вследствие затруднения горения топлива по оси топочного устройства из-за периферийного подвода воздуха.
Также известна водогрейная установка (RU 2148216 С1, F24H 1/34, опубл. 27.04.2000), состоящая из теплообменной секции с трубопроводами и запорной арматурой, снабженной дымогарными трубами с турбулизаторами-катализаторами, газожидкостной горелкой и корпусной стенкой, наружная поверхность которой защищена тепловоздушным кожухом. Установка снабжена теплообменниками, образованными посредством разделения волнистыми перегородками упомянутой теплообменной секции, при этом в полости каждого теплообменника могут быть размещены электронагреватели, а горелка снабжена спиральным каналом.
Недостатками данной установки являются невысокая надежность, низкий КПД, высокая себестоимость получения тепла.
Из уровня техники известен так же отопительный котел (RU 2222754 С2, F24H 1/00, F23B 1/16, опубл. 27.01.2004), содержащий цилиндрический корпусе расположенной по его оси камерой сгорания, образующей с корпусом кольцевую водяную рубашку, снабженную патрубками подвода и отвода воды, колосник и зольник с отверстиями для подачи воздуха, а также установленное в камере сгорания дополнительное топочное устройство. Дополнительное топочное устройство выполнено в виде вертикальной топливной трубы, под трубой, соосно с ней, на колоснике установлен конус с диаметром основания, равным диаметру топливной трубы, и углом при основании, равным углу естественного откоса топлива.
К недостаткам данного устройства можно отнести его низкую эффективность вследствие малой высоты топлива по периметру основания, поступления холодного воздуха через тонкий слой топлива по периметру топливного конуса, искусственное снижение площади горения топлива на колосниковой решетке вследствие установки на ней конуса, а также недостаточно эффективный теплообмен в водяной рубашке корпуса.
Известен так же конденсационный водогрейный котел наружного размещения (RU 2333429 С1, F24H 1/00, опубл. 10.09.2008), содержащий теплоизолированный корпус с размещенным внутри теплоизолированным вертикальным газотрубным котлом с газовой горелкой, с прямым патрубком котла, соединенным автоматическим термостатическим краном с прямой линией системы отопления здания, газовые трубы с размещенными в них турбулизаторами, дымовую трубу. В дымосборнике котла установлен дополнительный теплообменник в виде гофрированной нержавеющей трубы, соединенный одним патрубком с обратной линией системы отопления здания, а вторым патрубком - с обратным патрубком газотрубного котла, причем газовые трубы содержат турбулизаторы с защитными шайбами от конденсатных капель, которые удалены от кромок газовых труб кронштейнами турбулизаторов, диаметр которых равен зазору между защитной шайбой и кромкой газовой трубы, а основание дымосборника содержит конденсатоотводящую трубку.
Основным недостатком данного устройства является высокая стоимость получения тепла вследствие отсутствия контура горячего водоснабжения. Наиболее близким аналогом является отопительный котел (RU 2442081 С2, F24H 1/00, опубл. 10.02.2012), содержащий цилиндрический корпус с камерой сгорания и топливной трубой с кольцевыми водяными рубашками, снабженными патрубками подвода и отвода воды, колосник и зольник с отверстиями для подачи воздуха. Расстояние между нижней кромкой топливной трубы и верхней поверхностью колосника выполнено равным соотношению , плюс 0,05…0,2 диаметра топливной трубы, на расстоянии 0,4…0,6 диаметра топливной трубы от верхней поверхности колосниковой решетки, над разъемом колосниковой решетки, смонтирован дополнительный канал, соединяющий противоположные стороны водяной рубашки корпуса, при этом в полости водяной рубашки корпуса, и/или топливной трубы, и/или камеры сгорания топлива смонтированы направляющие для теплоносителя.
К основным недостаткам данного устройства следует отнести невозможность сжигания топлива больших объемов, недостаточный срок эксплуатации колосника, дополнительное обслуживание системы дымоходов и уменьшенный объем разового выема золы.
Технический результат данной полезной модели заключается в повышении удобства в обслуживании устройства в целом.
Заявленный технический результат достигается тем, что котел отопительный, содержащий корпус, который состоит из внутренней и наружной рубашек, при этом внутренняя рубашка содержит загрузочный бункер с прямоугольным отверстием, выполненным с выступами, колосником и пластиной для золоотсечения, поддувало, снабженное зольником, выполненным с выступами, и совком золоудаления, и дымоотвод, находящийся водяной рубашке, выполненной в виде трубчатого теплообменника, с задвижкой фланцевого типа, на наружной рубашке расположен растопочный люк, закрывающий прямоугольное отверстие загрузочного бункера, а в зоне поддувала установлен люк зольника, также содержит гайку, выполненную с возможностью закрепления теплового электрического нагревателя (ТЭН), функцией которого является поддержание положительной температуры теплоносителя после сгорания твердого топлива, отличающийся тем, что в верхней части внутренней рубашки расположен загрузочный люк, выполненный с функцией загрузки угля в загрузочный бункер после розжига, при этом водяная рубашка, выполненная в виде трубчатого теплообменника, имеющего контакт с внутренней рубашкой не менее чем с четырех сторон, причем колосник загрузочного бункера выполнен в виде трубы или системы труб с функцией непрерывной циркуляции воды, которые расположены под наклоном не менее чем на три градуса по отношению к плоскости нижнего основания, а загрузочный люк внутренней рубашки выполнен в виде крышки с двухполочным жароотбойником, при этом все составляющие элементы дымоотвода размещены в вертикальном положении, растопочный люк размещен не менее чем на 100 мм выше колосника, а совок для золоудаления поддувала выполнен выдвижным и по размеру поддувала.
Причем все элементы устройства могут быть выполнены из жаропрочной стали.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 изображена внутренняя рубашка устройства на виде слева, сзади и спереди, на фиг.2 - наружная рубашка устройства на виде слева и спереди.
Осуществление полезной модели
Котел отопительный содержит корпус 1, который состоит из внутренней 2 и наружной 3 рубашек, при этом внутренняя рубашка 2 содержит загрузочный бункер 4 с прямоугольным отверстием, выполненным с выступами 5, колосником 6 и пластиной 7 для золоотсечения, поддувало 8, снабженное зольником 9, выполненным с выступами 10, и совком 11 золоудаления, и дымоотвод 12, находящийся водяной рубашке, выполненной в виде трубчатого теплообменника 13, с задвижкой 14 фланцевого типа.
На наружной рубашке 3 на выступе 5 расположен растопочный люк 15, закрывающий прямоугольное отверстие загрузочного бункера 4.
На выступе 10 в зоне поддувала 8 установлен люк 16 зольника 9.
Также имеется гайка 17, выполненная с возможностью закрепления теплового электрического нагревателя (ТЭН), функцией которого является поддержание положительной температуры теплоносителя после сгорания твердого топлива. Загрузочный бункер 4 выполнен с возможностью загрузки твердого топлива больших объемов, а большой зольник 9 поддувала 8 позволяет увеличить объем разового выема золы. В верхней части внутренней 2 рубашки расположен загрузочный люк 18, выполненный с функцией долговременной и удобной загрузки угля в загрузочный бункер 4 после розжига первоначальной загрузки, осуществляемой через растопочный люк 16 загрузочного бункера 4. При этом водяная рубашка выполнена в виде трубчатого теплообменника 13, имеющего контакт с внутренней рубашкой 2 не менее чем с четырех сторон, включая верхнюю часть устройства, и выполнена с возможностью быстрого нагрева воды посредством длительного сжигания твердого топлива. Причем, колосник 6 загрузочного бункера 4 выполнен в виде трубы или системы труб с функцией непрерывной циркуляции воды. Возможность продления срока их эксплуатации обеспечивается посредством наклона трубы или системы труб не менее чем на три градуса и отдачи тепла воде с помощью данной циркуляции. Загрузочный люк 18 внутренней рубашки 2 выполнен в виде крышки с двухполочным жароотбойником. При этом все составляющие элементы дымоотвода 12 размещены в вертикальном положении, что исключает потребность их обслуживания и прочистки от зольных накоплений, растопочный люк 15 размещен не менее чем на 100 мм выше колосника 6 и выполнен с возможностью продления своего срока эксплуатации, а совок 11 для золоудаления поддувала 8 выполнен выдвижным, что обеспечивает возможность выема золы без использования вспомогательных инструментов. Причем, устройство может быть выполнено с различной эксплуатационной мощностью, а все элементы устройства могут быть выполнены из жаропрочной стали.
Устройство работает следующим образом.
Вначале, для того чтобы растопить котел необходимо открыть задвижку 14 дымоотвода 12, открыть растопочный люк 15 положить в бункер 4 несколько поленьев дров, после чего зажечь их при помощи подручных средств (бумага щепки и т.д.), и закрыть растопочный люк 15. После того как дрова разгорелись, спустя 10-15 мин., открывают загрузочный люк 18, взяв за ручку находящуюся на нем, и убирают его в сторону. После этого загружают уголь, закрывают отверстие загрузочного люка 18 и открывают поддувало 8. Устройство быстро нагревается, благодаря трубчатому теплообменнику 13, и тому, что огонь горит непосредственно на трубах или системе труб колосника 6, вода, циркулирующая, в том числе и в колоснике, быстро нагревается. Для того чтобы вода в трубах не закипала, колосник 6 наклонен не менее чем на 3 градуса для лучшей циркуляции. Уголь при нагреве рассыпается на гранулы, которые равны 4-5 мм. Гранулы забивают отверстие между трубами колосника 6 и начинают гореть непосредственно на трубе. Когда гранулы горят, они уменьшаются в размере и проваливаются между трубами колосника 6, попадают в зольник 9 и оставшийся жар отдают там, грея дно и воздух, проходящий к колоснику 6. На их место попадают другие гранулы, которые уже нагреты и цикл продолжается. Когда система отопления нагревается, закрывают поддувало 8 и задвижку 14 дымохода 12, и, таким образом, регулируют подачу кислорода, которая влияет на скорость горения угля или дров. В зависимости от температуры воздуха в помещении может понадобиться дозагрузка угля или дров. Для добавления топлива открывают задвижку 14 дымохода 12 с целью того, чтобы при открывании загрузочного люка дым не тянуло в помещение, а затягивало в трубу. При непрерывной работе котла, отверстия между трубами колосника 6 начинают забиваться. Для того чтобы прочистить колосник 6 от шлака используют специальную кочергу с удлиненным загнутым кончиком: открывают поддувало 8, вставляют кочергу в открытое поддувало 8, кончиком промеж труб совершают движения на себя и от себя, - тем самым разбивая различные скопления золы и шлака и очищая колосник. Со временем (2-3 суток) зола и шлак заполняют зольник 9 подувала 8, и возникает необходимость в его прочистке. В поддувале 9 имеется совок 11 для золы, который имеет размер во все поддувало, на нем имеется складная ручка, благодаря которой при переносе золы жар от золы не опасен. Когда выносят золу, задвижку 14 дымоотвода 12 открывают во избежание попадания дыма и пыли в помещение. Для поддержания положительной температуры теплоносителя после сгорания твердого топлива используют ТЭН, который может быть закреплен к устройству посредством гайки 17. В целом устройство обеспечивает реализацию возможности быстрого нагрева воды посредством длительного сжигания твердого топлива больших объемов в системе водяного отопления с одновременным созданием возможности удобной и долговременной загрузки топлива, продления срока эксплуатации колосника, полного отсутствия в обслуживании системы дымоходов, увеличения объема разового выема золы без использования вспомогательных инструментов и удобства в долговременной загрузки топлива и в обслуживании устройства в целом. Объясняется это тем, что, во-первых, устройство снабжено увеличенным объемом поддувала и камеры для золоудаления, что позволяет увеличить объем разового выема золы, а благодаря наличию встроенного совка для золоудаления не требуется использование вспомогательных инструментов. Во-вторых, в устройстве посредством растопочного и загрузочного люков реализована возможность удобной и долговременной загрузки топлива. В-третьих, реализация в устройстве колосника из трубы или системы труб позволяет продлить срок эксплуатации данного колосника и повысить КПД. И выполнение в устройстве составляющих элементов дымоотвода, размещенных только в вертикальном положении, позволяет не чистить дымоход от зольных накоплений. Все эти преимущества обеспечивают повышение удобства обслуживания котла.