ЖАРОТРУБНЫЙ ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в системах отопления и горячего водоснабжения, в том числе и в коммунально-бытовой технике, а также в качестве нагревателя жидкостей и газов.
Уровень техники
Известен вертикальный водогрейный жаротрубный котел, содержащий корпус, в нижней части которого расположена топка с горелочным устройством, подающий и обратный патрубки, патрубок удаления дымовых газов, при этом верхняя часть котла выполнена в виде центральной трубчатой и кольцеобразной камер, которые образуют с внутренним диаметром корпуса внутренний и внешний кольцеобразные вертикальные газоходы, при этом нижняя часть упомянутых камер заглушена, а верхняя часть соединена с корпусом котла, внутренний газоход соединен с внешним и с патрубком удаления дымовых газов с помощью окна, а внутренняя и внешняя поверхности газоходов выполнены в виде цилиндрических винтообразных металлических ребер, образующих винтообразные восходящие газоходы. (Патент РФ №2158395, МПК F 24 Н 1/28, 2000 (аналог)).
Известен жаротрубный вертикальный водогрейный котел, состоящий из топки с горелочным устройством, вертикального пучка жаровых труб, расширительного бачка с подающим патрубком и обратного патрубка, при этом в вертикальном пучке жаровых труб в нижней части установлены плавники, разделяющие сечение котла на две части -внешнюю и внутреннюю, по внешней части поднимается внешний поток воды, а по внутренней части поднимается внутренний поток воды, в верхней части котла установлен смеситель, в нижней части расширительного бачка установлен распределитель остатков пара. (Патент РФ №2150050, МПК F 24 Н 1/28, 2000 (аналог)).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является жаротрубно-дымогарный котел с тремя ходами по направлению движения газов, включающий корпус с крышками и патрубками для отвода воды и дымовых газов, размещенный в корпусе первый ход газов в виде жаровой трубы с газовой камерой, соединенной с дымогарными трубами второго хода, вторую газовую камеру, размещенную на противоположных концах труб и соединенную с третьим ходом, при этом патрубок для отвода газов корпуса котла расположен в зоне второй газовой камеры, третий ход газов
выполнен в виде вынесенного за пределы корпуса прямоугольного газохода с патрубком для подвода газов, соединенным с патрубком для отвода газов корпуса котла, две противоположные стенки газохода выполнены в виде трубных решеток с закрепленными в них перпендикулярно направлению движения газов трубами с прямоугольными, кольцевыми или спиральными ребрами и снабжены крышками с патрубками для подвода и отвода воды, а жаровая труба снабжена коаксиально расположенной обечайкой, образующей с жаровой трубой кольцевой канал для прохода воды, обечайка снабжена патрубком для подвода воды, соединенным с патрубком для отвода воды третьего хода газов, расположенный в зоне корпуса котла торец обечайки установлен с зазором к первой газовой камере, а обечайка, установленная между корпусом котла и дымогарными трубами, соединена с первой газовой камерой.(Патент №2187040, МПК F 22 В 7/12, 2002 (прототип)).
Сущность полезной модели
При создании полезной модели решалась задача расширения арсенала жаротрубных водогрейных котлов.
Технический результат заключается как в расширении арсенала жаротрубных водогрейных котлов, так и в упрощении их конструкции с сохранением способности исключить пристенный перегрев и/или вскипание воды и отложение шлама на трубах котла.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в жаротрубном водогрейном котле, содержащем корпус с патрубком выхода дымовых газов, с патрубками подвода и отвода воды, переднюю кольцеобразную и заднюю трубные решетки с закрепленными в них дымогарными трубами, горелку, жаровую трубу с коаксиально расположенной обечайкой, образующей с жаровой трубой кольцевой канал для прохода воды и установленной с торцевым зазором, согласно полезной модели, задняя трубная решетка выполнена дискообразной, противолежащий горелке торец жаровой трубы выполнен глухим, жаровая труба установлена открытым торцом на передней кольцеобразной трубной решетке так, что образована полость между ее глухим торцом и задней трубной решеткой, на которой закреплена обечайка, при этом торцевой зазор образован между обечайкой и прилегающей к горелке передней трубной решеткой, а патрубок подвода воды размещен в задней трубной решетке.
При этом согласно полезной модели, патрубок подвода воды выполнен с выходом за пределы торца корпуса котла.
При этом согласно полезной модели, патрубок отвода воды размещен в обечайке корпуса котла перед задней трубной решеткой, а патрубок выхода дымовых газов размещен в торце корпуса котла за задней трубной решеткой.
При этом согласно полезной модели, горелка выбрана радиационного типа.
При этом согласно полезной модели, в кольцевом канале имеются ребра, расположенные под углом не более 45° к оси жаровой трубы.
При этом согласно полезной модели, ребра выполнены в виде спирали или отдельных ее фрагментов.
Отличительным признаком заявленного жаротрубного водогрейного котла является взаимное расположение жаровой трубы, обечайки и трубных решеток, что позволило обеспечить такую систему движения воды в жаротрубном котле, при которой самые теплонапряженные зоны котла омываются водой с наибольшей интенсивностью, исключая застойные зоны и пристенный перегрев и/или вскипание воды и отложение шлама на трубах котла. Поэтому такие жаротрубные котлы могут работать с экологически чистой автоматической установкой комплексонатной водоподготовки.
Перечень фигур чертежей и иных материалов
Полезная модель поясняется описанием конкретного примера ее выполнения и прилагаемыми чертежами, где на:
фиг.1 изображен жаротрубный водогрейный котел, общий вид;
фиг.2 - разрез А-А фиг.1 (взаимное расположение жаровой трубы, обечайки и дымогарных труб).
Осуществление полезной модели
Жаротрубный водогрейный котел содержит корпус 1 с патрубком 2 выхода дымовых газов, с патрубками подвода 3 и отвода 4 воды, переднюю кольцеобразную 5 и заднюю 6 трубные решетки с закрепленными в них дымогарными трубами 7, горелку 8, жаровую трубу 9 с коаксиально расположенной обечайкой 10, образующей с жаровой трубой кольцевой канал 11 для прохода воды.
Корпус 1 (фиг.1) водогрейного котла может быть выполнен в виде, например, цилиндрической обечайки 12, как это показано в нашем примере, либо любой другой формы.
Патрубок выхода 2 дымовых газов может быть размещен в противолежащем горелке 8 торце 13 корпуса 1 котла за задней 6 трубной решеткой.
Патрубок подвода 3 воды может быть размещен, например, в противолежащей
горелке 8 задней трубной решетке 6 с выходом за пределы торца 13 корпуса 1, как это показано в нашем примере.
Патрубок отвода 4 воды может быть размещен, например, в обечайке 12 корпуса 1, как это показано на нашем примере, например, перед задней 6 трубной решеткой.
Передняя 5 трубная решетка выполнена традиционной, т.е. кольцеобразной, а задняя 6 трубная решетка выполнена дискообразной, т.е. отверстия под дымогарные трубы 7 выполнены по ее периферии.
Дымогарные трубы 7, установленные в корпусе 1 посредством трубных решеток 5 и 6, расположены вокруг жаровой трубы 9 с зазором, например, в два ряда (фиг.2).
Для жаротрубного водогрейного котла может быть выбрана горелка радиационного типа, работающая на одном из традиционных видах топлива (торф, уголь, газ, мазут и т.п.), например, газогорелочное устройство типа СГ-70. Горелка 8 может быть установлена перед передней 5 трубной решеткой в торце корпуса 1 традиционно: по оси симметрии корпуса 1.
Жаровая труба 9 представляет собой трубу, противолежащий горелке 8 торец которой выполнен глухим.
Открытым торцом жаровая труба 9 установлена на передней 5 кольцеобразной трубной решетке. При этом между глухим торцом жаровой трубы 9 и задней 6 дискообразной трубной решеткой образована полость 14.
На задней б трубной решетке закреплена обечайка 10, размещенная между жаровой трубой 9 и прилегающим к ней рядом дымогарных труб 7 и, как уже было сказано выше, коаксиально жаровой трубе 9 с образованием кольцевого канала 11 для прохода воды, а также с образованием второго канала 15 между обечайкой 10 и дымогарными трубами 7. Обечайка 10 установлена так, что между открытым ее торцом 16 и прилегающей к горелке передней 5 трубной решеткой образован торцевой зазор 17.
В кольцевом канале 11 могут быть установлены ребра 18, расположенные под углом не более 45° к оси жаровой грубы 9. Ребра 18 могут быть выполнены в виде спирали или отдельных ее фрагментов.
Жаротрубный водогрейный котел работает следующим образом.
Из патрубка подвода 3 вода сначала поступает в полость 14 между глухим дном жаровой трубы 9 и задней 6 дискообразной трубной решеткой и проходит по кольцевому каналу 11, при этом установленные в кольцевом канале 11 ребра 18 заставляют воду двигаться по спирали, увеличивая поверхность соприкосновения воды с
жаровой трубой 9, за счет чего повышается теплопередача. Затем через торцевой зазор 17 вода растекается по передней 5 трубной решетке, омывая жаровую трубу 9 и переднюю 5 трубную решетку с большой скоростью, например, 20 см/сек, т.е. с наибольшей интенсивностью, и при этом не успевая пристенно перегреваться и/или вскипать воды.
Отражаясь от передней 5 трубной решетки и двигаясь по межтрубному пространству по направлению к задней 6 трубной решетке, нагретая вода выходит через патрубок 4 выхода воды. Отложение шлама на дымогарных трубах 7 в данном случае исключено.