ОТОПИТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к тепловой технике и может быть использована для обогрева жилых зданий, производственных помещений и индивидуальных жилых домов, в т.ч. оборудованных системой отопления с естественной циркуляцией, с применением для сжигания твердого топлива.
Известен ряд отопительных аппаратов, содержащих корпус, обрамляющий топочную и зольную камеры, дымоход, сообщаемый с топочной камерой. Между внутренней и внешней стенками корпуса имеется полость для циркуляции теплоносителя, служащая при заполнении водой водяной рубашкой. Потолок топочной камеры, разделяющий ее с дымоходом, выполнен в виде козырька (теплообменного элемента), полость которого сообщена с полостью аппарата в боковых и задней стенках корпуса. К таким аппаратам относятся, например, устройства по патентам РФ №50286 от 17.08.2005 г., МПК F24H 1/24, №102765 от 20.08.2010 г. МПК F24H 1/00, отопительные водогрейные котлы КС-ТГ и КС-ТГВ, производимые ОАО «Чебоксарский опытно-экспериментальный завод «Энергозапчасть» (Котлы отопительные водогрейные стальные КС-ТГ и КС-ТГВ с водоподогревателем. Паспорт 3.989.103 ПС).
Известен водогрейный котел, содержащий несколько полых теплообменных элементов (полых водяных перегородок), образующих зигзагообразный газовый канал, каждый из которых соединен с водяной рубашкой котла с трех сторон - в боковых и задней стенках корпуса (патент РФ №2346211 от 12.11.2007 г., МПК F24H 1/00, B21D 53/02).
Во всех известных устройствах традиционно полость теплообменных элементов сообщена с полостью аппарата с трех сторон - в боковых и задней стенках корпуса. В таких конструкциях из внутренних стенок корпуса аппаратов вырезается место присоединения теплообменных элементов к внутренним стенкам, что уменьшает нагреваемую поверхность и снижает теплопроизводительность аппарата. Кроме того, закрепление этих элементов к корпусу сваркой с трех сторон требует расходов на выполнение сварочных швов. При этом возможно возникновение дефектов сварки.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели - прототипом - является отопительный аппарат АКТВ-Каракан. Паспорт и руководство по эксплуатации, г. Новосибирск, 2012 г.)
Отопительный аппарат содержит корпус с полыми стенками, снабженный патрубком подвода в его полость и отвода теплоносителя, служащий при заполнении водой водяной рубашкой, в котором размещены топочная камера с загрузочной дверцей, дымоход и зольная камера. Топочную камеру от дымохода отделяет полый теплообменный элемент, полость которого сообщена с полостью корпуса и образует с полостью корпуса замкнутый контур для теплоносителя. В прототипе полость теплообменного элемента сообщена с полостью корпуса в боковых и задней стенках корпуса; передняя стенка топочной камеры под загрузочной дверцей наклонена внутрь топочной камеры.
Указанный отопительный аппарат имеет общие для всех приведенных аналогов недостатки.
2
1. Аппарат недостаточно теплопроизводителен из-за вырезания нагреваемой поверхности трех внутренних стенок аппарата для присоединения теплообменных элементов. В частности, в аппарате с шириной задней внутренней стенки корпуса 30 см для присоединения полого теплообменного элемента шириной 8 см на стенке вырезается площадка 2,4 дм, при этом аппарат теряет мощность 0,5 кВт.
2. Изготовление аппарата требует расходов на выполнение сварочных швов для закрепления теплообменных элементов к корпусу с трех сторон (выполнение сварки, материалы для сварки, контроль сварочных швов) и приводит к возможному возникновение дефектов сварки.
Задачей полезной модели является создание устройства, обеспечивающего следующие технические результаты: повышение теплопроизводительности, упрощение изготовления, уменьшение материалоемкости и уменьшение возможных дефектов при изготовлении.
Поставленная задача решается следующим образом. Отопительный аппарат, как и прототип, содержит корпус, выполненный, по крайней мере, с боковых, задней и передней сторон с герметично соединенными между собой внутренними и внешними стенками, между которыми имеется полость для теплоносителя, снабженный патрубком подвода в его полость и отвода теплоносителя и служащий при заполнении водой водяной рубашкой, внутренняя стенка которого обрамляет топочную камеру, дымоход и зольную камеру, а также полый теплообменный элемент, отделяющий топочную камеру от дымохода. В отличие от прототипа полый теплообменный элемент концами закреплен к внутренним боковым стенкам корпуса с зазором от его внутренней задней стенки и полостью сообщен с полостью корпуса в его боковых стенках.
В частных случаях реализации для улучшения теплоотдачи отопительный аппарат может содержать два или более полых теплообменных элемента, нижний из которых отделяет топочную камеру от дымохода, а остальные размещены над ним, в дымоходе. Все теплообменные элементы закреплены к внутренним боковым стенкам корпуса и сообщены полостью с полостью корпуса. Теплообменные элементы могут устанавливаться с одинаковым зазором от внутренней задней стенки корпуса, или для технологических нужд верхние элементы устанавливаются от боковых стенок корпуса с большим зазором, чем нижерасположенные элементы.
Теплообменные элементы могут иметь любую форму, например каплеобразную, плоскую, или иную форму. Каплеобразный теплообменный элемент предпочтительней, т.к. наиболее прост в изготовлении.
Верхняя стенка корпуса может быть выполнена в виде варочного настила. Отверстие дымохода размещается на верхней, задней или боковой стенках корпуса.
В качестве примера конкретного выполнения рассмотрен отопительный аппарат с подведенной в его полость водой (с водяной рубашкой), с одним теплообменным элементом, оснащенный варочной плитой.
Пример конкретного выполнения аппарата представлен на чертежах.
На фиг. 1 представлен вид сбоку отопительного аппарата в разрезе, на фиг. 2 - вид спереди в разрезе.
На чертежах обозначены: 1 - загрузочная дверца, 2 - корпус, 3 - топочная камера, 4 - теплообменный элемент, 5 - варочная плита, 6 - дымоход, 7 - водяная рубашка, 8 - колосниковая решетка, 9 - зольная камера, 10 - зольный ящик.
Отопительный аппарат содержит корпус 2 с полыми боковыми, передней, задней стенками и дном, с варочной плитой 5. В корпусе 2 размещена топочная камера 3 с загрузочной дверцей 1, колосниковая решетка 5, зольная камера 9 с зольным ящиком 10 и дымоход 6. Теплообменный элемент 4 разделяет топочную камеру 3 с дымоходом 6.
Внутренние и внешние боковые, задняя, передняя стенки и стенки дна корпуса 2 образуют полость, которая при эксплуатации аппарата заполняется водой и является водяной рубашкой 7. Концы полого теплообменного элемента 4 закреплены к внутренним боковым стенкам корпуса 2, при этом полость теплообменного элемента 4 сообщена с двух сторон с полостью корпуса 2 (с водяной рубашкой 7). Между элементом 4 и внутренней задней стенкой корпуса 2 имеется зазор.
В корпусе 2 выполнены отверстия для подвода холодной воды и отвода горячей воды из водяной рубашки (на чертеже не показаны).
Отопительный аппарат работает следующим образом. После подключения к отопительной системе и заполнения всей системы водой с образованием в отопительном аппарате водяной рубашки 7 в топочную камеру 3 закладывается топливо, например, дрова, и производится розжиг. Осуществляется нагрев воды, ее циркуляция в полости теплообменного элемента 4 и корпуса 2 аппарата и обогрев помещения.
Сообщение полости теплообменного элемента 4 с полостью корпуса 2 с двух сторон, а не с трех сторон, как в прототипе, не ухудшает циркуляцию воды. При этом вся поверхность задней стенки корпуса 2 нагревается, что приводит к повышению теплопроизводительности аппарата. Предложенный аппарат проще в изготовлении, т.к. исключается операция присоединения теплообменного элемента 4 к задней стороне корпуса 2, экономятся материалы на выполнение сварочных швов, снижается вероятность получения дефектов сварочных швов.
Таким образом, по сравнению с прототипом, заявленная полезная модель позволяет повысить теплопроизводительность отопительного аппарата, упростить процесс его изготовления, уменьшить материалоемкость и возможные дефекты при изготовлении аппарата.