ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КОТЕЛ (ВАРИАНТЫ)
HEATING BOILER (VERSIONS)

Изобретение и его варианты относятся к тепловой технике и могут быть использованы для обогрева жилых, производственных помещений и горячего водоснабжения для бытовых нужд, что позволяет использовать отопительный котел как внутри, так и вне здания: в столовых, сельских больницах, фермах, теплицах и других помещениях.
За аналог двух вариантов заявляемого изобретения принято техническое решение того же назначения - отопительный котел, общими признаками которого с заявляемыми вариантами изобретения являются корпус в виде водяной рубашки, обрамляющей топку и газоход, снабженный полыни перегородками с интенсификаторами теплообмена на верхней и нижней стенках, сообщенными с полостью рубашки и образующими в газоходе лабиринтный газовый канал, отличающийся тем, что снизу топки установлена полость, образующая с полостью рубашки замкнутый контур теплоносительной среды, а полые перегородки выполнены в количестве 2-4 и в виде плоских полых теплообменных элементов с продольными каналами, установлены горизонтально и диаметрально противоположно на разновысотных уровнях с перекрытием друг друга в газоходе (описание изобретения к патенту РФ №2122688, МПК6 F24H 1/00, 05.07.1996 г.).
Наиболее близким аналогом того же назначения, что и оба варианта заявляемого изобретения, является техническое решение того же назначения - отопительный котел, в котором общими признаками с заявляемыми вариантами изобретения являются корпус, в котором установлен теплообменник, содержащий внутренний и наружный кожухи, образующие внешний канал теплоносителя и сообщающуюся с ним Г-образную полость, образующие замкнутый контур циркуляции теплоносителя, при этом внешняя поверхность Г-образной полости и внутренний кожух образуют газоходный канал с газоотводящим патрубком, в газоходном канале установлена съемная перегородка, в нижней зоне теплообменника установлено газогорелочное устройство (описание изобретения к патенту РФ №2186301, МПК7 F24H 1/00, 28.02.2000 г.).
К недостаткам известных технических решений, как аналога, так и прототипа, относятся невысокие потребительские и эксплуатационные свойства. Кроме того, у них низкая технологичность изготовления.
Задачей, на решение которой направлены оба варианта изобретения, является повышение потребительских и эксплуатационных свойств отопительного котла. Кроме того, техническое решение позволяет повысить технологичность изготовления отопительного котла.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении вариантов изобретения, заключается в интенсификации теплообмена в отопительном котле путем улучшения условий теплоотдачи для конкретных условий использования отопительного котла.
Сущность изобретения по первому варианту - отопительный котел, включающий корпус, в котором установлен теплообменник, содержащий внутренний и наружный кожухи, образующие внешний канал теплоносителя и сообщающуюся с ним Г-образную полость, образующие замкнутый контур циркуляции теплоносителя, при этом внешняя поверхность Г-образной полости и внутренний кожух образуют газоходный канал с газоотводящим патрубком, в газоходном канале установлена съемная перегородка, в нижней зоне теплообменника установлено газогорелочное устройство, состоит в том, что между корпусом и теплообменником расположен теплоизолирующий экран, газоотводящий патрубок установлен вертикально в верхней зоне газоходного канала, съемная перегородка в нижней и верхней частях газоходного канала имеет свободные зоны с возможностью прохода и направления продуктов сгорания в газоотводящий патрубок, в теплообменнике под газогорелочным устройством установлена направляющая решетка.
Решению поставленной задачи способствуют признаки, характеризующие первый вариант изобретения в частных случаях его выполнения или использования.
Наружный кожух снабжен штуцерами подвода и отвода теплоносителя.
В качестве теплоносителя использована вода.
В качестве теплоносителя использована смесь воды с низкозамерзающими присадками.
Газогорелочное устройство снабжено автоматикой безопасности и терморегулирования.
Теплоизолирующий экран выполнен снизу с незамкнутой поверхностью.
Теплообменник снабжен штуцером с пробкой для удаления конденсата.
Корпус выполнен из влагостойкого материала.
Корпус снабжен дверцей.
Теплообменник снабжен люком.
Г-образная полость снабжена дополнительным теплообменником.
Дополнительный теплообменник подключен через штуцера к системе водоснабжения.
Перегородка установлена диагонально в газоходном канале.
Сущность изобретения по второму варианту - отопительный котел, включающий корпус, в котором установлен теплообменник, содержащий внутренний и наружный кожухи, образующие внешний канал теплоносителя, и сообщающуюся с ним в Г-образную полость, образующие замкнутый контур циркуляции теплоносителя, при этом внешняя поверхность Г-образной полости и внутренний кожух образуют газоходный канал с газоотводящим патрубком, в газоходном канале установлена съемная перегородка, в нижней зоне теплообменника установлено газогорелочное устройство, состоит в том, что газоотводящий патрубок установлен вертикально в верхней зоне газоходного канала, съемная перегородка в нижней и верхней частях газоходного канала имеет свободные зоны с возможностью прохода и направления продуктов сгорания в газоотводящий патрубок, в теплообменнике под газогорелочным устройством установлена направляющая решетка.
Решению поставленной задачи способствуют признаки, характеризующие второй вариант изобретения в частных случаях его выполнения или использования.
Наружный кожух снабжен штуцерами подвода и отвода теплоносителя.
В качестве теплоносителя использована вода.
В качестве теплоносителя использована смесь воды с низкозамерзающими присадками.
Газогорелочное устройство снабжено автоматикой безопасности и терморегулирования.
Теплообменник снабжен штуцером с пробкой для удаления конденсата.
Корпус выполнен из влагостойкого материала.
Корпус снабжен дверцей.
Теплообменник снабжен люком.
Г-образная полость снабжена дополнительным теплообменником.
Дополнительный теплообменник подключен через штуцера к системе водоснабжения.
Перегородка установлена диагонально в газоходном канале.
Из уровня техники не известно техническое решение с заявляемой совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы изобретения, что подтверждает его соответствие условию патентоспособности - новизна.
Существенные отличительные признаки независимого пункта формулы заявляемого изобретения для специалиста явным образом не следуют из уровня техники, что подтверждает соответствие изобретения условию патентоспособности - изобретательский уровень.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где:
на фиг.1 - продольный разрез отопительного котла;
на фиг.2 - общий вид отопительного котла.
Пример осуществления вариантов изобретения, с реализацией указанного назначения, изложен для ее первого варианта, имеющего свои конструктивные особенности, но и охватывающего самостоятельно используемый второй вариант изобретения.
Отопительный котел по первому варианту при его установке вне помещения содержит корпус 1, в котором установлен теплообменник (позицией не обозначен), в нижней зоне которого установлено газогорелочное устройство 2. Между корпусом 1 и теплообменником расположен теплоизолирующий экран 3. Теплообменник содержит внутренний кожух 4 и наружный кожух 5, образующие внешний канал 6 теплоносителя, и сообщающуюся с ним Г-образную полость 7 в продольном сечении, которые содержат теплоноситель 8, образующие замкнутый контур его циркуляции. Наружный кожух 5 снабжен штуцером подвода 9 теплоносителя из отопительной системы (на чертеже не показана) и штуцером отвода 10 теплоносителя в отопительную систему. Внешняя поверхность 11 Г-образной полости 7 и внутренний кожух 4 образуют газоходный канал 12. Для удлинения пути прохождения продуктов сгорания и увеличения площади теплосъема в теплообменнике между Г-образной полостью 7 и внешним каналом 6 теплоносителя установлена диагональная перегородка 13, съемная для чистки внутренних поверхностей теплообменника от сажистых отложений. В верхней части газоходного канала 12 установлен газоотводящий патрубок 14 для отвода продуктов сгорания. Диагональная перегородка 13 установлена не по всей высоте газоходного канала 12, оставляя в его нижней и верхней частях зоны для прохода и направления продуктов сгорания в газоотводящий патрубок 14, соединенный с дымоотводящей системой (на чертеже не показана). Г-образная полость 7 снабжена дополнительным теплообменником 15, используемым для горячего водоснабжения. Дополнительный теплообменник 15 подключен через штуцера (на чертеже не обозначены позицией) к системе водоснабжения. Для удаления конденсата из газоходного канала 12 теплообменник снабжен штуцером 16 с пробкой 17. Теплообменник снабжен люком 18 для чистки газоходного канала 12. В качестве теплоносителя 8 использована вода. В качестве теплоносителя 8 м.б. использована смесь воды с низкозамерзающими присадками. Теплоизолирующий экран 3 снижает теплопотери отопительного котла в окружающую среду. При установке котла в помещении наличие теплоизолирующего экрана 3 избыточно, потому что в этом случае тепло, выделяемое отопительным котлом, используется на обогрев помещения в месте установки отопительного котла, экономя при этом на установке отопительных приборов. Газогорелочное устройство 2, установленное для сжигания газообразного топлива, оснащено автоматикой безопасности и терморегулирования (позицией не обозначены). Под горелками 19 газогорелочного устройства 2 установлена направляющая решетка 20 для направленной подачи воздуха к газовым горелкам 19 и для их ветрозащиты при установке отопительного котла снаружи здания. Теплоизолирующий экран 3 выполнен снизу с незамкнутой поверхностью, это обусловлено тем, что нижняя часть отопительного котла не перегревается, охлаждаясь вторичным воздухом, поступающим в газогорелочное устройство. А нагретый, таким образом, вторичный воздух способствует более эффективному сжиганию газообразного топлива газогорелочным устройством. Корпус 1 выполнен из влагостойкого материала для защиты от внешних воздействий и снабжен дверцей 21 для обслуживания отопительного котла и для обеспечения доступа к газогорелочному устройству 2.
Отопительный котел по второму варианту при его установке в помещении выполнен без теплоизолирующего экрана 3.
Отопительный котел по первому варианту, установленный вне помещения, работает следующим образом. В газогорелочное устройство 2 подают газообразное топливо, смешивают его с первичным воздухом и поджигают его. Вторичный воздух, необходимый для сжигания газообразного топлива, направленно поступает к горелкам 19 через решетку 20. Продукты сгорания топлива образуют газообразный поток, проходящий по газоходному каналу 12, омывающий внутренний кожух 4 и внешнюю поверхность Г-образной полости 7. Продукты сгорания омывают с двух сторон диагональную перегородку 13, последовательно проходя вниз с одной ее стороны и вверх - с другой ее стороны. Теплоноситель 8, нагреваясь от продуктов сгорания, поступает в штуцер отвода 10 и далее в систему отопления. Одновременно через штуцер подвода 9, остывший в системе отопления, теплоноситель 8 поступает в отопительный котел. Движение теплоносителя 8 может быть гравитационным или принудительным через насос. Теплоноситель 8 в Г-образной полости 7 отдает часть тепловой энергии воде, циркулирующей по дополнительному теплообменнику 15, используемой для горячего водоснабжения. Теплоизолирующий экран 3 уменьшает рассеивание полезной тепловой энергии в окружающую среду. Газообразный поток, передав основную долю тепловой энергии, выходит в газоотводящий патрубок 14 и далее в дымоотводящую систему отопительного котла. При отключенной отопительной системе полезная тепловая энергия отопительного котла может использоваться только для горячего водоснабжения. Автоматика безопасности обеспечивает бесперебойную подачу газа в газогорелочное устройство 2 и отключение подачи газа при аварийных ситуациях, например, внезапном отключении газа, нарушении тяги в отопительном котле. Автоматика терморегулирования обеспечивает постоянную температуру теплоносителя 8 при работе отопительного котла. Наличие люка 18 и съемной диагональной перегородки 13 обеспечивает легкий доступ ко всем участкам дымоходного пространства отопительного котла и его обслуживания. При розжиге отопительного котла, резком снижении температуры воздуха в месте расположения отопительного котла на внутреннем кожухе 4, внешней поверхности 11 Г-образной полости 7 и диагональной перегородке 13 возможно образование конденсата, который в смеси с продуктами сгорания топлива образует агрессивные химически активные соединения. Конденсат удаляется через штуцер 16, и после его удаления штуцер 16 закрывают пробкой 17.
Отопительный котел по второму варианту, установленный в помещении при отсутствии теплоизолирующего экрана 3, способствует обогреву помещения в месте установки отопительного котла за счет рассеивания полезной тепловой энергии в помещении, что не требует установки дополнительных отопительных приборов.
Описанные средства и методы, с помощью которых возможно осуществление вариантов изобретения, с реализацией указанного их назначения, подтверждают соответствие вариантов изобретения условию патентоспособности - промышленная применимость.
Перечень позиций элементов чертежей отопительного котла:
1 - корпус
2 - газогорелочное устройство
3 - теплоизолирующий экран
4 - внутренний кожух
5 - наружный кожух
6 - внешний канал теплоносителя
7 - Г-образная полость
8 - теплоноситель
9 - штуцер подвода
10 - штуцер отвода
11 - внешняя поверхность Г-образной полости 7
12 - газоходный канал
13 - диагональная перегородка
14 - газоотводящий патрубок
15 - дополнительный теплообменник
16 - штуцер
17 - пробка
18 - люк
19 - горелка
20 - решетка
21 - дверца