КОТЕЛ ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ВОДОГРЕЙНЫЙ СТАЛЬНОЙ

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к комбинированным универсальным котлам и может быть использована в системах водяного отопления жилых и производственных помещений и сооружений.
Известен водогрейный стальной котел патент РФ №2080522, МПК F24H 1/00, 27.05.1997, содержащий внутренний и наружный корпусы с крышками, соединенные общим основанием, патрубком соединения с дымоходом, обечайками для установки и крепления дверок и водогрейные секции, размещенные в верхней части топки, которые установлены и закреплены в двух направлениях. Водогрейные секции смещены между собой в противоположные стороны и образуют зигзагообразный канал для прохода газов.
Недостатком данного котла является узкая область его применения из-за использования только твердого топлива (уголь, дрова) и не приспособлен для работы с жидким и газообразным топливом.
Известен отопительный котел по патенту №2169317, МПК F24H 1/00, 20.06.2001, содержащий корпус в виде водяной рубашки, обрамляющей топочное и газоходное пространства, снабженный введенным во внутренний объем котла полый теплообменный элемент, образующий с полостью водяной рубашки замкнутый контур теплоносительной среды, а также образующий в газоходном пространстве лабиринтный газовый канал. Теплообменный элемент выполнен Г-образной формы с различной величиной поперечного сечения и разделяет внутренний объем котла на топочное и газоходное пространства продуктов сгорания топлива.
Недостатком данного котла является узкая область его применения из-за того, что он рассчитан на использование природного газообразного топлива и не приспособлен для работы с твердым топливом (уголь, дрова), форма теплообменного элемента не способствует эффективному теплообмену по причине того, что поверхность его не достаточно развита. Кроме того, горизонтальным участок теплообменника находится на значительном расстоянии от короткого пламени газовой горелки и нагревается только уходящими топочными газами, что снижает эффективность работы котла.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату - прототипом, является котел отопительный водогрейный стальной по патенту РФ на полезную модель №23958, МПК F24H 1/00, 20.07.2002, содержащий внутренний и наружный корпусы с крышками, соединенные общим основанием, патрубок соединения с дымоходом, дверки на лицевой части наружного корпуса котла устанавливаются дополнительно патрубок, соединенный с водяной рубашкой котла, и указатель температуры воды. Крышка средней дверки котла выполнена быстросъемной, крышка нижней дверки выполнена с отверстиями и дополнительно снабжена перемещающейся заслонкой, которая имеет ряд отверстий по всей длине.
Недостатком данного котла является то, что теплообменный элемент расположен далеко от пламени газовой горелки и его форма не способствует эффективному теплообмену. Теплообменник имеет такую форму, которая не создает лабиринтные проходы для топочных, газон. Для создания турбулентности установлен турбулизатор, однако, он перекрывает действие лучистой энергии на поверхность теплообменного элемента. Кроме того, котел не приспособлен для работы на жидком и пеллетном топливе.
Задачей полезной модели является повышение эффективности работы котла и расширение области его применения за счет использования различного топлива.
Техническим результатом, достигаемым данной полезной моделью является увеличение площади теплообмена, снижение скорости потока газообразных продуктов сгорания и увеличение пути их прохождения, упрощение переналадки котла для работы на нужном виде топлива.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что котел отопительный водогрейный стальной, содержащий соединенные общим основанием корпус и топочную камеру, снабженную загрузочной и быстросъемной растопочной дверками, колосниковой решеткой и зольным ящиком, расположенным в донной части камеры, водяную рубашку, образованную вертикальными боковыми стенками и верхними стенками корпуса и топочной камеры, патрубки для подсоединения к системе отопления, патрубок для терморегулятора и указателя температуры воды, теплообменный элемент и дымовыводящий патрубок для соединения с дымоходом, согласно формуле полезной модели, содержит также заслонку с отверстиями, установленную в проеме быстросъемной растопочной дверки с возможностью открывания, козырек, делящий внутренний объем котла на топочное и газоходное пространство; в нише, расположенной в донной части котла водяной рубашки: установлен блок тэнов, теплообменный элемент выполнен в виде поперечно расположенных в шахматном порядке труб, образующих с полостью водяной рубашки замкнутый контур теплоносителя, а быстросъемная растопочная дверка снабжена створкой регулирования подачи воздуха.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается также тем, что в котле дымовыводящий патрубок снабжен съемным поворотным шибером, корпус котла облицован теплоизолирующим и декоративным материалами, в верхней части котла установлена варочная плита, а патрубки заглублены в водяную рубашку котла и имеют внутреннюю резьбу.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем существенным признакам заявленной полезной модели отсутствуют. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности «новизна».
Теплообменный элемент, выполненный в виде поперечно расположенных в шахматном порядке труб позволяет увеличить площадь теплообмена. Расположение в шахматном порядке труб повышает эффективность теплообмена до 20%. Первые трубы по потоку топочных газов работают с большей эффективностью за счет лучистого теплообмена.
Для обеспечения максимальной теплоотдачи установлен съемный козырек, который располагается между рядами труб и создает оборот топочных газов. При этом на повороте и проходах между труб происходит процесс торможения топочных газов, увеличивается время пребывания газов в топочной камере, что ведет к увеличению теплообмена. Газы омывают последовательно каждый ряд труб и уходят из топки с меньшей температурой, что приводит к экономии топлива, следовательно, к повышению эффективности работы котла.
Установка заслонки с отверстиями в проеме растопочной дверки предотвращает высыпание топлива при открытии дверки. Воздух для поддержания горения в топочной камере подается через створку подачи воздуха, расположенную на растопочной дверке и далее попадает в зону горения через решетку колосника и отверстия в заслонке.
Установка блока тэнов позволяет нагревать воду в котле, как при горении топлива в котле, так и без него, что расширяет функции котла.
Облицовка корпуса котла теплоизолирующим и декоративным материалами, позволяет уменьшить рассеивание энергии и предохраняет от контакта с разогретым корпусом. Это приводит к повышению эффективности котла и удобству эксплуатации. Выполнение патрубков, заглубленных в водяную рубашку котла и имеющих внутреннюю резьбу, позволяет уменьшить габариты котла, что облегчает его эксплуатацию и транспортировку.
Конструкция полезной модели представлена на чертежах, где на фиг.1 показан продольный разрез котла, работающего на твердом топливе, на фиг.2 показан разрез котла, работающего на природном газе, на. фиг.3 - продольный разрез котла, работающего на жидком топливе, на фиг.4 - продольный разрез котла, работающего на пелетном топливе.
Котел состоит из корпуса 1, топочной камеры 2 с загрузочной дверкой 3 и быстросъемной растопочной дверкой 4, на которой установлена створка 5 регулирования подачи воздуха в топку. Для создания плотного прилегания к корпусу, загрузочная дверка 3 и быстросъемная растопочная дверка 4 снабжены уплотнением. Это может быть кремнеземный шнур, уложенный в углубление в корпусе дверки. В донной части топочной камеры 2 установлена колосниковая решетка 6 и зольный ящик 7. Водяная рубашка 8 образована вертикальными стенками корпуса и топки по всему периметру и их верхними стенками. Ниша 9 для установки блока тэнов 10 является частью полости водяной рубашки 8. Патрубок 11 входа в котел теплоносителя и патрубок 12 выхода из котла теплоносителя установлены для подсоединения котла к системе отопления, патрубок 13 для установки указателя температуры 14. Патрубки заглублены в водяную рубашку котла и имеют внутреннюю резьбу. Это уменьшает габаритные размеры котла. Во внутреннем объеме топочной камеры 2 установлен теплообменный элемент 15, выполненный в виде поперечно расположенных в шахматном порядке труб. Козырек 16, установлен между рядами труб теплообменного элемента 15. Заслонка 17 с отверстиями установлена в проеме быстросъемной растопочной дверки 4 с возможностью открывания. В дымовыводящем патрубке 18 установлен поворотный шибер 19. Корпус котла утеплен теплоизолирующим 20 и облицован декоративным 21 материалами.
В случае установки газогорелочного устройства 22 либо горелки на жидком топливе 24, или горелки напеллетном топливе 25, устанавливают терморегулятор 23.
Котел может выпускается с варочной плитой, установленной в верхнюю стенку корпуса котла. (на фигуре не показана)
Котел работает следующим образом. При работе на твердом топливе через загрузочную дверку 3 проводят его загрузку. Через быстросъемную растопочную дверку 4 осуществляют розжиг. Регулирование интенсивности процесса горения производят с помощью створки 5 регулирования подачи воздуха, расположенной на растопочной дверке 4. Пламя и раскаленные топочные газы разогревают поверхности топочной камеры, от которых тепло передается воде, заполняющей внутреннее пространство водяной рубашки 8 и теплообменного элемента 15. Контроль температуры теплоносителя осуществляют указателем температуры 14, установленным в патрубок 13.
При сгорании топлива, нагретая в водяной рубашке 8 вода поступает в патрубок 12 и циркулирует в системе отопления. Остывшая вода из системы отопления по патрубку 11 поступает самотеком или насосом обратно в котел.
После окончания процесса горения, открывают растопочную дверку 4 и вынимают зольный ящик 7 с накопившейся в нем золой.
При работе на природном газе, жидком или пеллетном топливе снимают быстросъемную растопочную дверку 4 и заслонку 17, убирают колосниковую решетку 6, ящик зольника 7. В образовавшийся проем вставляют горелку той конструкции, какое топливо собираются использовать. Это может быть газогорелочное устройство 22 либо горелка для жидкого топлива 24 или горелка для пеллетного топлива 25 с подсоединенной к ней системой 26 подачи пеллет. В водяную рубашку 8 через патрубок 13 вставляют терморегулятор воды 23.
Наличие в предлагаемой конструкции быстросъемной дверки 4 упрощает процесс перевода котла при работе с твердого на газообразное, жидкое и пеллетное топливо и тем самым расширяет область его применения. Использование патрубка 13 позволяет устанавливать на котел автоматическое устройство с терморегулятором 23, в случае использования газообразного, жидкого или пеллетного топлива, что повышает надежность и безопасность работы котла.
Котел, описанный в заявленной полезной модели, предназначен для нагрева воды и может быть использован для отопления жилых и производственных помещений. Устройство, изложенное в формуле полезной модели, способно обеспечить достижение поставленных заявителем технических задач.
Таким образом, предложен котел, конструкция которого интенсифицирует теплообмен, обеспечивает надежность и повышение КПД котла без увеличения массогабаритных размеров на единицу мощности. Универсальность котла расширяет его функциональные возможности.