ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ
WATER-HEATING BOILER

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к водогрейным котлам, предназначенным для отопления и горячего водоснабжения зданий и сооружений различного назначения.
Известен водогрейный котел (патент РФ №2059937), содержащий топочную камеру, экранированную трубами, конвективный пучок труб, экономайзер и закручивающее устройство потока воды в виде перепускных труб, соединяющих между собой смежные трубы экранов конвективного пучка и экономайзера и расположенных тангенциально к их осям.
Известен водогрейный котел (патент РФ №2252368), содержащий топочную камеру, экранированную трубами, конвективный трубный пучок, экономайзер и устройство закручивания потока воды в виде перепускных тангенциальных труб, выполненных в виде трапецеобразных коробов, снабженных средством отклонения потока воды в сторону большего основания короба, жестко связанного с меньшим основанием, соединяющих между собой смежные трубы экранов, конвективного пучка и экономайзера по их общей оси.
Общим недостатком данных конструкций является недостаточная технологичность изготовления и монтажа трубной системы котла, его металлоемкость (наличие в конструкции котла верхнего и нижнего коллекторов), а также невозможность очистки внешних поверхностей экранов от оседающих на них продуктов горения без остановки работы котла.
Заявленное изобретение предназначено для решения задачи упрощения конструкции и технологии изготовления, монтажа трубной системы котла при одновременном снижении трудоемкости ее изготовления, а также проведения механической очистки наружных поверхностей труб без остановки работы котла, что, в свою очередь, позволяет снизить себестоимость вырабатываемой тепловой энергии и уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу за счет полного сгорания топлива.
Вышеуказанная задача решается тем, что в водогрейном котле, содержащем топочную камеру, экранированную трубами, устройство закручивания потока воды в виде тангенциальных трапецеобразных коробов, соединяющих между собой смежные трубы экранов по их общей оси, экраны выполнены в виде модулей, а котел дополнительно оснащен по крайней мере одним устройством для очистки внешней поверхности экранов, расположенным в межмодульном пространстве. При этом один из модулей выполнен П-образным с охватом топочной камеры сверху и боков, а устройство для очистки внешней поверхности экранов состоит из двух закрепленных на штоках, оснащенных металлическим канатом подпружиненных гребенок, скрепленных между собой при помощи шпилек и гаек.
Получаемый при осуществлении изобретения результат, а именно упрощение конструкции и монтажа трубной системы достигается использованием в конструкции однотипных труб, модульным исполнением конструкции установленных на раме котла, где каждая панель представляет отдельный самостоятельный блок, и выполнением одного из модулей П-образным, чем достигается полная экранизация топочной камеры, значительное снижение потерь инфракрасного излучения и потерь теплоты в окружающую среду. Такое конструктивное решение позволяет организовать полную сборку котла в цеховых условиях. Как вариант возможен монтаж котла непосредственно в существующем помещении, так как модули характеризуются малыми габаритами и для установки их не требуются большие монтажные проемы в здании котельной. Кроме того, наличие в конструкции устройства очистки внешних поверхностей экранов позволяет производить механическую очистку без остановки работы котла.
На фиг.1 представлена схема расположения модулей и схема движения теплоносителя. На фиг.2 и 3 представлено устройство для очистки. На фиг.4 представлен фронтальный вид котла.
Водогрейный котел содержит патрубки подвода 1 и отвода 2 теплоносителя и топочную камеру, образованную задними 3 и 4, потолочными 5 и 6, боковыми 7 и 8 и фронтальным 9 модулями, соединенными между собой коробами (не показано). В модулях трубы соединены между собой также коробами (не показано). В данном случае котел содержит четыре устройства механической очистки наружных поверхностей экранов, состоящие из двух гребенок 10, скрепленных между собой посредством шпилек 11 и гаек 12, подпружиненных пружинами 13, оснащенных металлическим канатом 14, закрепленных на штоках 15. Модули установлены на раме 16, в которой выполнены газоходы, расположенные слева и справа внизу и сходящиеся в единый газоход между задними экранами 3 и 4. Снаружи модулей монтируется каркас 17, на котором крепится легкая теплоизоляция 18, выполненная из штапельного волокна базальтовых пород и декоративная обшивка 19 из стальных листов.
Теплоноситель поступает под напором в котел через патрубок подвода 1, где поток делится на два. Первый поток последовательно проходит модули 4, 8 и 6, после чего попадает в модуль 9. Второй поток последовательно проходит модули 3, 7 и 6, после чего также попадает в модуль 9. В модуле 6 смешивания потоков не происходит, так как между двумя центральными трубами модуля отсутствует короб. В модуле 9 оба потока перемешиваются и на выходе из модуля вновь разделяются на два. Далее оба потока направляются в модуль 5 с разных сторон и, пройдя его, смешиваются в патрубке отвода 2. Очистка внешних поверхностей экранов производится за счет возвратно-поступательного движения гребенок 10, расположенных в межмодульном пространстве котла, образованном модулями 3 и 4, 5 и 6, 5 и 7, 5 и 8, сообщаемого им посредством штоков 15. Гребенки повторяют контуры труб и благодаря тому, что они подпружинены, плотно прилегают к трубам, обеспечивая качественную очистку внешней поверхности экранов.
В результате удается облегчить монтаж водогрейного котла, а также улучшить его эксплуатационные характеристики, обеспечив возможность очистки поверхностей экранов без остановки работы котла.