КОТЕЛ ВОДОГРЕЙНЫЙ

Заявленная полезная модель относится к устройствам для нагрева воды и может быть использована в отопительной технике и для горячего водоснабжения.
Известен, выбранный в качестве ближайшего аналога, аппарат для нагрева жидкости, содержащий патрубок подвода газа с установленным на нем автоматическим блоком управления подачей газа и соединенным с газовой горелкой, снабженной воспламенительным устройством и установленной в верхней части камеры сгорания, образованной цилиндрическим кожухом, расположенном в корпусе и сообщенным с ним, при этом корпус снабжен трубой выпуска продуктов сгорания, кроме того, в зазоре между образующей кожуха и внутренней поверхностью корпуса, вокруг кожуха, расположен трубопровод, выполненный в виде спирали, с которым сообщен термостат, который, в свою очередь, соединен с блоком управления подачей газа (Патент Франции на изобретение №2404811, кл. МПК F23C 3/00, опубл. 27.04.1979 г.)
Расположение газовой горелкой в верхней части камеры сгорания позволяет использовать указанный аппарат при большом давлении подачи газа, сопровождаемом интенсивным горением, в противном случае будет происходить нагрев только верхней части камеры сгорания.
Выделяемая при горении газа теплота, затрачивается на нагрев цилиндрического кожуха, затем происходит процесс теплообмена между камерой сгорания и воздуха между камерой сгорания и внутренней поверхностью корпуса, а вслед за этим происходит теплообмен между нагретым воздухом и трубопроводом, выполненном в виде спирали, а также с жидкостью находящейся в трубопроводе. Однако, часть теплоты при этом теряется за счет того, что корпус снабжен трубой выпуска продуктов сгорания.
Расположение термостата на трубопроводе, выполненном в виде спирали, позволяет регулировать температуру жидкости только в пределах указанного аппарата, при этом не учитывается температура жидкости поступающий в магистрали горячего водоснабжения и отопительной системы.
Недостатком указанного аппарата является то, что теплота выделяемая при горении газа используется не рационально, кроме того, в нем регулирование температуры осуществляется путем полного прекращения горения газа и повторным воспламенением газа в горелке, что приводит к быстрому изнашиванию воспламенительного устройства.
Техническим результатом, который может быть получен в заявленной полезной модели, является создание котла водогрейного с максимально эффективным использованием теплоты выделяемой при горении газа, при максимально безопасной
эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в котле водогрейном, содержащем трубопровод, выполненный в виде спирали и соединенный с магистралью горячего водоснабжения, патрубок подвода газа с установленным на нем автоматическим блоком управления подачей газа, газовую горелку соединенную с патрубком подвода газа, снабженную воспламенительным устройством и установленную в камере сгорания, размещенной в корпусе, при этом корпус сообщен с трубой выпуска продуктов сгорания, газовая горелка размещена в нижней части камеры сгорания, а корпус сообщен с трубой выпуска продуктов сгорания через дымоход, размещенный в верхней части корпуса, которая снабжена крышкой с установленным в ней датчиком тяги, соединенным с автоматическим блоком управления подачей газа, верхняя часть камеры сгорания соединена, по меньшей мере, с одной пропускной трубой, верхний конец которой соединен с дымоходом, внутри пропускной трубы размещен, по меньшей мере, один завихритель, а вокруг пропускной трубы размещен трубопровод, выполненный в виде спирали, при этом корпус снабжен двумя патрубками сообщенными с отопительной системой, а блок управления подачей газа состоит из терморегулятора, снабженного шкалой настройки и гайкой регулировочной, и соединенного с клапаном газовым магнитным, установленным на входе патрубка подвода газа, и взаимодействующим с кнопкой пусковой, при этом внутри корпуса размещен термобаллон взаимодействующий с терморегулятором посредством системы рычагов.
А также тем, что датчик тяги соединен с клапаном газовым магнитным.
А также тем, что воспламенительное устройство соединено с клапаном газовым магнитным.
А также тем, что корпус термобаллона выполнен в виде сильфона.
А также тем, что труба выпуска продуктов сгорания снабжена дверцей, выполненной с возможностью открытия.
А также тем, что корпус снабжен термометром, сообщенным с внутренней полостью корпуса.
Заявленная полезная модель поясняется при помощи чертежей приведенных на фигурах 1, 2, 3, 4.
При этом на фиг.1 показан вид спереди котла водогрейного;
на фиг.2 показан котел водогрейный в осевом сечении;
на фиг.3 показана система управления котлом водогрейным;
на фиг.4 показано воспламенительное устройство.
На фиг.1, 2, 3 и 4 приняты следующие обозначения:
- патрубок 1 подвода газа;
- автоматический блок 2 управления подачей газа;
- трубопровод 3, выполненный в виде спирали;
- газовая горелка 4;
- воспламенительное устройство 5;
- камера 6 сгорания;
- корпус 7;
- труба 8 выпуска продуктов сгорания;
- дымоход 9;
- крышка 10;
- датчик 11 тяги;
- пропускная труба 12;
- завихритель 13;
- впускной патрубок 14;
- выпускной патрубок 15;
- терморегулятор 16;
- клапан 17 газовый магнитный;
- кнопка 18 пусковая;
- термобаллон 19;
- система рычагов 20;
- дверца 21;
- термометр 22;
- термопара 23;
- свеча 24 зажигания;
- воспламенитель 25;
- гайка 26 регулировочная;
- шкала 27 настройки.
Заявленный котел водогрейный состоит из корпуса 7, внутри которого которого размещена камера 6 сгорания, в нижней части которой расположена газовая горелка 4, снабженная воспламенительным устройством и 5 соединенная с патрубком 1 подвода газа, на котором установлен автоматический блок 2 управления подачей газа. Корпус 7 снабжен термометром 22, сообщенным с внутренней полостью корпуса 7.
Верхняя часть камеры 6 сгорания соединена, по меньшей мере, с одной пропускной трубой 12, верхний конец которой соединен с дымоходом 9. Чем большее количество пропускных труб 12 будет соединено с камерой 6 сгорания, тем больше будет поверхность теплообмена между внешней поверхностью пропускных труб 12 и водой, заполняющей внутреннюю полость корпуса 7. Дымоход 9 расположен внутри корпуса 7 и сообщен с внутренней полостью корпуса 7. Внутри пропускной трубы 12 размещен, по меньшей мере,
один завихритель 13. Дымоход 9 сообщен с трубой 8 выпуска продуктов сгорания, снабженной дверцей 21, выполненной с возможностью открытия. Верхняя часть корпуса 7 снабжена крышкой 10 с установленным в ней датчиком 11 тяги, соединенным с автоматическим блоком 2 управления подачей газа.
Вокруг пропускной трубы 12 размещен трубопровод 3, выполненный в виде спирали и соединенный с магистралью горячего водоснабжения. Корпус 7 снабжен двумя патрубками сообщенными с отопительной системой, один из которых является впускным патрубком 14, а второй является выпускным патрубком 15.
Блок 2 управления подачей газа состоит из терморегулятора 16, соединенного с клапаном 17 газовым магнитным, установленным на входе патрубка 1 подвода газа, и взаимодействующим с кнопкой 18 пусковой. Внутри корпуса 7 размещен термобаллон 19 взаимодействующий с терморегулятором 16 посредством системы рычагов 20. Корпус термобаллона 19 выполнен в виде сильфона. Клапан 17 газовый магнитный соединен с датчик 11 тяги и воспламенительным устройством 5. Терморегулятор 16, снабжен шкалой 27 настройки и гайкой 26 регулировочной.
Котел водогрейный работает следующим образом.
Перед началом работы котла водогрейного в корпус 7 через впускной патрубок 14, заливается вода из отопительной системы, вода заливается в трубопровод 3 из системы водоснабжения.
При включении котла водогрейного, путем нажатия кнопки 18 пусковой, терморегулятор 16 блокирует подачу газа из патрубка 1 подвода газа на газовую горелку 4 и подает команду клапану 17 газовому магнитному на подачу газа в воспламенитель 25. Одновременно терморегулятор 16 включает свечу 24 зажигания. После того как газ в воспламенителе 25 разгорится, терморегулятор 16 получит об этом сигнал от термопары 23 и выключит свечу 24 зажигания. Затем, терморегулятор 16 передаст команду клапану 17 газовому магнитному на подачу газа на газовую горелку 4, которая разгорится от пламени в воспламенительном устройстве 5.
Горящий газ от газовой горелки 4 поступает в камеру 6 сгорания и горит в ней, превращаясь в продукты сгорания. Затем продукты сгорания поступают в пропускные трубы 12, где происходит теплообмен между продуктами сгорания и внутренними поверхностями пропускных труб 12. Для увеличения интенсивности процесса теплообмена, в трубах 12 предусмотрены завихрители 13, способствующие увеличению турбулентности продуктов сгорания. После выхода из пропускных труб 12, продукты сгорания проходят через дымоход 9 и далее в трубу 8 выпуска продуктов сгорания. Из трубы 8 продукты сгорания уходят в атмосферу. Для регулирования тяги на трубе 8 предусмотрена дверца 21, открывая или закрывая которую можно увеличивать или уменьшать тягу вручную.
Нагретые в процессе теплообмена с продуктами сгорания, пропускные трубы 12
отдают тепло, заполняющей внутреннюю полость корпуса 7 воде. Вода нагреваясь, поступает через выпускной патрубок 15 в отопительную систему, а остывшая вода отопительной системы через впускной патрубок 14 снова заполняет внутреннюю полость корпуса 7 и процесс перехода нагретой воды в отопительную систему, а охлажденной воды в корпус 7 повторяется.
Нагретая вода, находящаяся во внутренней полости корпуса 7, нагревает трубопровод 3, выполненный в виде спирали, и воду находящуюся в нем. Нагретая вода из трубопровода 3 подается в систему горячего водоснабжения по мере необходимости, также происходит постоянное пополнение воды в трубопроводе 3 по мере необходимости.
Терморегулятор 16, снабжен шкалой 27 настройки и гайкой 26 регулировочной. Изменяя положение гайки 26 регулировочной путем вращения ее относительно шкалы 27 настройки, можно настраивать терморегулятор 16 на предельно допустимую температуру воды, например, 90°С, При вращении, гайка 26 регулировочная может подниматься или опускаться, при этом она воздействует на систему рычагов 20, удаляя или приближая ее к терморегулятору 16. Чем ближе будет система рычагов 20 к терморегулятору 16, тем при меньшей температуре система рычагов 20 окажет давление на терморегулятор 16 или его исполнительный механизм, выполненный, например, в виде концевого выключателя. Чем дальше будет система рычагов 20 от терморегулятора 16, тем при большей температуре система рычагов 20 окажет давление на терморегулятор 16 или его исполнительный механизм.
Внутри корпуса 7 размещен термобаллон 19, корпус которого выполнен в виде сильфона, а внутренняя полость сильфона заполнена рабочей жидкостью, например, машинным маслом. При работе котла водогрейного, вода внутри корпуса 7 нагревается, при этом нагревается и термобаллон 19, рабочая жидкость находящаяся внутри корпуса термобаллона 19 тоже нагревается и увеличивается в объеме расширяя корпус термобаллона 19, выполненный в виде сильфона. Расширяясь корпус термобаллона 19, выполненного в виде сильфона оказывает давление на систему рычагов 20, которая, в свою очередь, оказывает давление на терморегулятор 16. Когда температура воды внутри корпуса 7 достигнет предельно допустимого значения, например, 90°С, термобаллон 19, расширяясь окажет такое давление через систему рычагов 20 на терморегулятор 16, что этого давления будет достаточно для того, чтобы терморегулятор 16 дал команду клапану 17 газовому магнитному на перекрытие подачи газа на газовую горелку 4. После того как температура воды внутри корпуса 7 опустится до 50°С, объем корпуса термобаллона 19 уменьшится и отклонит систему рычагов 20 назад. Система рычагов 20 окажет соответствующее воздействие на терморегулятор 16 и он передаст команду клапану 17 газовому магнитному на открытие подачи газа на газовую горелку 4. Газ в газовой горелке 4 воспламенится от пламени воспламенителя 25 и работа котла водогрейного продолжится в
обычном режиме.
При отсутствии тяги в дымоходе 9 датчик 11 тяги подает сигнал об отсутствии тяги в дымоходе 9 на клапан 17 газовый магнитный, который отключает подачу газа из патрубка 1 подвода газа на газовую горелку 4. Датчик 11 тяги выполнен в виде биметаллической пластина с микровыключателем. При отсутствии тяги, электрическая емкость пластины изменяется и микровыключатель подает сигнал об отсутствии тяги в дымоходе 9 на клапан 17 газовый магнитный, при этом клапан 17 газовый магнитный получает сигнал об отсутствии тяги в дымоходе 11 и отключает подачу газа из патрубка 1 подвода газа на газовую горелку 4.
Если во время работы котла водогрейного произойдет непроизвольное погасание пламени на газовой горелке 4 и воспламенителе 25, то термопара 23, установленная в воспламенительном устройстве 5, при отсутствии процесса горения, охлаждается, при этом терморегулятор 16 получает сигнал об охлаждении термопары 23 и отключает подачу газа из патрубка 1 подвода газа на газовую горелку 4.
Пользователь сам может вручную прекратить работу котла отопительного, воспользовавшись термометром 22 сообщенным с внутренней полостью корпуса 7, и определив, что температура воды в корпусе 22 достаточна для нормального функционирования человека.
Таким образом, за счет введения в котел водогрейный по меньшей мере, одной пропускной трубы и устройств контролирующих параметры горения и теплообмена в котле водогрейном, теплота, выделяемая при горении газа будет использоваться максимально эффективно, при максимально безопасной эксплуатации котла водогрейного.