Опалювальний котел

1 Опалювальний котел для обігріву приміщень, який містить корпус у вигляді обрамляючої сорочки з теплоносійним середовищем, що обрамляє топку і газохід, з встановленими порожніми перегородками, з'єднаними з порожниною сорочки й утворюючими в газоході лабіринтовий газовий канал, який відрізняється тим, що у внутрішній об'єм котла вертикально установлено теплообмінний елемент, з'єднаний з порожниною сорочки і поділяючий потік газоподібних продуктів згоряння палива на дві рівні частини, причому теплообмінний елемент складається з двох ділянок ділянки з поперечним перерізом, що розширюється знизу вгору, і ділянки з постійним попе речним перерізом прямокутної форми, у верхній частині якого зроблений газохідний канал, котрий з'єднаний з димоходом, а в каналах, що утворюються між внутрішньою стінкою сорочки і теплообмінним елементом на ДІЛЯНЦІ З ПОСТІЙНИМ пе рерізом, встановлена переривчаста перегородка так, що горизонтальний переріз потоку залишається постійним і відсутній прямолінійний наскрізний канал для виходу продуктів згоряння 2 Опалювальний котел по п 1, який відрізняється тим, що переривчаста перегородка виконана на внутрішній СТІНЦІ обрамляючої сорочки у формі круглих витяжок, зміщених одна ВІДНОСНО ОДНОЇ 3 Опалювальний котел по п 1, який відрізняється тим, що переривчаста перегородка виконана на внутрішній СТІНЦІ обрамляючої сорочки у формі овальних витяжок, зміщених одна відносно одної 4 Опалювальний котел по п 1, який відрізняється тим, що переривчаста перегородка виконана на теплообмінному елементі, на ДІЛЯНЦІ з постійним поперечним перерізом у формі круглих чи овальних витяжок, зміщених одна відносно одної ю ю Винахід відноситься до теплової техніки і може бути використаний для обігріву житлових, побутових, виробничих приміщень, що дозволяє використовувати опалювальний котел для обігріву індивідуальних теплиць та ш приміщень Відомий водогрійний котел - [1, 2], призначений для опалення, який містить топку, що обрамлена водяною сорочкою, з'єднану з вікном для виходу продуктів згоряння У верхній частині топки розташовані направляючі перегородки, одна з яких розташована поперечно на відстані від бокової стінки топки з утворенням проходу для продуктів згоряння, а інша перегородка виконана у вигляді вертикальної незамкнутої обичайки Вона встановлена між поперечною перегородкою і верхньою стінкою топки, а незамкнута ділянка обичайки звернена у бік, протилежний згаданому вище проходу Для підвищення ефективності теплообміну водогрійний котел обладнаний додатковими перегородками, одна з яких установлена поперечно між вікнами для виходу продуктів згоряння, а друга розташована вздовж Недоліком відомих водогрійних котлів є те, що не повною мірою використовуються можливості щодо підвищення ефективності теплообміну між перегородками і водою, яка заповнює водяну сорочку В такому котлі збільшується тільки шлях проходження продуктів згоряння і час їхнього перебування в топковому просторі, а площа теплообміну залишається незмінною Ефективність теплообміну зростає незначною мірою тільки за рахунок тепловідгалуження від металевих перегородок до стінок, обрамляючої сорочки у верхній частині котла Такий характер теплопередачі не сприяє забезпеченню штенсив (О ю 56559 ноі циркуляції води в опалювальній системі Крім жок Позиції на кресленнях позначають того, така конструкція котла не ефективна при 1 - обрамляюча сорочка котла, що обрамляє опаленні приміщень об'ємом менше 300м топку і газохід, З відомих опалювальних котлів найбільш бли2 - теплоносійне середовище, зьким за технічною суттю і результатами, що дося3 - внутрішня стінка обрамляючої сорочки, гаються, є опалювальний котел [3], який містить 4 - зовнішня стінка обрамляючої сорочки, корпус у вигляді водяної обрамляючої сорочки, яка 5 - теплообмінний елемент, обрамляє топку і газохід, обладнаний порожніми 6 - ділянка теплообмінного елемента з попеперегородками, що сполучаються з порожниною речним перерізом, що змінюється, сорочки й утворюють в газоході лабіринтовий га7- ділянка теплообмінного елемента з постійзовий канал ним поперечним перерізом, Використання такого котла для опалювання 8 -топковий простір котла, приміщень менше 300 мЗ є не ефективним, тому 9 - газохідний простір котла, що він є відносно громіздким для таких приміщень 10 - вертикальний газохідний канал, і працює в режимі з переривчастим горінням осно11 - горизонтальний газохідний канал, вного пальникового пристрою Це не дозволяє 12 - перегородка переривчаста, використовувати його на повну потужність Змен13 -газохід, шення габаритних розмірів даної схеми котла 14 - потік газоподібних продуктів згоряння пашляхом зменшення КІЛЬКОСТІ теплообмінних елелива, ментів приводить до різкого зниження його ККД 15 - патрубок виходу з котла теплоносійного середовища, Винахід спрямований на підвищення ефективності й інтенсивності теплообміну між продуктами 16 - патрубок входу в котел теплоносійного згоряння палива і теплообмінних елементів конссередовища, трукції котла за рахунок збільшення площі конвек17 - газопальниковий пристрій, 18-димохід, тивного теплообміну і турбулізації потоку газоподі19 - круглі витяжки, бних продуктів згоряння палива і зниження 20 - овальні витяжки масогабаригних параметрів котла на одиницю поДля поліпшення технічних показників та властужності тивостей процесу теплопередачі у внутрішній об'єм опалювального котла введений порожній тепЦе досягається тим, що у відомий опалювальлообмінний елемент 5 (фіг 1 і фіг 2) Він виконаний ний котел, котрий містить корпус у вигляді обраму вигляді двох ділянок Ділянка теплообмінного ляючої сорочки зтепломосіиним середовищем, що елемента з поперечним перерізом 6, що змінюєтьобрамляє топку та газохід, обладнаний порожніми ся, і ділянка теплообмінного елемента з постійним перегородками, які сполучаються з порожниною поперечним перерізом 7 Теплообмінний елемент сорочки й утворюють в газоході лабіринтовий га5 утворює з обрамляючою сорочкою (корпусом) 1 зовий канал, у внутрішній об'єм котла вертикально замкнутий об'ємний контур теплоносійного серевстановлений теплообмінний елемент, що сполудовища 2 і поділяє внутрішній об'єм котла на топчається з порожниною сорочки і поділяє потік гаковий 8 і газохідний простори 9 Причому найзоподібних продуктів згоряння палива на дві рівні менший переріз ділянки 6 теплообмінного частини Теплообмінний елемент складної форми елемента розташовано ближче до газопальниковиконаний у вигляді двох ділянок ділянки з попевого пристрою 17 речним перерізом, що розширюється знизу вгору і ділянки з постійним поперечним перерізом прямоТеплообмінний елемент 5 із внутрішньою стінкутної форми У верхній частині нагрівального кою сорочки 3 утворюють газохідний простір 9 Він елемента виконаний газохідний канал, що сполускладається з вертикальних газохідних каналів 10, чається з димоходом У каналах, що утворюються горизонтальних газохідних каналів 11 і газоходу між внутрішньою стінкою сорочки і теплообмінним 13 На внутрішній СТІНЦІ сорочки (фіг 3), виконані елементом на ДІЛЯНЦІ З ПОСТІЙНИМ перерізом, викруглі витяжки 19 чи овальні витяжки 20 (фіг 4), що конана переривчаста перегородка так, що горизоутворюють з ділянкою 7 теплообмінного елемента нтальний переріз потоку залишається постійним і 5 з постійним поперечним перерізом переривчасту відсутній прямолінійний наскрізний канап для виперегородку 12 (фіг 1 і фіг 2) Вертикальні 10, гоходу продуктів згоряння Переривчаста перегородризонтальні 11 газохідні канали, переривчаста ка виконана на внутрішній СТІНЦІ сорочки у формі перегородка 12 і газохід 13 утворюють лабіринт на круглих чи овальних витяжок, зміщених відносно шляху виходу в димохід 18 потоку газоподібних одна одної Переривчаста перегородка може бути продуктів згоряння палива 14 Поділ газохідного виконана на теплообмінному елементі на ДІЛЯНЦІ З простору 9 теплообмінним елементом 5 і створенПОСТІЙНИМ поперечним перерізом у формі круглих ня вертикальних 10, горизонтальних 11 каналів чи овальних витяжок, зміщених одна відносно одподовжує шлях проходження продуктів згоряння ної палива 14, а зміна напрямку їхнього руху збільшує їхню турбулізацію Це сприяє більш повному згоСуть винаходу пояснюється кресленнями, де рянню пальної суміші газу з повітрям і зниженню на фіг 1 зображений поздовжній переріз опалювавмісту СОг, ефективній теплопередачі від продукльного котла, на фіг 2 - поперечний переріз котла, тів згоряння палива завдяки омиванню ними більна фіг 3 - вигляд по А-А на переривчасту перегошої площі внутрішньої поверхні сорочки 3 і теплородку, виконану на внутрішній СТІНЦІ сорочки котла обмінного елемента 5, підвищенню ККД у вигляді круглих витяжок, на фіг 4 - вигляд по А-А опалювального котла на переривчасту перегородку, виконану на внутрішній СТІНЦІ сорочки котла у вигляді овальних витяДілянка теплообмінного елемента 5 з попере 56559 чним перерізом, що змінюється 6 (Фіг 2) установнал 11 У горизонтальному газохідному каналі голена похило до вихідного теплового потоку продуризонтальні потоки 14 спрямовані на зустріч один ктів згоряння палива Це забезпечує найкращі одному У МІСЦІ зустрічі розділених потоків 14 у умови конвективного і променевого теплообміну горизонтальному газохідному каналі вони загальміж газоподібними продуктами згоряння палива і мовують один одного, змішуються і змінюють нанагрівальним елементом у топковому просторі За прямку руху Це поліпшує теплопередачу від газорахунок малого об'єму теплоносійного середовиподібного потоку в газоході 13 до теплоносійного ща в нижній частині нагрівального елемента 5 і середовища 2, що знаходиться в нагрівальному розташування його в області високих температур елементі і обрамляючій сорочці котла Газоподібгазів продуктів згоряння палива 14, що відходять, ний потік 14, передавши зазначеним елементам вона піддається інтенсивному розігріву і швидкому котла основну частку теплової енергії, іде в димотепловому розширенню У результаті цього утвохід 18 рюється різниця тисків між входом у котел теплоВикористання нових елементів у котлі вигідно носійного середовища (патрубок 16) і виходом з відрізняє пропонований котел, тому що дозволяє опалювального котла (патрубок 15), що створює інтенсифікувати теплообмін у топковому і гаспрямований потік теплоносійного середовища зохідному просторі шляхом поліпшення умов теплопередачі від продуктів згоряння до нагрівальних Така конструкція опалювального котла забезелементів, печує найбільш ефективну теплопередачу в теплообмінних елементах за рахунок збільшення підвищити швидкість циркуляції теплоносійноплощі теплопередачі без збільшення габаритних го середовища за рахунок підвищення швидкості розмірів і знижує температуру вихідних газів і вміст розігріву в теплообмінних елементах, СО знизити габарити і витрати матеріалів на одиницю потужності опалювального котла за рахунок Опалювальний котел працює в такий спосіб У застосування вертикально встановленого нагріватопковому просторі котла 8 спалюється газоповітльного елемента, переривчастої перегородки у ряна суміш, що подається газопальниковим привертикальному газохідному каналі і створенні строєм 17 Продукти згоряння утворюють газопоскладного лабіринту переміщення продуктів згодібний потік 14, що розділяється на два потоки і ряння палива, що збільшує шлях їхнього прохонаправляється вверх по звужуючому ся поперечдження і площу омивання, ному перерізу топкового простору 8 Потік продуктів згоряння омиває внутрішні стінки обрамляючої підвищити ККД опалювального котла, сорочки 3, бічні стінки теплообмінного елемента 5 і підвищити надійність роботи котла за рахунок надходить у газохідний простір 9 У вертикальних виключення задування запальника при різких змігазохідних каналах 10 завдяки переривчастій пенах потоку атмосферного повітря, регородці 12 газоподібні потоки 14 змінюють наполіпшити умови обслуговування в процесі прямки руху В наслідок зміни напрямків відбуваексплуатації ється їхнє перемішування, поліпшується Література теплопередача через стінку нагрівального елеме1 Авторське свідоцтво № 1820156, А1 F24H нта 5 на ДІЛЯНЦІ теплообмінного елемента з по1 /26, F 23 М 9/06, БИ №21,1993 стійним поперечним перерізом 7 і внутрішньою 2 Авторське свідоцтво № 1733867, А1 F24H стінкою обрамляючої сорочки 3 до теплоносійного 1/40, №18, 1992 середовища котла При ПІДЙОМІ газоподібних пото3 Патент РФ № 2122688 F24H 1/00 БИ № 33, ків 14 по вертикальним газохідним каналам 10 1998 вони переходять у горизонтальний газохідний ка 56559 Фи. 2 Фіг.1 A-A A - A 19 Фіі.З Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24