Опалювальний котел
Номер патенту: 57294
Опубліковано: 16.06.2003
Автори: Малишкін Васілій Ніколаєвіч, Лєнівкін Вячєслав Андрєєвіч, Чєрноіванов Владімір Сємьоновіч, Фьодоров Алєксандр Міхайловіч
Формула / Реферат
1. Опалювальний котел для обігріву житлових, виробничих приміщень і отримання гарячої води для побутових потреб, який містить корпус у вигляді водяної обрамляючої сорочки, яка обрамляє топковий і газохідний простори, обладнаний введеним у внутрішній об'єм котла порожнистим теплообмінним елементом, який утворює з порожниною обрамляючої сорочки замкнутий контур теплоносійного середовища, а також утворює у газохідному просторі лабіринтовий газовий канал, який відрізняється тим, що теплообмінний елемент виконаний Г-подібної форми з різною величиною поперечного перерізу і розділяє внутрішній об'єм котла на топковий та газохідний простори продуктів згоряння палива, а у верхній частині водяної обрамляючої сорочки над газохідним простором розташований люк, через який введена перегородка з вирізом, при цьому люк закритий кришкою з тепловим відбивачем і фіксує перегородку, а об'єм топкового простору котла
V=(0,9...1,1)(22400+850)N, см3, висота верхньої частини порожнини теплообмінного елемента Г-подібної форми :
а=(1...1,1)(21,25+0,625N), мм,
площа поперечного перерізу димоходу котла :
Sд=85+3,1N, см2,
площа поперечного перерізу каналу для газів продуктів згоряння, що відходять, між торцем горизонтальної частини теплообмінного елемента Г-подібної форми і внутрішньою стінкою сорочки, що обрамляє :
S1=(0,7...0,75)Sд,см2,
площа поперечного перерізу між горизонтальною площиною теплообмінного елемента Г-подібної форми і верхньою частиною сорочки, що обрамляє :
S2=(0,8...0,85)Sд, см2,
площа поперечного перерізу газохідного простору :
S3=S4=Sд,
де N - потужність котла у кВт.
2. Опалювальний котел по п.1, який відрізняється тим, що в топковий простір введений пристрій для випарювання конденсату, який сполучається з газохідним простором, причому випарювальний пристрій установлений вище рівня зони згоряння палива.
3. Опалювальний котел по пп.1 і 2, який відрізняється тим, що водяна обрамляюча сорочка корпуса виконана у вигляді циліндра, а верхня частина теплообмінного елемента Г-подібної форми виконана у вигляді сегмента.
Текст
1 Опалювальний котел для обігріву житлових, виробничих приміщень і отримання гарячої води для побутових потреб, який містить корпус у вигляді водяної обрамляючої сорочки, яка обрамляє топковий і газохідний простори, обладнаний введеним у внутрішній об'єм котла порожнистим теплообмінним елементом, який утворює з порожниною обрамляючої сорочки замкнутий контур теплоносійного середовища, а також утворює у газохідному просторі лабіринтовий газовий канал, який відрізняється тим, що теплообмінний елемент виконаний Г-подібної форми з різною величиною поперечного перерізу і розділяє внутрішній об'єм котла на топковий та газохідний простори продуктів згоряння палива, а у верхній частині водяної обрамляючої сорочки над газохідним простором розташований люк, через який введена перегородка з вирізом, при цьому люк закритий кришкою з тепловим відбивачем і фіксує перегородку, а об'єм топкового простору котла Винахід відноситься до теплової техніки і може бути використаним для обігріву житлових, виробничих приміщень і гарячого водопостачання, що дозволяє використовувати опалювальний котел у їдальнях, сільських лікарнях, фермах, теплицях і ін приміщеннях Відомий водогрійний котел [1, 2], призначений для опалювання і постачання гарячою водою, який містить водяну обрамлюючу сорочку, що обрамляє топку, з'єднану з вікном для виходу продуктів згоряння У верхній частині топки розташовані на V=(0,9 1,1)(22400+850)N, с м , висота верхньої частини порожнини теплообмінного елемента Гподібної форми а=(1 1,1)(21,25+0,625N), MM, площа поперечного перерізу димоходу котла Sfl=85+3,1N, см 2 , площа поперечного перерізу каналу для газів продуктів згоряння, що відходять, між торцем горизонтальної частини теплообмінного елемента Г-подібної форми і внутрішньою стінкою сорочки, що обрамляє Si=(0,7 0,75)Sfl,CM2, площа поперечного перерізу між горизонтальною площиною теплообмінного елемента Г-подібної форми і верхньою частиною сорочки, що обрамляє S2=(0,8 0,85)Sfl, см 2 , площа поперечного перерізу газохідного простоРУ S3-S4-Sfl, де N - потужність котла у кВт 2 Опалювальний котел по п 1, який відрізняється тим, що в топковий простір введений пристрій для випарювання конденсату, який сполучається 3 газохідним простором, причому випарювальний пристрій установлений вище рівня зони згоряння палива З Опалювальний котел по пп 1 і 2, який відрізняється тим, що водяна обрамляюча сорочка корпуса виконана у вигляді циліндра, а верхня частина теплообмінного елемента Г-подібної форми виконана у вигляді сегмента правляючі 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 обечайки Вона встановлена між поперечною перегородкою і верхньою стінкою топки, а незамкнута ділянка обечайки звернена у бік, протилежний згаданому вище проходу Для підвищення ефективності теплообміну водогрійний котел має додаткові перегородки, одна з яких установлена поперечно між вікнами для ви ю 57294 ходу продуїсгів згоряння, а друга розташована подовжньо Недоліком відомого водогрійного котла є те, що не повною мірою використовуються можливості по підвищенню ефективності теплообміну між перегородками і водою, яка заповнює водяну сорочку По цій причині в ньому збільшується тільки шлях проходження продуктів згоряння і час їхнього перебування в топковому просторі, а площа теплообміну залишається незмінною Ефективність теплообміну зростає тільки за рахунок тепловідводу від металевих перегородок до стінок водяної сорочки у верхній частині котла Такий характер теплопередачі не сприяє забезпеченню інтенсивності циркуляції води в опалювальній системі З відомих опалювальних котлів найбільш близьким за технічною суттю і результатам, що досягаються, є опалювальний котел [3], який містить корпус у вигляді водяної обрамляючої сорочки, що обрамляє топку і газохідний простір, обладнаний порожнистими (пустотілими) перегородками, з'єднаними з порожниною сорочки й утворюючими в газохідному просторі лабіринтовий газовий канал Недоліком відомого опалювального котла при збільшенні КІЛЬКОСТІ теплообмінних елементів більше двох є збільшення габаритних розмірів, ускладнення конструкції котла, зниження технологічності виготовлення і незначний приріст КПД, котрий економічно і технічно не є раціональним Має місце також зниження температури газів, що відходять Це приводить до утворення конденсату і погіршення умов видалення з горизонтальних поверхонь нагрівальних елементів сажі Конструкція котла є чутливою до різких змін швидкості повітряних потоків, що можуть приводити до загасання запальника й припинення процесу згоряння газоподібного палива В основу винаходу покладено підвищення ефективності й інтенсивності теплообміну між продуктами згоряння палива і теплообмінними елементами конструкції за рахунок збільшення площі конвективного теплообміну і турбулізації потоку газоподібних продуктів згоряння палива та зниження масогабаритних параметрів котла на одиницю потужності Поставлена задача вирішується тим, що у відомий опалювальний котел, який містить корпус у вигляді водяної обрамляючої сорочки, що обрамляє топковий і газохідний простори, обладнаний введеним у внутрішній об'єм котла порожнистим теплообмінним елементом, що утворює з порожниною водяної сорочки замкнутий контур теплоносійного середовища, а також у газохідному просторі утворює лабіринтовий газовий канал теплообмінний елемент виконаний Г-образної форми з різною величиною поперечного перерізу і розділяє внутрішній об'єм котла на топковий і газохідний простори продуктів згоряння палива У верхній частині водяної обрамляючої сорочки над газохідним простором розташований люк, через який введена перегородка з вирізом Люк закривається кришкою з тепловим відбивачем і фіксує перегородку Перегородка з верхньою частиною теплообмінного елемента утворюють лабіринт для проходження газоподібних продуктів згоряння палива При цьому об'єм топкового простору котла складає V=(0,9 1,1)(22400+850)N, см 3 , висота верхньої частини порожнистого теплообмінного елемента Г-образної форми а=(1 1,1)(21,25+0,625N), MM, площа поперечного перерізу димоходу котла Sfl=85+3,1N, см 2 , площа поперечного перерізу каналу для газів продуктів згоряння, що відходять, між торцем горизонтальної частини теплообмінного елемента Гобразної форми і внутрішньою стінкою обрамляючої сорочки Si=(0,7 0,75)Sfl, см 2 , площа поперечного перерізу між горизонтальною площиною теплообмінного елемента Гобразної форми і верхньої частини обрамляючої сорочки S2=(0,8 0,85)S2, см 2 , площа поперечного перерізу газохідного простору S3-S4-Sfl, де N - потужність котла у кВт В опалювальний котел у топковий простір введений випарювальний пристрій конденсату, що сполучується з газохідним простором, причому випарювальний пристрій установлений на рівні вище зони згоряння палива В опалювальному котлі водяна обрамляюча сорочка корпуса виконана у вигляді циліндра, а верхня частина теплообмінного елемента Гобразної форми виконана у вигляді сегментного паралелепіпеда Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг 1 зображено поздовжній перетин опалювального котла, на фіг 2 - вид ззаду на котел, на фіг 3 - перетин опалювального котла по А-А, на фіг 4 - перетин по В-В Позиції на кресленнях позначають 1 - обрамляюча сорочка, 2 - теплоносій не середовище, 3 - теплообмінний елемент Г-образної форми, 4 - топковий простір, 5 - випарювальний пристрій, 6 - проріз, 7 - патрубок входу в котел теплоносійного середовища, 8 - перегородка, 9 - газохідний простір, 10 - димохід, 11 - патрубок добору гарячої води, 12 -люк, 13 - кришка люка з тепловим відбивачем, 14 - патрубок виходу з котла теплоносійного середовища, 15 - водонагрівач гарячого водопостачання, 16 - потік продуктів згоряння, 17 - патрубок підведення води для підігріву На кресленнях позначені S fl - площа поперечного перерізу димоходу котла, 51 - площа поперечного перерізу каналу для газів продуктів згоряння, що відходять з топкового простору, 5 2 - площа поперечного перерізу між горизонтальною площиною теплообмінного елемента Гобразної форми і верхньою частиною обрамляючої сорочки, 57294 S3, S4 - площа поперечного перерізу газохідного простору, "а" - товщина внутрішньої порожнини горизонтальної частини нагрівального елемента Гобразної форми Для поліпшення технічних показників і властивостей процесу теплопередачі в опалювальний котел введені наступні елементи теплообмінний елемент Г-образної форми 3, люк 12, кришка люка з тепловим відбивачем 13 і перегородка 8 Теплообмінний елемент Г-образної форми виконаний у вигляді порожнистої порожнини з різною величиною товщини поперечного перерізу горизонтальної й вертикальної складових частин, що утворюють з обрамляючою сорочкою (корпусом) замкнутий об'ємний контур теплоносійного середовища 2 і поділяючий внутрішній об'єм котла на топковий 4 і газохідний простір 9 Над газохідною частиною котла створений люк 12, через який вставлена перегородка 8 із вирізом Перегородка 8 із днищем обрамляючої сорочки у газохідному об'ємі утворює проріз 6 Перегородка 8 зверху фіксується кришкою люка 12 із тепловим відбивачем Перегородка 8 поділяє газохідний простір на дві частини Теплообмінний елемент 3, перегородка 8 із прорізом 6 утворюють лабіринт для виходу в димохід 10 потоку газоподібних продуктів згоряння палива 16 Поділ газохідного простору 9 перегородкою 8 подовжує шлях проходження продуктів згоряння Це сприяє більш ефективній теплопередачі продуктів згоряння палива завдяки омиванню ними більшої площі внутрішньої поверхні обрамляючої сорочки і тильної сторони теплообмінного елемента 3, їхньому охолодженню, що приводить до підвищення КПД Теплообмінний елемент Г-образної форми містить у собі переваги вертикально й горизонтально розташованих теплонагрівальних порожнин Вертикальна складова частина нагрівального елемента Г-образної форми виконана з товщиною порожнини, рівній товщині порожнини обрамляючої сорочки Вона забезпечує найбільш сприятливі умови для циркуляції теплоносійного середовища за рахунок найбільшого перепаду температури між нижньою й верхньою горизонтальною складовою частиною Горизонтальна складова частина теплообмінного елемента встановлена перпендикулярно тепловому потоку продуктів згоряння палива, що піднімається Це забезпечує найкращі умови конвективного і променевого теплообміну між газоподібними продуктами згоряння палива і нагрівальним елементом За рахунок відносно малого об'єму теплоносійного середовища в горизонтальній складовій частині нагрівального елемента вона піддається інтенсивному розігріву і швидкому тепловому розширенню У результаті цього створюється спрямований потік, що сприяє збільшенню різниці тисків на вході 7 і виході 14 опалювального котла Внутрішня висота порожнини "а" горизонтальної складової нагрівального елемента вибрана за умови, що запобігає локальному закипанню теплоносійного середовища в ній з метою виключення зниження швидкості переміщення теплоносійного середовища в результаті утворення і попадання в опалювальну систему пухирців повітря й утворен ня шумовиння, що знижує теплопередачу від газоподібних продуктів згоряння до теплоносійного середовища Це виключає зниження КПД у процесі експлуатації Збільшення внутрішньої висоти порожнини "а" горизонтальної складової нагрівального елемента сприяє зниженню температури в ній і зменшує швидкість розігріву теплоносійного середовища і перепад тиску Останнє приводить до уповільнення циркуляції теплоносійного середовища і зниженню КПД опалювальної системи При площі поперечного перерізу каналу Si для газів, що відходять з топкового простору, між торцем горизонтальної частини теплообмінного елемента Г-образної форми і внутрішньої стінки обрамляючої сорочки 1 більше (0,7 0,75)Sfl погіршуються умови конвективного теплообміну і знижується КПД При Si(0,9 1,1)(22400 + 850)N, см 3 КПД котла знижується через нераціональні умови теплопередачі до нагрівальних елементів і зайвих витрат теплоти на нагрівання повіПри тря топковому просторі V
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюHeating boiler
Назва патенту російськоюОтопительный котел
МПК / Мітки
МПК: F24H 1/00
Мітки: котел, опалювальний
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-57294-opalyuvalnijj-kotel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Опалювальний котел</a>
Попередній патент: Кон’югат рекомбінантних поліпептидів-аналогів білків антигенів вірусу гепатиту с, мічених ферментом пероксидазою
Наступний патент: Спосіб прогнозування темпів постінфарктного ремоделювання лівого шлуночка у хворих із постінфарктною ішемією міокарда
Випадковий патент: Фільтр для очищення палива