Водогрійний котел

Реферат: UA 76459 U UA 76459 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплотехніки, а саме - водонагрівальних установок малої потужності для систем опалення будівель, споруд та житлових приміщень. Відомий опалювальний апарат (патент України №40109, м.кл. F24H1/22, опубл. 15.06.2004, бюл. № 6, 2004), що має корпус з водяною сорочкою, що охоплює топку та газохід, у верхній частині опалювального апарата розміщено теплообмінник у вигляді трубного блока з трубами прямокутного чи квадратного розрізу і турбулізаторами, при цьому сума площин, утворених як різниця між площинами у розрізі труби теплообмінника та турбулізатора по відношенню до площі розрізу газовідвідного патрубка становить 1,2-1,6. Недоліком цього опалювального апарата є обмежені функціональні можливості, оскільки труби прямокутного перерізу створюють більший аеродинамічний опір, ніж, наприклад, круглого. Крім того, в умовах роботи водогрійних котлів малої потужності (ламінарний режим, перехідний режим, високі температури) найбільш ефективним є турбулізатори з розвинутою поверхнею теплообміну, що збільшує тепловий потік за рахунок випромінювання. Відомий водогрійний котел (патент України № 46563, м.кл. F24H1/28 опубл. 15.05.2002, бюл. №5, 2002), що містить водяний бак, через який проходять жарові труби, що з'єднують камеру спалювання палива з витяжною димовою трубою, який відрізняється тим, що жарові труби усередині забезпечені виступами у вигляді шипів. Виступи можуть бути виконані з відносною висотою d/Δ=0,85-0,99, де d - відстань між протилежними площинами, в яких розташовані вершини виступів; Δ - внутрішній діаметр гладкої труби, або з відносним кроком по жаровій трубі t/D=0,2-1,0, де t - крок між вершинами. Недоліком даного винаходу є те, що інтенсифікація теплообміну в жаротрубних водогрійних котлах малої потужності за рахунок лише виступів є недостатньо ефективною, оскільки димові гази будуть плавно обтікати ці виступи, що не буде руйнувати ламінарний підшар. Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою, що заявляється, є водогрійний котел (патент України №85833 м.кл. F24H1/12, F28F13/00 опубл. 10.03.2009, бюл. №5, 2009), що містить охолоджувальний корпус з кришкою та розташованими в ньому топкою і теплообмінником у вигляді газоходів зі вставками, що виконані у вигляді спіралі, яка прикріплена до жорсткого стрижня, що має механізм переміщення, а на витках спіралі встановлені пластини під кутом до стрижня. Недоліком даного винаходу є те, що турбулізатори є складними для виготовлення, незручні для серійного виробництва, а в умовах роботи водогрійних котлів малої потужності, де переважає ламінарний чи перехідний режим руху димових газів, такі інтенсифікатори не значно турбулізуватимуть потік димових газів. В основу корисної моделі поставлено задачу створення водогрійного котла, в якому за рахунок виконання нових елементів та їх розташування підвищується коефіцієнт тепловіддачі в теплообміннику котла. Поставлена задача вирішується за допомогою того, що в водогрійному котлі, який містить охолоджувальний корпус з кришкою та розташованими у ньому топкою і теплообмінником у вигляді газоходів зі вставками, прикріпленими до жорсткого стержня, що має механізм переміщення, причому вставки виконані у вигляді зігнутих гофрованих пластин. На фіг. 1 показано поперечний переріз водогрійного котла. На фіг. 2 показано вставку. Водогрійний котел має охолоджувальний корпус 1 з кришкою 2, що знімається, в корпусі 1 розташовані топка 3 з пальником 4 у нижній частині топки 3 та теплообмінник 5 із вставками 6 у вигляді зігнутих гофрованих пластин, що прикріплені до жорсткого стержня 7, що має механізм переміщення 8, а на стінках корпусу 1 приварено патрубки 9, 10, через які подається і відводиться вода, димові гази відводяться через димохід 11, що розташований на задній стінці корпуса 1 котла. Водогрійний котел, фіг. 1 працює таким чином. Газове паливо (природний газ, біогаз, синтезгаз) подається на пальник 4, який розташований у топці 3. Димові гази надходять в теплообмінник 5, де завдяки вставці 6, відбувається закручування газового потоку, інтенсифікація теплообміну. Виконання вставки у вигляді гофрованої пластини, дозволяє мати розвинену поверхню теплообміну, що сприяє інтенсивнішому охолодженню димових газів. Час від часу вставці 6, що прикріплена до жорсткого стержня 7, що має механізм переміщення 8 (встановлення яких можливе завдяки тому, що кришка котла 2 може зніматись), надають зворотно-поступального руху, завдяки чому відбувається її вертикальне переміщення всередині теплообмінника 5, при цьому зі вставки 6 та внутрішньої поверхні теплообмінника 5 відпадають сажисті відкладення. Вода надходить і виходить з котла через патрубки 9 і 10, а димові гази відводяться через димохід 11. 1 UA 76459 U 5 Таке виконання вставки 6 дозволить значно турбулізувати потік димових газів, збільшити конвективний коефіцієнт тепловіддачі, а розвинута поверхня турбулізатора дозволить збільшити загальний тепловий потік за рахунок випромінювання. Поєднання двох взаємодоповнюючих схем (вставки та жорсткого стержня, що має механізм переміщення) дозволить підвищити енергетичні показники котла. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Водогрійний котел, що містить охолоджувальний корпус з кришкою та розташованими в ньому топкою і теплообмінником у вигляді газоходів зі вставками, які прикріплені до жорсткого стрижня, що має механізм переміщення, який відрізняється тим, що вставки виконані у вигляді зігнутих гофрованих пластин, а в нижній частині топки розташований пальник, на боковій поверхні розташовані патрубки для підведення і відведення води, а над теплообмінником розташована димова труба. 2 UA 76459 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3