Водогрійний котел

1. Водогрійний котел, що містить розміщену в корпусі топку з верхнім, переднім, заднім і бічними екранами з труб із плавниками, а також верхній екран із труб і установлені між бічними екранами і корпусом проміжні екрани, труби яких розташовані зі зміщенням відносно труб відповідних бічних екранів і обладнані плавниками, що з'єднують їх між собою, , який відрізняється тим, що непарні труби верхнього екрана сполучені між собою плавниками у вигляді криволінійної поверхні, оберненої опуклістю у бік корпуса з огинанням парних труб, при цьому суміжні труби проміжних екранів оснащені додатковими плавниками, що з'єднують їх C2 2 61440 1 3 61440 4 налення водогрійного котла шляхом зміни конссобою газощільними самокомпесуючими плавнитрукції верхнього, проміжного, переднього і задками з огинання м ними поверх парних труб спронього екранів, використовуючи труби з газощільщує конструкцію, зменшує кількість зварювальних ними самокомпенсуючими плавниками, що стиків і збільшує площу нагрівання, виключає прядозволяє виключити прямий контакт топкових газів мий контакт топкових газів із повітрям, знижує тепіз тепловою ізоляцією і використовувати простір, лові напруги на корпус і екрани котла, а з ними і призначений для теплової ізоляції (цегляної обмутеплові втрати в навколишнє середовище, що підровки) між цими плавниками і корпусом для холовищує теплопродуктивність і технологічність у видного атмосферного повітря, забраного ззовні, ізготовленні й експлуатації під час ремонту, очиза межі котельної, за рахунок чого забезпечується щення і діагностування поверхонь нагрівання. спрощення конструкції котла при розширенні його Запропонований водогрійний котел має саму профункціональних можливостей (котел виступає сту конструкцію з відомих сучасних котлів. Додатвласне як котел і одночасно як теплогенератор кове з'єднання між собою суміжних труб проміжно(повітропідігрівач), при цьому знижується теплова го екрана, а також з'єднання між собою суміжних напруга на корпус і екрани котла, теплові втрати в труб переднього і заднього екранів газощільними навколишнє середовище котлом і теплові втрати самокомпенсуючими плавниками, також знижує будівлі самої котельної, у якій забезпечується тетеплову напругу на корпус і екрани котла, теплові пер тільки трьохкратний повітрообмін, що зводятьвтрати з корпуса в навколишнє середовище і підся до виправданого мінімуму, котел стає газощільвищує теплопродуктивність екранів, спрощує консним, спрощується його конструкція, підвищується трукцію котла, що покращує технологічність його у його ККД, збільшується площа нагрівання і, як навиготовленні при ремонті, очищенні, діагностуванслідок, збільшується теплопродуктивність і техноні в експлуатації. Утворення повітряної сорочки логічність. між корпусом і газощільними самокомпенсуючими Поставлена задача вирішується тим, що у воплавниками, простір якої підключений до джерела догрійному котлі, що містить розміщену в корпусі зовнішнього атмосферного повітря для нагрівання топку з верхнім, переднім, заднім і бічними екраі направлення його в топку для горіння палива, нами з труб із плавниками, а також установлені підвищує технологічність при виготовленні й ексміж бічними екранами і корпусом проміжні екрани, плуатації котла, спрощує його конструкцію, тому труби яких розташовані зі зміщенням щодо труб що в цьому випадку виключається цегляна тепловідповідних бічних екранів і обладнані плавниками, ва ізоляція і взагалі інша теплова ізоляція. Роль що з'єднують їх між собою, причому плавники вертеплової ізоляції виконує повітряна сорочка в прохнього екрана виконані у виді криволінійної поверсторі якої рухається й обновляється атмосферне хні, поверненої опуклістю у сторону корпуса, відповітря, яке одночасно по ходу свого прямування повідно до винаходу, непарні труби верхнього по утвореному просторі повітряної сорочки нагріекрана сполучені між собою плавниками, з огинанвається від плавників і стінок газоходів від темпеням ними поверх парних труб, при цьому суміжні ратури зовнішнього повітря до 70°С і направлятруби проміжних екранів обладнані додатковими ється в топку для горіння палива. Підігріте повітря плавниками, що з'єднують їх між собою, з утвоможна використовувати для повітряного опалення, ренням конвективних газоходів, крім того плавнинаприклад теплиць, промислових і адміністративки, що з'єднують суміжні труби переднього і задних будинків при надлишковому додатковому збінього екранів, а також додаткові плавники, що льшенні об'єму повітря, яке подають в утворений з'єднують суміжні труби проміжних екранів виконапростір повітряної сорочки, що перевищує об'єм ні у вигляді криволінійної поверхні, поверненої повітря, необхідне для горіння. У запропонованоопуклістю у сторону корпуса, при цьому плавники му водогрійному котлі теплову енергію сприйматруб верхнього, переднього і заднього екранів, а ють два теплоносії - вода і повітря, тому в них також додаткові плавники труб проміжних екранів практично 98% металу працює на теплообмін. При виконані газощільними самокомпенсуючими і розцьому, чим нижча температура повітря в атмосміщені щодо бічної поверхні корпуса з утворенням фері - тим більше повітря потрібно для горіння повітряної сорочки, простір якої підключений до палива - тим інтенсивніше відбувається відбір теджерела зовнішнього атмосферного повітря, для пла від топкових газів - тим вище теплопродуктивциркуляції і нагрівання в її просторі повітря, яке ність котла і теплогенератора (повітряної сорочки) потім подається в топку для горіння палива. за рахунок природного масового збільшення підігПри цьому, парні труби верхнього екрана вирітого повітря і природного збільшення середньої конані без плавників. логарифмічної різниці температур у процесах тепКрім того, газощільні самокомпенсуючі плавлообміну на газощільних самокомпенсуючих плавники, які з'єднують суміжні труби переднього і задниках верхнього і проміжних, переднього і задньонього екранів, а також додаткові газощільні самого екранів, виконаних у виді криволінійної поверхні компенсуючі плавники, що з'єднують суміжні труби і поверхнях газоходів. проміжних екранів виконані у вигляді частини циВикористання водогрійного котла, наприклад ліндричної обичайки, поверненої опуклістю у стопаралелепіпедної форми в сукупності з усіма сутрону корпуса. тєвими ознаками, включаючи відмітні, забезпечує Крім того, плавники труб проміжних екранів спрощення конструкції котла при розширенні його виконані газощільними самокомпенсуючими у вифункціональних можливостей, при цьому одночагляді частини циліндричної обичайки, поверненої сно відбувається зниження теплової напруги на опуклістю у бік топки. корпус і екрани котла, атмосферне повітря підігріЗ'єднання непарних труб верхнього екрана між вається паралельно з підігрівом води в трубах за 5 61440 6 рахунок температури вихідних газів через поверхні через патрубок 21, чим роблять більш інтенсивний нагрівання плавників і стінки газоходів, зменшення відбір тепла від топкових газів одночасно воді в теплових втрат в навколишнє середовище, збільтрубах 10 і 11 переднього і заднього екранів 4 і 5 і шення поверхні нагрівання, підвищення газощільатмосферному холодному повітрю, що циркулює у ності, його КПД і, як наслідок, підвищення теплоппросторі 20 повітряної сорочки. родуктивності і технологічності. Топкові гази в топці 2, досягнувши верхнього На Фіг.1 схематично зображений водогрійний екрана 3, віддають тепло воді, що протікає в непакотел; на Фіг.2 - вид А на Фіг.1; на Фіг.3 - переріз Арних трубах 7 і парних трубах 8, а також плавниА на Фіг.2; на Фіг.4 - переріз Б-Б на Фіг.1; на Фіг.5 кам 9 із внутрішньої сторони. З плавників 9 теплопереріз В-В на Фіг.2; на Фіг.6 - переріз Г-Г на Фіг.2. ва енергія перетікає на непарні труби 7 і Водогрійний котел містить розміщену в корпусі передається воді і, одночасно, із зовнішньої сто1 топку 2 із верхнім, переднім, заднім і бічними рони повітрю, що циркулює у просторі 20 повітряекранами 3, 4, 5 і 6 відповідно. Верхній екран 3 ної сорочки. Парні труби 8 верхнього екрана 3 топвиконаний із непарних труб 7, парних труб 8 і гакові гази обмивають по всьому периметрі. зощільних самокомпенсуючих плавників 9, викоОхолоджені топкові гази на поверхнях нагрінаних у виді криволінійної поверхні, поверненої вання верхніх екранів 3 надходять у конвективні опуклістю в сторону корпуса 1, наприклад частини газоходи 19, де обмивають плавники 17 та додатциліндричної обичайки. Плавники 9 з'єднують між кові плавники 18 із внутрішньої сторони і труби 16 собою тільки непарні труби 7, а парні труби 8 плапроміжних екранів 15. вники 9 огинають поверху. Одночасно топкові гази в конвективних газоПередній і задній 4 і 5 екрани виконані відповіходах 19 передають теплову енергію через зовнідно з труб 10 і 11, з'єднаних газощільними самошню поверхню додаткових плавників 18 повітрю, компенсуючими плавниками 12 і 13, виконаними у що циркулює у просторі 20 повітряної сорочки. виді криволінійної поверхні, поверненої опуклістю Внаслідок чого, практично всі поверхні нагрівання у сторону корпуса 1, наприклад частини циліндрикотла працюють на теплообмін і передають теплочної обичайки. ву енергію одночасно двом теплоносіям - воді і Бічні екрани 6 виконані з труб 14. Між бічними повітрю. Кожний із теплоносіїв має свою середекранами 6 і корпусом 1 установлені проміжні екньоарифметичну різницю температур. Причому, рани 15 із трубами 16, що розташовані зі зміщенчим нижче температура атмосферного повітря, ням щодо труб 14 бічних екранів 6 і обладнані сатим вище середньоарифметична різниця темперамокомпенсуючими газощільними плавниками 17, тури між топковими газами і зовнішнім атмосферщо з'єднують їх між собою і додатковими газощіним повітрям, що надходить у простір 20 повітряльними самокомпенсуючими плавниками 18, що ної сорочки, утворюваної на газоплотних утворюють у комплексі з трубами 16 конвективні самокомпенсуючих плавниках 9, 12, 13, 18. газоходи 19. Плавники 17 і додаткові плавники 18 Запропонований котел дуже вигідний для «пітруб 16 проміжних екранів 15 виконані у виді кривнічних країн». Виконання газощільних самокомволінійної поверхні, наприклад частини циліндричпенсучих плавників 9, 12, 13 і 18 у виді криволінійної обичайки. Плавники 17 повернені опуклістю у ної поверхні, наприклад частини циліндричної сторону топки 2, а додаткові плавники 18 повернеобичайки дозволяє кожному плавнику окремо й у ні опуклістю у сторону корпуса 1. Між внутрішніми сукупності окремо узятого екрана працювати при поверхнями корпуса 1 і газощільними самокомпетемпературному розширенні і звуженні за принцинсуючими плавниками 9, 12, 13 і 18 відповідно пом «міхів гармошки», використовуючи енергію верхнього, переднього, заднього і проміжних екраатмосферного холоду. нів 3, 4, 5 і 15 утворений простір 20 повітряної соПри охолодженні поверхонь нагріву верхнього, рочки, який підключений до джерела зовнішнього проміжних, переднього і заднього екранів 3, 15, 4 і атмосферного повітря для організації циркуляції 5 холодне повітря практично не прохолоджує їхні повітря, нагрівання його на поверхнях газощільних труби 7, 8, 16, 10 і 11, так як плавники 9, 12, 13 і 18 самокомпенсуючих плавників 9, 12, 13 і 18 зі стокріпляться до труб своєю опуклістю у сторону коррони корпуса 1 і наступного підводу в топку на пуса 1, таким чином захищаючи неохоплені, повегоріння палива. рнені у простір 20 повітряної сорочки, поверхні Рух підігрітого атмосферного повітря в проснагрівання труб тепловою завісою від теплового торі 20 повітряної сорочки забезпечує природне випромінювання, що надходить від криволінійних розрядження димової труби або циркуляція, утвоповерхонь, а самі неохоплені плавниками, оголені рювана вентилятором (не показано) при спалюдля повітря, поверхні нагрівання знаходяться до ванні в топці, наприклад, твердого палива. того ж у западинах між опуклостями плавників 9, У корпусі 1 виконаний патрубок 21 підводу по12, 13 і 18. Крім того, оголені неохоплені плавнивітря і патрубки 22 і 23 підводу і відводу води. ками поверхні нагрівання труб 7, 8, 10, 11 і 16, що Водогрійний котел працює наступним чином. складають 10-12% від їхньої загальної поверхні, При спалюванні палива в топці 2, утворювані додатково прогріваються за рахунок теплової енетопкові гази, що піднімаються до верхнього екрана ргії, що передається теплопродуктивністю від пла3, обмивають труби 11 і плавники 13 заднього еквників 9, 12, 13 і 18 на свою поверхню. Як наслірана 5, труби 14 бічних екранів 6, труби 16 і з зовдок, вище сказаному можна підтверджувати, що нішньої сторони плавники 17 проміжних екранів повітря в просторі 20 повітряної сорочки нагріва15. Плавники 12 і 13 труб 10 і 11 переднього і задється, використовуючи тепло тільки з плавників 9, нього екранів 4 і 5 додатково віддають тепло пові12, 13 і 18 або, іншими словами, за рахунок теплотрю, яке подається в простір 20 повітряної сорочки вої енергії вихідних газів конвективних газохо 7 61440 8 дів 19. в межах 92%, що є недосяжним на відомих сучасККД нетто запропонованого котла знаходиться них котлах. 9 61440 10 11 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 61440 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601