RU2794679C1 - Жаротрубный водогрейный котел - Google Patents
Жаротрубный водогрейный котел Download PDFInfo
- Publication number
- RU2794679C1 RU2794679C1 RU2022130719A RU2022130719A RU2794679C1 RU 2794679 C1 RU2794679 C1 RU 2794679C1 RU 2022130719 A RU2022130719 A RU 2022130719A RU 2022130719 A RU2022130719 A RU 2022130719A RU 2794679 C1 RU2794679 C1 RU 2794679C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boiler
- water
- expansion tank
- liquid circuit
- heating
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к нагревателям текучей среды, а именно к водонагревателям, имеющим средства получения тепла, в частности к водонагревателям, содержащим одну или несколько трубчатых камер сгорания или жаровых труб, с водяным кожухом, окружающим камеру сгорания, и может быть использовано для нагрева воды и отопления помещений в качестве котлов бытового или промышленного назначения. Предложен жаротрубный водогрейный котел, в нижней части которого расположена топочная камера, а в средней и верхней частях – вертикальная дымовая труба с закрепленным в её верхней части расширительным баком, выполненным с подающим патрубком гидросистемы отопления. Также котел содержит жидкостный контур водяной рубашки, который выполнен с обратным патрубком гидросистемы отопления. Водяная рубашка связана гидравлически с внутренней верхней объёмно-воздушной или нижней водно-объемной частью расширительного бака посредством по меньшей мере одного переливного патрубка, расположенного в верхней части упомянутого жидкостного контура. Внутренние стенки жидкостного контура образованы верхней и боковыми частями топочной камеры и вертикальной дымовой трубой, состоящей по меньшей мере из одной жаровой трубы, а внешние – контурной обечайкой котла и внутренней частью верхней стенки расширительного бака. Жаровые трубы в верхней части котла расположены по всей высоте внутреннего пространства расширительного бака, которое выполнено герметично по отношению к внутреннему пространству упомянутых труб через контурную обечайку жидкостного контура водяной рубашки в верхней части котла. При реализации изобретения обеспечивается снижение потерь тепла, экономия расхода топлива, обеспечение равномерного прогрева, увеличение конвективных процессов теплопередачи/теплообмена в текучей среде от источника нагрева, а также увеличение срока службы и повышение надежности работы устройства. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к нагревателям текучей среды, а именно, к водонагревателям, имеющим средства получения тепла, в частности, к водонагревателям, содержащим одну или несколько трубчатых камер сгорания или жаровых труб, с водяным кожухом, окружающим камеру сгорания, и может быть использовано для нагрева воды и отопления помещений в качестве котлов бытового или промышленного назначения.
Из существующего уровня техники известна котельная установка (Патент RU 2227256 C1, 20.04.2004, F24H1/28), содержащая котел с патрубками прямой и обратной воды, дымовую трубу, расширительный бак, отличающаяся тем, что верхняя часть дымовой трубы выполнена в виде вертикального трубчатого кольцеобразного экономайзера, снабженного переливной трубкой с запорным устройством, соединенным с котлом с помощью патрубка прямой линии, при этом верхняя часть экономайзера выполнена в виде расширительного бака, последний соединен с воздушным ресивером посредством воздушной трубки.
Из уровня техники также известен жаротрубный вертикальный водогрейный котел (Патент RU 2150051 C1, 27.05.2000, F24H1/28, F24B7/00), содержащий топку с горелочным устройством, вертикальный пучок жаровых труб, установленных внутри внешней трубы, патрубок прямой и обратной воды, причем верхняя часть котла выполнена в виде бака, причём, бак содержит переливную трубку, установленную между внешней трубой котла и корпусом бака и воздушную трубку с манометром, установленную на высоте, равной или большей отношению увеличения объема горячей воды в системе отопления к площади сечения в верхней части котла между вертикальным пучком жаровых труб и внешней трубой, при этом переливная и воздушная трубки снабжены запорными устройствами.
Наиболее близким техническим решением является жаротрубный вертикальный водогрейный котел (Патент RU 2150050 C1, 27.05.2000, F24H1/28), объем которого разделен на внешнюю и внутреннюю части, включающий топку с горелочным устройством, расположенную в нижней части котла, вертикальный пучок жаровых труб, установленных внутри котла, патрубок прямой и обратной воды, расширительный бачок и смеситель, причём, жаровые трубы снабжены плавниками, посредством которых объем котла разделен на упомянутые внутреннюю и внешнюю части, смеситель установлен в верхней части котла, а в расширительном бачке в его нижней части дополнительно установлен распределитель.
Основным недостатком вышеописанных технических решений является недостаточно эффективная реализация конвективных процессов теплопередачи/теплообмена в текучей среде от источника нагрева с низкой эксплуатационной надежностью, следствием чего является низкий КПД упомянутых нагревателей по сравнению с заявляемым котлом.
Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей, заключающихся в повышении КПД устройства через снижение потерь тепла, экономию расхода топлива, обеспечение равномерного прогрева, увеличение конвективных процессов теплопередачи/теплообмена в текучей среде от источника нагрева, а также в увеличении срока службы и повышении надежности работы устройства.
Указанный технический результат достигается за счет того, что жаротрубный водогрейный котел, в нижней части которого расположена топочная камера, а в средней и верхней частях – вертикальная дымовая труба с закрепленным в её верхней части расширительным баком, выполненным с подающим патрубком гидросистемы отопления, содержит жидкостный контур водяной рубашки, который выполнен с обратным патрубком гидросистемы отопления.
Причём, внутренние стенки жидкостного контура водяной рубашки, связанной гидравлически с внутренней верхней объёмно-воздушной или нижней водно-объемной частью расширительного бака посредством, по меньшей мере, одного переливного патрубка, расположенного в верхней части упомянутого жидкостного контура, образованы верхней и боковыми частями топочной камеры и вертикальной дымовой трубой, состоящей, по меньшей мере, из одной жаровой трубы, а внешние – контурной обечайкой котла и внутренней частью верхней стенки расширительного бака.
При этом жаровые трубы в верхней части котла расположены по всей высоте внутреннего пространства расширительного бака, которое выполнено герметично по отношению к внутреннему пространству упомянутых труб через контурную обечайку жидкостного контура водяной рубашки в верхней части котла.
В частности, контурная обечайка в нижней части котла может быть выполнена с поверхностью, которая параллельна поверхности боковых частей топочной камеры, а в средней и верхней – поверхности вертикальной дымовой трубы, таким образом, что образует сообщающиеся каналы жидкостного контура водяной рубашки котла.
Кроме этого, упомянутый обратный патрубок может быть расположен в нижней части через обечайку котла, а подающий патрубок может быть связан гидравлически с нижней водно-объемной частью расширительного бака и расположен в нижней внешней его части.
Причём, расширительный бак может быть закреплён по центру в верхней части вертикальной дымовой трубы и содержать уровневую колонку, выполненную в виде закрытой ёмкости и объёмно соединённую с боковой частью бака посредством двух переливных трубок: одна из которых выполнена с функцией сообщения верхних внутренних объёмно-воздушных частей бака и закрытой ёмкости, а другая – нижних внутренних водно-объемных их частей.
Кроме этого, упомянутая закрытая ёмкость может быть выполнена из трубы с двумя заглушенными отверстиями.
Причём, все конструктивные элементы котла могут быть выполнены из жаропрочной нержавеющей стали.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен частный случай исполнения заявляемого жаротрубного водогрейного котла:
на фигуре 1 представлен принципиальный схематичный общий вид жаротрубного водогрейного котла, где:
1 – жаротрубный водогрейный котёл;
2 – нижняя часть жаротрубного водогрейного котла;
3 – топочная камера;
4 – средняя часть жаротрубного водогрейного котла;
5 – верхняя часть жаротрубного водогрейного котла;
6 – вертикальная дымовая труба;
7 – верхняя часть вертикальной дымовой трубы;
8 – расширительный бак;
9 – подающий патрубок;
10 – жидкостный контур водяной рубашки котла;
11 – обратный патрубок;
12 – внутренняя верхняя объёмно-воздушная часть расширительного бака;
13 – внутренняя нижняя водно-объемная часть расширительного бака;
14 – переливной патрубок верхней части жидкостного контура;
15 – жаровые трубы;
16 – контурная обечайка котла;
17 – уровневая колонка;
18 – закрытая ёмкость уровневой колонки;
19 – переливная трубка для сообщения внутренних объёмно-воздушных частей бака и закрытой ёмкости;
20 – переливная трубка для сообщения внутренних водно-объемных частей бака и закрытой ёмкости;
21 – внутренняя верхняя объёмно-воздушная часть закрытой ёмкости уровневой колонки;
22 – внутренняя нижняя водно-объемная часть закрытой ёмкости уровневой колонки.
Частный случай реализации жаротрубного водогрейного котла может быть выполнен следующим образом: жаротрубный водогрейный котел 1, в нижней части 2 которого расположена топочная камера 3, а в средней 4 и верхней 5 частях – вертикальная дымовая труба 6 с закрепленным в её верхней 7 части расширительным баком 8, выполненным с подающим патрубком 9 гидросистемы отопления, содержит жидкостный контур 10 водяной рубашки, который выполнен с обратным патрубком 11 гидросистемы отопления.
Причём, внутренние стенки жидкостного контура 10 водяной рубашки, связанной гидравлически с внутренней верхней объёмно-воздушной 12 или нижней водно-объемной 13 частью расширительного бака 8 посредством, по меньшей мере, одного переливного патрубка 14, расположенного в верхней части упомянутого жидкостного контура 10, образованы верхней и боковыми частями топочной камеры 3 и вертикальной дымовой трубой 6, состоящей, по меньшей мере, из одной жаровой трубы 15, а внешние – контурной обечайкой 16 котла 1 и внутренней частью верхней стенки расширительного бака 8.
При этом жаровые трубы 15 в верхней части 5 котла 1 расположены по всей высоте внутреннего пространства расширительного бака 8, которое выполнено герметично по отношению к внутреннему пространству упомянутых труб 15 через контурную обечайку 16 жидкостного контура 10 водяной рубашки в верхней части 5 котла 1.
В частности, контурная обечайка 16 в нижней части 2 котла 1 может быть выполнена с поверхностью, которая параллельна поверхности боковых частей топочной камеры 3, а в средней 4 и верхней 5 – поверхности вертикальной дымовой трубы 6, таким образом, что образует сообщающиеся каналы жидкостного контура 10 водяной рубашки котла 1.
Кроме этого, упомянутый обратный патрубок 11 может быть расположен в нижней части 2 через обечайку 16 котла 1, а подающий патрубок 9 может быть связан гидравлически с нижней водно-объемной частью 13 расширительного бака 8 и расположен в нижней внешней его части.
Причём, расширительный бак 8 может быть закреплён по центру в верхней части вертикальной дымовой трубы 6 и содержать уровневую колонку 17, выполненную в виде закрытой ёмкости 18 и объёмно соединённую с боковой частью бака 8 посредством двух переливных трубок 19, 20: одна 19 из которых выполнена с функцией сообщения верхних внутренних объёмно-воздушных частей 12, 21 бака 8 и закрытой ёмкости 18, а другая 20 – нижних внутренних водно-объемных их частей 13, 22.
Кроме этого, упомянутая закрытая ёмкость 18 может быть выполнена из трубы с двумя заглушенными отверстиями.
Причём, все конструктивные элементы котла могут быть выполнены из жаропрочной нержавеющей стали.
Жаротрубный водогрейный котёл работает следующим образом: вначале котёл подключают к гидросистеме водяного отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя через обратный 11 и подающий 9 патрубки. Из гидросистемы отопления вода через обратный патрубок 11 заполняет сообщающиеся каналы жидкостного контура 10 водяной рубашки котла 1. При этом из переливного патрубка 14 дополнительно наполняется внутренняя нижняя водно-объемная часть 13 расширительного бака 8 и внутренняя нижняя водно-объемная часть 22 закрытой ёмкости 18 уровневой колонки 17 до необходимого уровня их внутренних верхних объёмно-воздушных частей 12, 21. Причём, закрытая ёмкость 18 объёмно соединена с боковой частью бака 8 посредством двух переливных трубок 19, 20: одна 19 из которых выполнена с функцией сообщения верхних внутренних объёмно-воздушных частей 12, 21 бака 8 и закрытой ёмкости 18, а другая 20 – нижних внутренних водно-объемных их частей 13, 22. Далее, производят розжиг топочной камеры 3, топочные газы, образующиеся при сгорании топлива, в виде дыма за счет естественной тяги поднимаются вверх по жаровым трубам 15 вертикальной дымовой трубы 6. При сжигании топлива происходит выделение тепловой энергии, в результате которого внутренние поверхности топочной камеры 3 и жаровых труб 15 нагреваются, и осуществляется ее передача воде, циркулирующей по каналам, образованным контурной обечайкой 16 и внешними частями жаровых труб 15 с топочной камерой 3 в нижней 2, средней 4 и верхней 5 частях котла 1. При этом теплоноситель, поступая от потребителя тепла в котел через обратный патрубок 11, поднимается вверх по каналам жидкостного контура 10 водяной рубашки и через переливной патрубок 14 в верхней части жидкостного контура 10 попадает в расширительный бак 8, выполненный в верхней части 5 котла 1 и закреплённый в верхней части 7 вертикальной дымовой трубы 6. После чего, из расширительного бака 8 через подающий патрубок 9 возвращается к потребителю тепловой энергии. Уровень воды в расширительном баке 8 поддерживается степенью подпитки воды в систему по показаниям уровневой колонки 17. При нагревании теплоносителя в системе отопления и увеличении объема теплоносителя излишний объем теплоносителя свободно вытесняется в расширительный бак 8 через переливной патрубок 14. За счет выполнения всех основных конструктивных элементов котла из жаропрочной нержавеющей стали продлевается срок службы оборудования.
Указанный технический результат достигается за счет того, что, во-первых, наличие в конструкции котла каналов, образованных контурной обечайкой и внешними частями жаровых труб с топочной камерой, жидкостного контура водяной рубашки, а также расширительного бака, закреплённого в верхней части водоохлаждаемой вертикальной дымовой трубы, с одной стороны, позволяет реализовать возможность эффективного и равномерного теплообмена между топочной камерой и жидкостным контуром водяной рубашки котла, дополнительного обогрева теплоносителя, находящегося в пространстве расширительно бака от тепла топочных газов, проходящих по жаровым трубам, что обеспечивает максимальный эффект от расхода энергии при сжигании топлива на обогрев, снижает потери тепла и позволяет экономить расход топлива, тем самым, повышает КПД, с другой стороны, - обеспечивает увеличение конвективных процессов теплопередачи/теплообмена в текучей среде от источника нагрева. Во-вторых, за счёт выполнения всех основных конструктивных элементов котла из жаропрочной нержавеющей стали повышается срок службы и надежность работы оборудования. В-третьих, надежность работы оборудования также обусловлена конструктивным наличием переливного патрубка, связывающего гидравлически жидкостный контур водяной рубашки с внутренней частью расширительного бака, который в полной мере обеспечивает реализацию возможности для сбрасывания избыточного давления в гидросистеме.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «новизна».
Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «изобретательский уровень».
Claims (6)
1. Жаротрубный водогрейный котел, в нижней части которого расположена топочная камера, а в средней и верхней частях – вертикальная дымовая труба с закрепленным в её верхней части расширительным баком, выполненным с подающим патрубком гидросистемы отопления, содержащий жидкостный контур водяной рубашки, который выполнен с обратным патрубком гидросистемы отопления, отличающийся тем, что внутренние стенки жидкостного контура водяной рубашки, связанной гидравлически с внутренней верхней объёмно-воздушной или нижней водно-объемной частью расширительного бака посредством по меньшей мере одного переливного патрубка, расположенного в верхней части упомянутого жидкостного контура, образованы верхней и боковыми частями топочной камеры и вертикальной дымовой трубой, состоящей по меньшей мере из одной жаровой трубы, а внешние – контурной обечайкой котла и внутренней частью верхней стенки расширительного бака; при этом жаровые трубы в верхней части котла расположены по всей высоте внутреннего пространства расширительного бака, которое выполнено герметично по отношению к внутреннему пространству упомянутых труб через контурную обечайку жидкостного контура водяной рубашки в верхней части котла.
2. Жаротрубный водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что контурная обечайка в нижней части котла выполнена с поверхностью, которая параллельна поверхности боковых частей топочной камеры, а в средней и верхней – поверхности вертикальной дымовой трубы, таким образом, что образует сообщающиеся каналы жидкостного контура водяной рубашки котла.
3. Жаротрубный водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что упомянутый обратный патрубок расположен в нижней части через обечайку котла, а подающий патрубок связан гидравлически с нижней водно-объемной частью расширительного бака и расположен в нижней внешней его части.
4. Жаротрубный водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что расширительный бак закреплён по центру в верхней части вертикальной дымовой трубы и содержит уровневую колонку, выполненную в виде закрытой ёмкости и объёмно соединённую с боковой частью бака посредством двух переливных трубок: одна из которых выполнена с функцией сообщения верхних внутренних объёмно-воздушных частей бака и закрытой ёмкости, а другая – нижних внутренних водно-объемных их частей.
5. Жаротрубный водогрейный котел по п.4, отличающийся тем, что упомянутая закрытая ёмкость выполнена из трубы с двумя заглушенными отверстиями.
6. Жаротрубный водогрейный котел по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что все конструктивные элементы котла выполнены из жаропрочной нержавеющей стали.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2794679C1 true RU2794679C1 (ru) | 2023-04-24 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2150050C1 (ru) * | 1998-10-16 | 2000-05-27 | Сердюков Алексей Алексеевич | Жаротрубный вертикальный водогрейный котел |
RU2150051C1 (ru) * | 1998-11-13 | 2000-05-27 | Сердюков Алексей Алексеевич | Жаротрубный вертикальный водогрейный котел |
RU2227256C1 (ru) * | 2002-07-22 | 2004-04-20 | Сердюков Алексей Алексеевич | Котельная установка |
CN203848261U (zh) * | 2014-03-06 | 2014-09-24 | 安徽博瑞特热能设备股份有限公司 | 一种燃油燃气锅炉 |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2150050C1 (ru) * | 1998-10-16 | 2000-05-27 | Сердюков Алексей Алексеевич | Жаротрубный вертикальный водогрейный котел |
RU2150051C1 (ru) * | 1998-11-13 | 2000-05-27 | Сердюков Алексей Алексеевич | Жаротрубный вертикальный водогрейный котел |
RU2227256C1 (ru) * | 2002-07-22 | 2004-04-20 | Сердюков Алексей Алексеевич | Котельная установка |
CN203848261U (zh) * | 2014-03-06 | 2014-09-24 | 安徽博瑞特热能设备股份有限公司 | 一种燃油燃气锅炉 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2378569C2 (ru) | Прямоточный бойлер | |
RU2139472C1 (ru) | Прямоточный парогенератор (варианты) | |
CN105571130A (zh) | 一种相变换热热水机组 | |
US3773019A (en) | Heat transfer structure | |
CN100547313C (zh) | 一种套管锅炉 | |
CN110657414A (zh) | 一种直流蒸汽发生器 | |
CN105157228A (zh) | 水管式中心回燃冷凝一体炉 | |
RU2794679C1 (ru) | Жаротрубный водогрейный котел | |
CN203687366U (zh) | 一种相变换热热水锅炉 | |
CN117028964A (zh) | 一种具有水冷预混平面燃烧器的强化传热冷凝式燃气锅炉 | |
RU2794681C1 (ru) | Жаротрубный водогрейный котел | |
KR100868521B1 (ko) | 보일러시스템용 열증폭기 | |
CN2924394Y (zh) | 一种套管锅炉 | |
US3315645A (en) | Hot water boiler | |
CN105180421A (zh) | 横向冲刷水管式中心回燃锅炉 | |
KR100484123B1 (ko) | 콘덴싱 기름보일러 | |
US3800747A (en) | Heat transfer structure | |
CN210772093U (zh) | 一种直流蒸汽发生器 | |
CN209068766U (zh) | 一种间接加热式燃油热水锅炉 | |
RU2467254C1 (ru) | Деаэрационно-расширительный мембранный бак | |
KR20080094984A (ko) | 이중관 파이프를 이용한 스팀 보일러 | |
KR100858769B1 (ko) | 열교환 성능이 향상된 난방 및 급탕 가스 보일러 | |
CN220892203U (zh) | 一种具有水冷预混平面燃烧器的强化传热冷凝式燃气锅炉 | |
KR100747120B1 (ko) | 보일러의 가열시스템 | |
RU2174654C1 (ru) | Отопительная система с принудительной циркуляцией теплоносителя |