Топочный водонагреватель

(51)7 24 1/00, 24 1/22 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ(73) КИТУРАМИ ГЭЗ БОЙЛЕР КО., ЛТД.(57) Данная полезная модель относится к топочному водонагревателю, имеющему вентиляторный узел,который содержит приводной двигатель, всасывающий вентилятор, предназначенный для принудительного всасывания воздуха из помещения или снаружи помещения, закрепленный на вращающемся валу приводного двигателя и размещенный на всасывающей линии, и вытяжной вентилятор, предназначенный для принудительного выброса газообразных продуктов сгорания наружу, закрепленный на вращающемся валу приводного двигателя и размещенный на выпускной линии. Таким образом,посредством всасывающего вентилятора воздух из помещения или снаружи помещения принудительно засасывается во всасывающую линию, а посредством вытяжного вентилятора газообразные продукты сгорания принудительно выбрасываются в выходную линию. Следовательно, во всех линиях всасывающей, сгорания и выпускной, - поддерживается непрерывное протекание воздуха. 95 Данная полезная модель относится к топочным водонагревателям, а в частности, к топочному водонагревателю, обладающему улучшенными функциями всасывания и выпуска воздуха. Как известно, водонагреватели классифицируют по типу источника тепла, способу установки, месту установки, способам всасывания и выпуска, способу подачи воды, конструкции теплообменника и т.д. Фиг. 1 изображает примерный вид стандартных топочных водонагревателей с восходящим потоком,оснащенных узлом вытяжного вентилятора, описанных в еженедельном справочнике Ремонт и строительство,20, 2000. Такие котлы выпускаются,например, фирмами,--, и др. Как показано на чертеже, в таком водонагревателе используется нагревательный элемент 93 а, в который всасывается наружный воздух, в то время как отработавший газ принудительно выбрасывается наружу посредством узла 20 вытяжного вентилятора. При работе, то есть при включенном приводном двигателе 21 узла 20 вытяжного вентилятора вращается вытяжной вентилятор 23, закрепленный на вращающемся валу приводного двигателя 21, в результате чего воздух из камеры А сгорания принудительно направляется в выпускную линию 60. Поэтому внутреннее давление в выпускной линии 60 превышает атмосферное давление, в то время как в камере А сгорания, горелке 30, всасывающей линии 13 и к приемному всасывающему элементу 11 приложено противодавление, такое, что наружный воздух всасывается в приемный всасывающий элемент 11 через впускные отверстия 11 а и далее течет в камеру А сгорания через всасывающую линию 13 и горелку 30. После этого воздух принудительно направляется в выпускную линию 60 вытяжным вентилятором 23 и выбрасывается наружу через выпускные отверстия 60 а выпускной линии 60. В описанном состоянии, при инжектировании топлива из подающего топливопровода 70 через сопло 80 а узла 80 впрыска топлива, инжектированное топливо смешивается с воздухом во внутреннем пространстве горелки 30. Далее смешанный газ выпускается в камеру сгорания А через факельные отверстия горелки 30. В это время воспламеняется смешанный газ,выпущенный из факельных отверстий горелки, если приведен в действие воспламенитель (который не изображен на чертеже). С другой стороны, во время принудительной циркуляции сетевой воды в теплопроводе посредством циркуляционного насоса 100 сетевая вода с низкой температурой течет из нижней части нагревателя (которая не изображена на чертеже) в теплообменник 93 через водоприемную трубу 91 и затем возвращается в эту часть нагревателя через водовыпускную трубу 92. В результате сетевая вода низкой температуры в теплообменнике 93 с нагревательным элементом 93 а нагревается до высокой температуры 2 высокотемпературными газообразными продуктами сгорания, образованными в камере сгорания А, а сетевая вода низкой температуры течет из водоприемной трубы 91 во внутреннее пространство теплообменника 93 и нагревается до высокой температуры. Затем нагретая вода возвращается в нижнюю часть нагревателя через водовыпускную трубу 92. Фиг. 2. изображает другой примерный вид стандартного топочного водонагревателя с восходящим потоком, оснащенного узлом вытяжного вентилятора. Как показано на чертеже, в этом стандартном водонагревателе с восходящим потоком применена труба 45 для приема газообразных продуктов сгорания, в которую всасывается комнатный воздух,в то время как отработавший газ принудительно выбрасывается наружу посредством узла 20 вытяжного вентилятора. При работе, если включен приводной двигатель 21 узла 20 вытяжного вентилятора, вращается вытяжной вентилятор 23, закрепленный на вращающемся валу приводного двигателя 21, в результате чего воздух из выпускной камеры 50 принудительно направляется в выпускную линию 60 (см. фиг. 3) через выпускное отверстие 20 а узла 20 вытяжного вентилятора. Поэтому внутреннее давление в выпускной линии 60 превышает атмосферное давление, в то время как к выпускной камере 50, к трубе 45 для приема газообразных продуктов сгорания, к камере 48 сгорания, к камере 14 всасывания и к всасывающей линии 13 приложено такое противодавление,что воздух помещения всасывается в отверстие всасывающей линии 13 и далее течет по ней в камеру 14 всасывания. Затем часть воздуха, втянутого в камеру 14 всасывания, течет непосредственно в камеру 48 сгорания через отверстие камеры 14 всасывания, а другая часть течет во внутреннее пространство горелки 30 через трубку Вентури и далее в камеру 48 сгорания через факельные отверстия горелки 30. После этого воздух, поступивший в камеру 48 сгорания, подается в выпускную камеру 50 через трубу 45 для приема газообразных продуктов сгорания и далее принудительно направляется в выпускную линию 60 благодаря вращению вытяжного вентилятора 23, в конце концов, выходя наружу. В описанном состоянии, при инжектировании топлива из подающего топливопровода 70 через сопло 80 а узла 80 впрыска топлива в трубку 31 Вентури горелки 30, инжектированное топливо смешивается с воздухом во внутреннем пространстве камеры 14 всасывания. Далее полученный смешанный газ выпускается в камеру 48 сгорания через факельные отверстия горелки 30. В это время воспламеняется смешанный газ,выпущенный из факельных отверстий горелки 30,если приведен в действие воспламенитель (который не изображен на чертеже). С другой стороны, во время принудительной циркуляции сетевой воды в теплопроводе посредством циркуляционного насоса 100 (см. фиг. 1) сетевая вода с низкой температурой течет из нижней части 95 нагревателя (которая не изображена на чертеже) в водяную камеру 46 теплообменника 40 через водоприемную трубу 91 (см. фиг. 1) и затем возвращается в эту часть нагревателя через водовыпускную трубу 92 (см. фиг. 1). В результате в водяной камере 46 теплообменника 40 сетевая вода низкой температуры нагревается до высокой температуры высокотемпературными газообразными продуктами сгорания, которые перемещаются в камере 48 сгорания и трубе 45 для приема газообразных продуктов сгорания, а затем возвращается в нижнюю часть нагревателя через водовыпускную трубу 92. На фиг. 3 показан еще один примерный вид стандартного топочного водонагревателя с восходящим потоком, оснащенного узлом вытяжного вентилятора. Как показано на чертеже, в этом стандартном водонагревателе с восходящим потоком применена труба 45 для приема газообразных продуктов сгорания, в которую всасывается наружный воздух,в то время как отработавший газ принудительно выбрасывается наружу посредством узла 20 вытяжного вентилятора. В этом случае на свободном конце выпускной линии 60 расположен приемный всасывающий элемент 11, на свободном конце выпускной линии 60,на переднем конце наружной стороны приемного всасывающего элемента 11 выполнены соответственно выпускные отверстия 60 а и впускные отверстия 11 а, а всасывающая линия 13 сообщается с приемным всасывающим элементом 11, в результате чего отработавший газ выбрасывается наружу во время всасывания наружного воздуха. На фиг. 4. показан примерный вид стандартного топочного водонагревателя с нисходящим потоком, оснащенного узлом вытяжного вентилятора. Как видно из фиг. 4, в таком стандартном топочном водонагревателе с нисходящим потоком применена труба 45 для приема газообразных продуктов сгорания, в которую всасывается комнатный воздух, в то время как отработавший газ принудительно выбрасывается наружу посредством узла 20 вытяжного вентилятора. При работе, если включен приводной двигатель 21 узла 20 вытяжного вентилятора, вращается вытяжной вентилятор 23, закрепленный на вращающемся валу приводного двигателя 21, в результате чего воздух из выпускной камеры 50 принудительно направляется в выпускную линию 60 (см. фиг. 3) через выпускное отверстие 20 а узла 20 вытяжного вентилятора. Поэтому внутреннее давление в выпускной линии 60 превышает атмосферное давление, в то время как к выпускной камере 50, к трубе 45 для приема газообразных продуктов сгорания, к приемной инвертирующей камере 47, к трубчатой камере 44 сгорания и к всасывающей линии 13 приложено такое противодавление, что воздух помещения всасывается в отверстие всасывающей линии 13. Затем часть воздуха из всасывающей линии 13 подается непосредственно в трубчатую камеру 44 сгорания, а другая часть течет во внутреннее пространство го релки 30 через трубку 31 Вентури и далее в трубчатую камеру 44 сгорания через факельные отверстия горелки 30. После этого воздух, текущий вниз по трубчатой камере сгорания 44, меняет направление движения на движение вверх через приемную инвертирующую 47, а затем направляется в выпускную камеру 50 через трубу 45 для приема газообразных продуктов сгорания. После этого воздух, поступивший в выпускную камеру 50, принудительно направляется в выпускную линию 60 благодаря вращению вытяжного вентилятора 23, в конце концов выходя наружу. В описанном состоянии, при инжектировании топлива через сопло 80 а узла 80 впрыска топлива в трубку 31 Вентури горелки 30, инжектированное топливо смешивается с воздухом во внутреннем пространстве камеры 14 всасывания. Далее полученный смешанный газ выпускается в камеру 48 сгорания через факельные отверстия горелки 30. В это время воспламеняется смешанный газ,выпущенный из факельных отверстий горелки 30,если приведен в действие воспламенитель (который не изображен на чертеже). С другой стороны, сетевая вода с низкой температурой нагревается до высокой температуры в водяной камере 46 теплообменника 40 высокотемпературными газообразными продуктами сгорания, которые протекают в трубчатой камере сгорания 44, в приемной инвертирующей камере 47 и в трубе 45 для приема газообразных продуктов сгорания, а затем возвращается в нижнюю часть нагревателя через водовыпускную трубу 92 (см. фиг. 1). Однако в изображенных на фиг. 1-4 стандартных топочных водонагревателях с узлом 20 вытяжного вентилятора отработавший газ принудительно выбрасывается наружу посредством узла 20 вытяжного вентилятора, в то время как всасывание воздуха помещения или наружного воздуха осуществляется благодаря противодавлению. Поэтому всасывание воздуха, по сравнению с выбросом отработавшего газа, осуществляется не так плавно (из-за трения, вызванного движением воздуха, количество всасываемого воздуха оказывается меньше ожидаемой величины), в связи с чем смешанный газ сгорает не полностью, уменьшая тем самым термический кпд и выделяя токсичный газ,что приводит к загрязнению воздуха. Для того, чтобы решить вышеуказанные проблемы, предлагается водонагреватель с узлом 1 принудительной подачи, изображенный на фиг. 5-7,в котором воздух из помещения или снаружи помещения принудительно засасывается посредством узла 1 принудительной подачи, в то время как отработавший газ выбрасывается наружу за счет отрицательного давления. Узел 1 принудительной подачи содержит всасывающий вентилятор 1 для принудительного вдувания наружного воздуха в камеру 48 сгорания или трубчатую камеру 44 сгорания, приводной двигатель 1 а для вращения всасывающего вентилятора 1,3 95 впрыскивающее сопло 1 для инжектирования топлива, подведенного от подающего топливопровода 70, и воспламенитель (на чертеже не показан) для воспламенения смешанного газа. В стандартном топочном водонагревателе воздух из помещения или снаружи помещения принудительно засасывается посредством узла 1 принудительной подачи так, что топливо и газ перемешиваются должным образом и имеет место хорошее сгорание смешанного газа, вследствие чего возрастает скорость горения. Однако из-за трения, вызванного течением воздуха, отработавший газ плохо выбрасывается,вследствие чего приводной двигатель 1 а узла 1 принудительной подачи испытывает большую нагрузку. Вследствие этого необходимо использовать крупноразмерный узел 1 принудительной подачи,который во время своей работы создает значительный шум, что требует применения дополнительного глушителя. Задачей данной полезной модели является создание топочного водонагревателя, обладающего улучшенными функциями всасывания и выброса воздуха. Для этого в данной полезной модели предлагается топочный водонагреватель, имеющий всасывающую линию и выпускную линию, предназначенные для принудительного осуществления всасывания и/или выброса с помощью вентиляторного узла,содержащий вентиляторный узел, который включает в себя приводной двигатель, всасывающий вентилятор, предназначенный для принудительного всасывания воздуха из помещения или снаружи помещения, закрепленный на вращающемся валу приводного двигателя и размещенный на всасывающей линии, и вытяжной вентилятор, закрепленный на вращающемся валу приводного двигателя и размещенный на выпускной линии, предназначенный для выброса отработавшего газа наружу. Другие цели, преимущества и подробности устройства топочного водонагревателя раскрываются в нижеследующем подробном описании предпочтительных вариантов выполнения устройства, которое поясняется чертежами, на которых фиг. 1-3 изображают примерный вид стандартного топочного водонагревателя с восходящим потоком, оснащенного узлом вытяжного вентилятора фиг. 4 изображает примерный вид стандартного топочного водонагревателя с нисходящим потоком, оснащенного узлом вытяжного вентилятора фиг. 5 изображает примерный вид стандартного топочного водонагревателя с восходящим потоком, оснащенного узлом принудительной подачи фиг. 6 изображает основные элементы узла принудительной подачи, соответствующего фиг. 5 фиг. 7 изображает примерный вид стандартного топочного водонагревателя с нисходящим потоком, оснащенного узлом принудительной подачи фиг. 8-11 изображают примерный вид топочного водонагревателя с восходящим потоком, осна 4 щенного вентиляторным узлом для всасывания и выпуска, созданного в соответствии с принципами данной полезной модели и фиг. 12-13 изображают примерный вид топочного водонагревателя с нисходящим потоком, оснащенного вентиляторным узлом для всасывания и выпуска, созданного в соответствии с принципами данной полезной модели. Предпочтительный вариант выполнения данной полезной модели подробно описан со ссылками на сопроводительные чертежи. Фиг. 8-11 изображают примерный вид топочного водонагревателя с восходящим потоком, оснащенного вентиляторным узлом для всасывания и выпуска, созданного в соответствии с принципами данной полезной модели, а фиг. 12-13 изображают примерный вид топочного водонагревателя с нисходящим потоком, оснащенного вентиляторным узлом для всасывания и выпуска, созданного в соответствии с принципами данной полезной модели, причем элементы, соответствующие элементам на фиг. 1-7,обозначены соответствующими номерами позиций,и их пояснение будет опущено. Фиг. 8 изображает примерный вид топочного водонагревателя с восходящим потоком, оснащенного вентиляторным узлом для всасывания и выпуска 20, созданного в соответствии с принципами данной полезной модели. В соответствии с данной полезной моделью в водонагревателе с восходящим потоком применен нагревательный элемент 93 а, в который принудительно всасывается воздух из помещения, и отработавший газ принудительно выбрасывается наружу посредством узла для всасывания и выпуска 20. Фиг. 9 является вариантом фиг. 8 и изображает другой примерный вид топочного водонагревателя с восходящим потоком, оснащенного вентиляторным узлом для всасывания и выпуска 20, созданного в соответствии с принципами данной полезной модели. В соответствии с данной полезной моделью в водонагревателе с восходящим потоком применен нагревательный элемент 93 а, в который принудительно всасывается воздух снаружи помещения, и отработавший газ принудительно выбрасывается наружу посредством узла для всасывания и выпуска 20. Фиг. 10 изображает еще один примерный вид топочного водонагревателя с восходящим потоком,оснащенного вентиляторным узлом для всасывания и выпуска 20, созданного в соответствии с принципами данной полезной модели. В соответствии с данной полезной моделью в водонагревателе с восходящим потоком применена труба 45 для приема газообразных продуктов сгорания, в которую принудительно всасывается воздух из помещения, и отработавший газ принудительно выбрасывается наружу посредством узла для всасывания и выпуска 20. Фиг. 11 является вариантом фиг. 10, который изображает еще один примерный вид топочного водонагревателя с восходящим потоком, оснащенного 95 вентиляторным узлом для всасывания и выпуска 20,созданного в соответствии с принципами данной полезной модели. В соответствии с данной полезной моделью в водонагревателе с восходящим потоком применена труба 45 для приема газообразных продуктов сгорания, в которую принудительно всасывается воздух снаружи помещения, и отработавший газ принудительно выбрасывается наружу посредством узла для всасывания и выпуска 20. Фиг. 12 изображает примерный вид топочного водонагревателя с нисходящим потоком, оснащенного вентиляторным узлом для всасывания и выпуска 20, созданного в соответствии с принципами данной полезной модели. В соответствии с данной полезной моделью в водонагревателе с нисходящим потоком применена труба 45 для приема газообразных продуктов сгорания, в которую принудительно всасывается воздух из помещения, и отработавший газ принудительно выбрасывается наружу посредством узла для всасывания и выпуска 20. Теплообменник 40, используемый в предпочтительных вариантах выполнения данного устройства,содержит цилиндрический внешний резервуар 41,имеющий верхнее и нижнее отверстия, закрытые верхней и нижней крышками 42 и 43, трубчатую камеру 44 сгорания и множество труб 45 для приема газообразных продуктов сгорания, размещенных внутри внешнего резервуара 41, причем трубчатая камера 44 сгорания смещена от центральной оси внешнего резервуара 41, водяную камеру 46, образованную между внешним резервуаром 41, верхней и нижней крышками 42 и 43, трубчатой камерой 44 сгорания и множеством труб 45 для приема газообразных продуктов сгорания так, что она является замкнутой, в то время как открытые концы обеих сторон трубчатой камеры 44 сгорания и множества труб 45 для приема газообразных продуктов сгорания проходят через верхнюю и нижнюю крышки 42 и 43, а также содержит приемную инвертирующую камеру 47, выполненную на нижней части нижней крышки 43. В соответствии с данной полезной моделью,при использовании теплообменника 40, в котором расположены трубчатая камера 44 сгорания и трубы 45 для приема газообразных продуктов сгорания,смещенные относительно центральной оси, отработавшие газы, выходящие из множества труб 45 для приема газообразных продуктов сгорания, выбрасываются равномерно, улучшая тем самым теплообменные характеристики устройства. Фиг. 13 является вариантом фиг. 12 и изображает еще один примерный вид топочного водонагревателя с нисходящим потоком, оснащенного вентиляторным узлом для всасывания и выпуска 20,созданного в соответствии с принципами данного устройства. В соответствии с данной полезной моделью в водонагревателе с нисходящим потоком применена труба 45 для приема газообразных продуктов сгорания, в которую принудительно всасывается воздух снаружи помещения, в то время как отрабо тавший газ принудительно выбрасывается наружу посредством узла для всасывания и выпуска 20. Вентиляторный узел для всасывания и выпуска 20 по данной полезной модели содержит приводной двигатель 21, всасывающий вентилятор 22, предназначенный для принудительного всасывания воздуха из помещения или снаружи помещения, закрепленный на вращающемся валу приводного двигателя и размещенный на всасывающей линии 12 или 13, и вытяжной вентилятор 23, предназначенный для принудительного выброса отработавшего газа наружу, закрепленный на вращающемся валу приводного двигателя 21 и размещенный на выпускной линии 60. Если приводной двигатель 21 запущен, то одновременно вращаются всасывающий вентилятор 22 и вытяжной вентилятор 23, соответственно закрепленные на вращающемся валу приводного двигателя 21, вследствие чего посредством всасывающего вентилятора 22 воздух из помещения или снаружи помещения принудительно засасывается во всасывающую линию 12 или 13, а посредством вытяжного вентилятора 23 отработавший газ принудительно выбрасывается в выходную линию 60. Таким образом, во всех линиях, всасывающей,сгорания и выпускной, поддерживается непрерывное протекание воздуха, а уровень максимальной нагрузки приводного двигателя снижен. Как ясно следует из вышеизложенного, представленный водонагреватель имеет вентиляторный узел для всасывания и выпуска, в который принудительно засасывается воздух и из которого принудительно выпускается отработавший газ так, что во всех линиях (всасывающей, сгорания и выпускной) поддерживается непрерывное протекание воздуха, а собственные характеристики топочного водонагревателя улучшаются. Кроме того, уровень максимальной нагрузки приводного двигателя значительно снижен, а следовательно, могут подавляться шумы, образуемые вентиляторным узлом, и может использоваться малогабаритный вентилятор, что снизит себестоимость устройства. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Топочный водонагреватель, содержащий теплообменник, всасывающую и выпускную линии и вентиляторный узел, который имеет приводной двигатель и вытяжной вентилятор, предназначенный для принудительного выброса отработавшего газа наружу, закрепленный на вращающемся валу указанного приводного двигателя и размещенный на указанной выпускной линии, отличающийся тем,что вентиляторный узел дополнительно содержит всасывающий вентилятор, предназначенный для принудительного всасывания воздуха из помещения или снаружи помещения, закрепленный на вращающемся валу указанного приводного двигателя и размещенный на указанной всасывающей линии. 5 95 2. Топочный водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что теплообменник содержит цилиндрический внешний резервуар, имеющий верхнее и нижнее отверстия, закрытые верхней и нижней крышками, трубчатую камеру сгорания и множество труб для приема газообразных продуктов сгорания,размещенных внутри внешнего резервуара, причем трубчатая камера сгорания смещена от центральной оси внешнего резервуара, водяную камеру, образованную между внешним резервуаром, верхней и нижней крышками, трубчатой камерой сгорания и множеством труб для приема газообразных продуктов сгорания так, что она является замкнутой, при этом открытые концы обеих сторон трубчатой камеры сгорания и множества труб для приема газообразных продуктов сгорания проходят через верхнюю и нижнюю крышки, а также содержит приемную инвертирующую камеру, образованную под нижней частью нижней крышки.