Водогрейный котел

(51) 23 30/00 (2010.01) 23 60/00 (2010.01) 23 60/02 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ газовой камеры 9, в которой установлен турбулизатор с водонагревательными трубами 10,камеры для удаления золы и сажи 11, дымохода 12,топливо загрузочной дверцы 13, поддувальной дверцы 14, колосниковой решетки 15, патрубка с краном 16 для слива воды из водяной рубашки, 17 дверцы для очистки, водонагревательных труб и 18 дверцы для очистки дымоходной трубы. Водогрейный котел работает следующим образом. Согласно изобретения камера сгорания 8 в внутреннем корпусе обечайки 4 выполнена прямоугольной- образной формы в виде восьми и более плоских граней и образует совмещенную газовую камеру 9, в которой водонагревательные трубы 10 турбулизатора установлены под наклоном к одной из боковых граней и расположены наклонными рядами в вертикальной плоскости с диаметрами труб первого ряда больше, чем диаметр труб второго и последующих рядов, что позволяет упростить конструкцию, повысить срок службы и обеспечить эффективный и быстрый нагрев воды,экономя расход топлива и повышение КПД водогрейного котла.(72) Эминов Расимбек Анварович Дураков Виталий Александрович Сакенов Муратхан Жумаханович Попов Александр Андреевич(57) Изобретение относится к устройствам для сжигания твердого топлива, в частности, при печном отоплении любых помещений, в том числе в системах водяного отопления, а также для подогрева воды и пищи. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции водогрейного котла и повышение эффективности нагрева воды. Водогрейный котел (фиг. 1, 2 и 3) состоит из металлического наружного корпуса 1 с опорами 2,закрытого сверху крышкой 3, внутреннего корпуса обечайки 4, водяной рубашки 5, подсоединенной к ней патрубков для подачи холодной воды (отвод) 6,горячей воды 7, совмещенной камеры сгорания 8 и Данная конструкция отопительного устройства предназначена в качестве водогрейного котла Б системах водяного отопления индивидуальных жилых домой, садовых домиков, теплиц, бань и т.п. Известен водогрейный бытовой котел (Патент 2056595, кл. 24 Н 1/16, 20.03.96 г.),содержащий корпус и центральную обечайку,имеющие верхние и нижние днища и образующие между собой водяную рубашку, подключенную к нижнему входному и верхнему выходному патрубкам, причем в полости обечайки размещены камера сгорания с горелочным устройством,сообщенная с газоходом и турбулизаторы в виде ряда труб, поперечных оси обечайки и сообщенных с водяной рубашкой. Основными недостатками известной конструкции водогрейного бытового котла являются- сложность конструкции и изготовление изделия, требующего высокой квалификации для производства сборочных работ и сложного оборудования сложность удаления отложений нагара,накапливающихся и затвердевающих на внутренних и наружных стенках водонагревательных труб в процессе длительной эксплуатации котла, что затрудняет тягу продуктов горения через промежуточный интервал водонагревательных труб к дымоходной трубе, а также циркуляцию воды внутри труб- техническое решение требует большое количество поперечных водонагревательных труб,что уменьшает зазор между трубами для прохода газов к дымоходу при горении топлива и уменьшает тяговую характеристику котла. Причиной недостатков является конструкция водонагревательного котла, в частности, камера сгорания и турбулизатор. Задачей изобретения является создание водогрейного котла упрощенной конструкции и повышенной эффективностью нагрева в нм воды. Изобретение позволяет снизить расход потребляемого топлива,благодаря более эффективному использованию тепла при горении топлива, за счет увеличения рационального расположения нагревательных поверхностей обогрева водяной рубашки и увеличения количества поперечно расположенных под уклоном водонагревательных труб и их рядов в камере сгорания и газовой камере. Технический результат изобретения - упрощение конструкции водогрейного котла и повышение эффективности нагрева воды. Технический результат достигается тем, что в водогрейном котле, включающим корпус и центральную обечайку, имеющие верхние и нижние днища и образующие между собой водяную рубашку, подключенную к нижнему входному и верхнему выходному патрубкам, причем в полости обечайки размещены камера сгорания с горелочным устройством,сообщенная с газоходом,и турбулизаторы в виде ряда труб, поперечных сил 2 обечайки и сообщенных с водяной рубашкой,согласно изобретению камера сгорания с горелочным устройством внутри обечайки выполнена прямоугольной- образной формы в виде восьми и более плоских граней и образует совмещнную газовую камеру, в которой водонагревательные трубы турбулизатора установлены под наклоном к одной из боковых граней. При этом ряды водонагревательных труб турбулизатора расположены под наклоном в вертикальной плоскости, обеспечивающим охват пламени горения топлива и поток движения газовой смеси, направленной из газовой камеры в дымоход,причем диаметр труб первого ряда больше, чем диаметр труб второго и последующих рядов,нагревательные трубы выполнены внутри всей активно нагревающейся поверхности центральной обечайки камеры сгорания. Наклонное расположение нагревательных труб и их рядов улучшает циркуляцию воды внутри котла,снижает отложение солей внутри труб, повышая эффективность нагрева воды и продление срока службы водонагревательных труб. Вода от водонагрейного котла к отопительным приборам и обратно движется по трубам под действием гидростатического напора,возникающего благодаря различной плотности охлажденной и горячей воды. Поскольку плотность охлажденной воды больше,чем плотность нагретой, общий вес правого вертикального столба воды в циркуляционном кольце больше веса левого вертикального столба,разница весов этих столбов и есть движущий циркуляционный напор. Величина циркуляционного напора зависит от разности уровней отопительных приборов и отопительных котлов, то есть с увеличением отапливаемой площади для полного обеспечения его эффективности нагрева помещения требуется увеличить параметры нагревающихся поверхностей отопительного котла. В зависимости от отапливаемой площади помещения выбирают основные параметры водогрейного котла - ширину, длину, высоту и количество устанавливаемых нагревательных труб. Данная конструкция водогрейного котла может обеспечить необходимое количество тепла для отопления помещения индивидуальных жилых домов с отапливаемой площадью от 200 до 800 м 2. Выполнение камеры сгорания внутри обечайки прямоугольной- образной формы в виде восьми и более плоских граней и образование совмещенной газовой камеры, в которой водонагревательные трубы турбулизатора установлены под наклоном к одной из боковых граней и под наклоном рядов труб в вертикальной плоскости, позволяет упростить конструкцию водогрейного котла, а использование всей активно-нагревающейся поверхности центральной обечайки камеры сгорания и расположения рядов водонагревательных труб турбулизатора под наклоном с диаметрами труб первого ряда больше, чем диаметр труб второго и последующих рядов, позволяет обеспечивать охват пламенем горения топлива и топка движения газовой смеси водонагревательные трубы, что обеспечивает эффективный и быстрый нагрев воды,экономя расход топлива и, повышая КПД предлагаемой конструкции водогрейного котла. Сущность изобретения поясняется чертежами,где на фиг.1 показан осевой разрез в вертикальной плоскости, на фиг. 2 в горизонтальной плоскости с частичным разрезом, на фиг. 3 - вид с боку. Водогрейный котел (фиг. 1, 2 и 3) состоит из металлического наружного корпуса 1 с опорами 2,закрытого сверху крышкой 3, внутреннего корпуса обечайки 4, водяной рубашки 5, подсоединенной к ней патрубков для подачи холодной воды (отвод) 6,горячей воды 7, совмещенной камеры сгорания 8 и газовой камеры 9, в которой установлен турбулизатор с водонагревательными трубами 10, камеры для удаления золы и сажи 11, дымохода 12, топливо загрузочной дверцы 13, поддувальной дверцы 14,колосниковой решетки 15, патрубка с краном 16 для слива воды из водяной рубашки, 17 дверцы для очистки водонагревательных труб и 18 дверцы для очистки дымоходной трубы. Водогрейный котел работает следующим образом. Заполняют водяной резервуар и нагревательные приборы (на схеме не указано) и, при этом, вода поступает по патрубку для подачи жидкости 6 в водяную рубашку 5 и водонагревательные трубы 10. В камеру сгорания 8 на колосниковую решетку 15 через дверцу 13 или верхнюю крышку 3,загружается тврдое топливо - уголь или дрова,которое поджигается и осуществляется процесс горения. Горение происходит при закрытой топливо - загрузочной 13 и открытой поддувальной 14 дверцах. При этом, интенсивность процесса горения обеспечивается наклонной поверхностью днища газовой камеры 9 и потоком воздуха через проходное щелевое сечение, устанавливаемое поддувальной дверцей 14. Отходы процесса горения топлива в виде золы попадают в камеру для удаления золы и сажи 11,топочные газы через дымоход 12 удаляются в атмосферу. В процессе горения твердого топлива в камере сгорания 8 все внутренние активно-нагревающиеся поверхности водяной рубашки 5 внутреннего корпуса 4 водогрейного котла охватываются струей горения топлива и газовым потоком в газовой камере обечайки 9, а также водонагревательные трубы 10 охватываются пламенем горения топлива и потоком движения газовой смеси, что позволяет быстрое нагревание воды в водяной рубашке 5, и рационально использовать тепловой поток при сгорании топлива. В процессе нагревания воды в водяной рубашке 5 и в водонагревательных трубах 10 за счет разной плотности воды происходит циркуляция воды по замкнутому пути через патрубок отогретой жидкости 7, обогревая нагревательные приборы помещения. Подача топлива осуществляется до тех пор, пока помещение не прогреется до необходимой температуры. После завершения горения топлива, его непрогоревшие остатки и золу при помощи кочерги через колосниковую решетку 15 сгребают в камеру для удаления золы и сажи 11 и затем удаляют из печи. При продолжительной работе систему водяного отопления помещения очищают и с помощью патрубка с краном 16 сливают загрязненную жидкость из водяной рубашки 5 и промывают. Так же при продолжительной работе водогрейного котла очищают от нароста нагревательные трубы 10 и дымоход 12 с помощью специально предназначенных для этой цели дверц 17 и 18. Таким образом, предлагаемая конструкция водогрейного котла упрощает конструкцию по сравнению с прототипом и позволяет обеспечить эффективность нагрева воды и повысит его КПД. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Водогрейный котел, содержащий корпус и центральную обечайку, имеющие верхние и нижние днища и образующие между собой водяную рубашку, подключенную к нижнему входному и верхнему выходному патрубкам, причем в полости обечайки размещены камера сгорания с горелочным устройством,сообщенная с газоходом и турбулизаторы в виде рядов труб,поперечных оси обечайки и сообщенных с водяной рубашкой, отличающийся тем, что камера сгорания с горелочным устройством внутри обечайки выполнена прямоугольной -образной формы в виде восьми и более плоских граней и образует совмещенную газовую камеру, в которой водонагревательные трубы турбулизатора установлены под наклоном к одной из боковых граней. 2. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем,что ряды водонагревательных труб турбулизатора расположены под наклоном в вертикальной плоскости, причем диаметр труб первого ряда больше, чем диаметр труб второго и последующих рядов, обеспечивающих полный охват пламенем горения топлива и потоком движения газовой смеси, направленной из газовой камеры в дымоход. 3. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что водонагревательные трубы выполнены внутри всей активно-нагревающейся поверхности центральной обечайки камеры сгорания. 4. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что корпус водогрейного котла выполнены по форме, копирующей камеру сгорания и газовую камеру, и снабжен дверцами для очистки водонагревательных труб и дымохода от нароста. 5. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что горелочное устройство камеры сгорания содержит колосниковую решетку,топливозагрузочную и поддувальную дверцы. 3