водогрейный котел вкш "украина"

Формула изобретения

ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ ВКШ "УКРАИНА".

1. Водогрейный котел, содержащий устройство для сжигания топлива с установленной над ним по крайней мере одной жаровой трубой, окруженной водяным баком, снабженным патрубком подвода и отвода воды, причем в жаровой трубе установлен удлинитель пути газового потока в виде центрального тела и закрепленной на нем винтовой направляющей с заданным шагом и направлением навивки, отличающийся тем, что, с целью повышения полноты сгорания топлива и интенсификации теплопередачи, устройство для сжигания топлива выполнено в виде испарительной горелки с испарительной камерой и размещенной в последней центральной трубой, первая из которых выполнена с рядами отверстий на своей боковой стенке, а вторая снабжена тангенциальными ребрами, расположенными под углом к оси центральной трубы между упомянутыми рядами отверстий для равномерного распределения топливной смеси по периметру боковой стенки испарительной камеры, причем удлинитель пути газового потока установлен в жаровой трубе с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а его центральное тело и винтовая направляющая выполнены соответственно в виде стержня и оребрения последнего.

2. Котел по п.1, отличающийся тем, что в водяном баке между патрубками подвода и отвода воды установлена вертикальная перегородка, а нижняя часть жаровой трубы выполнена с радиальным оребрением.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для отопления жилых и производственных помещений.

Известен водогрейный котел, содержащий газовую трубу с винтовыми лопатками (1).

Недостатком такого котла является повышенное аэродинамическое сопротивление естественной тяге из-за вихрей, возникающих в газовой трубе.

Известен водогрейный котел, снабженный газовой горелкой (2).

Известен водогрейный котел, содержащий горелку, испарительное днище которой выполнено с электроспиралью (3).

Недостатком такого котла является его зависимость от источника электроэнергии.

Известно устройство для сжигания жидкого топлива, снабженное горелкой с несколькими центральными трубами, оребренными тангенциальными ребрами (4).

Недостатком такого устройства является сложная технология изготовления. Кроме того, такое устройство не обеспечивает полного расщепления паров топлива на составляющие и соответственно полноты сгорания.

Известно устройство для сжигания топлива, содержащее испарительную горелку с испарительной камерой, боковая стенка которой выполнена с рядами отверстий, и центральной трубой, выполненной с радиальными ребрами (5).

Недостатком такого устройства является неполное сгорание топлива из-за образования некачественной топливной смеси и не полного расщепления углеводородов, так как подымающиеся вверх пары топлива лишь частично контактируют с нагретыми поверхностями ребер и стенок центральной трубы.

Наиболее близким техническим решением из известных является водогрейный котел, содержащий устройство для сжигания топлива с установленной над ними по крайней мере одной жаровой трубой, окруженной водяным баком, снабженным патрубками подвода и отвода воды, причем в жаровой трубе установлен удлинитель пути газового потока в виде центрального тела и закрепленной на нем винтовой направляющей с заданным шагом и направлением навивки (6).

Недостатком такого водогрейного котла является неполное сгорание топливной смеси и пониженная интенсивность теплопередачи.

Целью изобретения является повышение полноты сгорания топлива и интенсификация теплопередачи.

В водогрейном котле, содержащем устройство для сжигания топлива с установленной над ним по крайней мере одной жаровой трубой, окруженной водяным баком, снабженным патрубками подвода и отвода воды, причем в жаровой трубе установлен удлинитель пути газового потока в виде центрального тела и закрепленной на нем винтовой направляющей с заданным шагом и направлением навивки, поставленная цель достигается тем, что устройство для сжигания топлива выполнено в виде испарительной горелки с испарительной камерой и размещенной в последней центральной трубой, первая из которых выполнена с рядами отверстий на своей боковой стенке, а вторая снабжена тангенциальными ребрами, расположенными под углом к оси центральной трубы между упомянутыми рядами отверстий для равномерного распределения топливной смеси по периметру боковой стенки испарительной камеры, причем удлинитель пути газового потока установлен в жаровой трубе с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а его центральное тело и винтовая направляющая выполнены соответственно в виде стержня и оребрения последнего.

Кроме того, в водяном баке между патрубками подвода и отвода воды может быть установлена вертикальная перегородка, а нижняя часть жаровой трубы может быть выполнена с радиальным оребрением.

На фиг. 1 изображен общий вид водогрейного котла; на фиг. 2 - вид сбоку фиг. 1; на фиг. 3 - боковая стенка и днище испарительной камеры; на фиг. 4 - поперечный разрез горелки; на фиг. 5 - вид по стрелке А на фиг. 4.

Водогрейный котел содержит устройство для сжигания топлива, выполненное в виде испарительной горелки с испарительной камерой 1 и размещенной в последней центральной трубой 2. Камера 1 выполнена с рядами отверстий 3 на своей боковой стенке, а труба 2 снабжена тангенциальными ребрами 4, расположенными под углом к оси трубы 2 между упомянутыми рядами отверстий 3 для равномерного распределения топливной смеси по периметру боковой стенки испарительной камеры 1. Камера 1 подключена к топливной трубке 5 и патрубку 6 ввода воздуха, причем в патрубке 6 установлено конфузорное сопло 7. К нижним кромкам ребер 4 прикреплено конусное кольцо 8, а на их верхних кромках установлено кольцо 9 с рассекателями 10, отражателями 11 и конусным диском 12.

Над устройством для сжигания топлива установлена по крайней мере одна жаровая труба 13, окруженная водяным баком 14. Бак 14 снабжен патрубками 15 и 16 соответственно подвода и отвода воды. В жаровой трубе 13 с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен удлинитель пути газового потока в виде центрального тела 17 и закрепленной на нем винтовой направляющей 18 с заданным шагом и направлением навивки. Тело 17 выполнено в виде стержня, а направляющая 18 выполнена в виде оребрения последнего.

В водяном баке 14 между патрубками 15 и 16 соответственно подвода и отвода воды установлена вертикальная перегородка 19. Нижняя часть жаровой трубы 13 выполнена с радиальным оребрением 20. Водяной бак 14 снабжен теплоизоляцией 21, а горелка снабжена кожухом 22 с теплоизоляцией 23.

Водогрейный котел работает следующим образом.

Сдвигают в сторону диск 12, освобождая при этом выход центральной трубы 2, вынимают из патрубка 6 ввода воздуха конфузорное сопло 7, вставляют в патрубок 6 зажженный факел и одновременно на днище испарительной камеры 1 по трубке 5 подают топливо. После прогрева поверхностей горелки диском 12 перекрывают выход центральной трубы 2 для направления горючей смеси в пространство между ребрами 4 и вставляют сопло 7 в патрубок 6 . Формирование потоков происходит под действием винтовой направляющей 18 удлинителя пути газового потока. При этом тангенциальные ребра 4, размещенные под углом к оси центральной трубы 2, препятствуют возникновению закручивающего момента. В результате ламинарно движущиеся потоки воздуха и паров топлива под действием центростремительной силы прижимаются к центральной трубе 2, не смешиваясь со струями воздуха, поступающего через ряды отверстий 3 боковой стенки испарительной камеры 1. Свободный водород, находящийся в парах топлива, сгорает, обеспечивая оптимальную температуру для нагрева поверхностей ребер 4 и центральной трубы 2, обеспечивая этим расщепление паров топлива на простые углеводороды.

В верхней части камеры 1 потоки воздуха и углеводородов устремляются в щель между отражателем 11 и боковой стенкой испарительной камеры 1, скорость их возрастает, в результате за рассекателями 10 образуются вихри и зоны пониженного давления, куда устремляются потоки воздуха, поступающего через верхний ряд отверстий 3. Происходит образование качественной топливной смеси и ее воспламенение с догоранием в нижней части жаровой трубы 13.

Воздействию импульсных ударных нагрузок на нижнюю часть жаровой трубы 13, возникающих при макровзрывах частиц топливной смеси при их воспламенении и генерирующих шумовой эффект с вибрацией водяного бака 14, в значительной степени противодействуют радиальное оребрение 20, выполненное на нижней части жаровой трубы 13.

Горячие газы из нижней части жаровой трубы 13 направляются в газовый канал, образованный трубой 13, центральным телом 17 и винтовой направляющей 18. Заданные шаг и направление навивки направляющей 18 способствуют оптимальной величине естественной тяги в котле. При этом максимально приближено к противотоку движения греющих газов и нагреваемой воды, что интенсифицирует теплопередачу в котле. Улучшению теплопередачи в котле способствует также удлинитель газового потока в жаровой трубе 13 за счет увеличения времени контактирования горячих газов со стенкой жаровой трубы 13. Теплопередача в котле улучшается также за счет перегородки 19, установленной в водяном баке 13, так как перегородка 19 способствует движению нагреваемой воды по окружности над всей оребренной поверхностью нижней части жаровой трубы 13.

Таким образом, описанный водогрейный котел повышает полноту сгорания топлива и интенсифицирует теплопередачу.