Твердопаливний водогрійний котел

1. Твердопаливний водогрійний котел, що містить корпус з розташованими в ньому топкою, теплообмінником, колосниками і зольником, який відрізняється тим, що каркас топки, яка розташована в нижній частині корпусу, виконаний у вигляді системи водонагрівальних труб, які чергуються з елементами із теплостійкого вогнетривкого матеріалу, причому система водонагрівальних труб топки з'єднана з основною водяною сорочкою, яка утворена подвійними стінками корпусу і з'єднана з системою водопостачання, теплообмінник розташований над топкою і виконаний у вигляді цилінд U 1 3 В основу корисної моделі поставлена задача інтенсифікації процесу горіння і теплообміну, поліпшення процесу накопичення теплової енергії за рахунок створення умов для максимального контакту і теплообміну між циркулюючою водою і паливними гарячими газами. Поставлена задача вирішується тим, що в твердопаливному водогрійному котлі, що містить корпус з розташованими в ньому топкою, теплообмінником, колосниками і зольником, згідно запропонованого рішення, каркас топки, яка розташована в нижній частині корпусу, виконаний у вигляді системи водонагрівальних труб, які чергуються з елементами із теплостійкого вогнетривкого матеріалу, причому система водонагрівальних труб топки з'єднана з основною водяною сорочкою, яка утворена подвійними стінками корпусу і з'єднана з системою водопостачання, теплообмінник розташований над топкою і виконаний у вигляді циліндричної водяної сорочки, всередині якої розташована система жароміцних повітряних труб, вхід яких з'єднаний з внутрішнім повітряним простором топки, а вихід - з димарем. При цьому елементи з теплостійкого вогнетривкого матеріалу можуть бути виконані у вигляді смуг з шамотної цегли. У повітряних трубах теплообмінника додатково розташовані знімні турбулізатори. На бічних стінках корпусу додатково розташовані повітронагрівальні камери з каналами для подачі первинного і вторинного повітря, що мають тепловий контакт з основною водяною сорочкою, а на входах повітронагрівальних камер розташовані вентилятори. Запропонована конструкція перегородок в ємностях котла і розташування циркуляційних труб забезпечує проходження води, яка нагрівається, по максимально довгому шляху в контакті з теплообмінними поверхнями, за рахунок чого забезпечується ефективний відбір тепла. Для більш ефективної передачі тепла в жароміцних повітряних трубах теплообмінника вмонтовані знімні турбулізатори. Стіни топки виконують роль каталізатора, що поліпшує спалюваність і стабільність горіння палива. Труби стінок топки, по яких циркулює вода, частково охолоджують топку, внаслідок чого не досягаються критичні температури, при яких відбувається шлакування відходів продуктів горіння і утворення шкідливих NOx продуктів. На фіг. представлена конструкція запропонованого твердопаливного водогрійного котла. Котел містить корпус 1 з подвійними стінками, що утворюють основну водяну сорочку 2, з'єднану з системою водопостачання за допомогою труби подачі холодної води 3 та труби виходу гарячої води 4. У нижній частині корпусу 1 розташована топка 5 із колосниками 6 і зольником 7. Каркас топки 5 виконаний у вигляді системи водонагрівальних труб 8, які чергуються з елементами 9 з теплостійкого вогнетривкого матеріалу. Таким матеріалом може служити шамотна цегла, жароміцний бетон, жароміцний пластик. Система водонагрівальних труб 8 з'єднана з основною водяною сорочкою 2, нижня частина якої охоплює каркас топки 5 із бічних сторін та знизу. Над топкою 5 розташований барабанний теплообмінник, виконаний у вигляді циліндричної водяної сорочки 10, всередині 62409 4 якої розташована система жароміцних повітряних труб 11, з'єднаних з повітряним простором топки 5 та з димарем 12. У трубах 11 теплообмінника вмонтовані вставні турбулізатори 13. На бічних стінках корпусу 1 додатково розташовані повітронагрівальні камери 14, 15 для подачі первинного і вторинного повітря, що мають тепловий контакт з основною водяною сорочкою 2, а на входах повітронагрівальних камер 14, 15 розташовані вентилятори 16, 17, 18 - механізм подачі палива; 19 - автоматичний регулятор температури; 20 - двері топки; 21 - двері обслуговування; 22 - регульована заслінка подачі повітря. Принцип роботи котла полягає в наступному. Трубу подачі холодної води 3 підключають до системи водопостачання (не показана) і заповнюють основну 2 і циліндричну 10 водяні сорочки та водонагрівальні труби 8 водою, після чого на колосниках 6 розпалюють вогонь, а потім поступово за допомогою механізму подачі палива 18 подають на колосники 6 порції твердого палива з одночасною подачею первинного повітря. Первинне і вторинне повітря, що подається вентиляторами 16, 17, проходячи по каналах повітронагрівальних камер 14,15 нагрівається до 120-200 °C, потім подається в топку 5, причому первинне повітря подається під колосники 6, а вторинне повітря - на оптимально вибрані місця через отвори в стінках котла, що з'єднують камеру 15 з топкою 5. Вдування повітря автоматично припиняється, коли вода в котлі досягає бажаної температури, встановленої регулятором температури 19, а коли вода вистигає, вентилятори 16,17 знову включаються автоматично. Регулятор тяги, змонтований на вентиляторах 16,17, дозволяє зручно підбирати бажаний потік повітря в залежності від використовуваного палива або інтенсивності топки. Вода, що циркулює по водонагрівальних трубах 8, частково охолоджує топку 5, внаслідок чого не досягаються критичні температури, при яких відбувається шлакування відходів продуктів горіння і утворення шкідливих NOx продуктів. Спалюваність і стабільність горіння палива покращується завдяки наявності елементів з теплостійкого матеріалу 9, які відіграють роль каталізатора горіння. Одночасно вода, що протікає по водонагрівальних трубах 8 нагрівається, віддаючи додаткове тепло в систему водопостачання. Горючі гази при подачі вторинного повітря догорають, чим забезпечується додаткове підвищення коефіцієнта корисної дії котла. Гарячі відходи горіння заповнюють внутрішній простір топки 5, нагрівають водяні сорочки 2 і 10, обтікаючи водонагрівальні труби 8. Піднімаючись вгору, нагріті відходи горіння потрапляють в систему жароміцних повітряних труб 11, проходячи по яким, додатково нагрівають воду, що циркулює в циліндричній водяній сорочці 10, і через димар 12 виходять назовні. При цьому турбулізатори 13, завихрюючи потоки гарячих відходів горіння, забезпечують збільшення площі контакту з водяною сорочкою 10, що сприяє кращій тепловіддачі. Температура води підіймається і за рахунок власного розширення вода циркулює у водяних сорочках 2 і 10 і трубах 8, потім потрапляє у верхню трубу виходу гарячої води 4 і надходить до спожи 5 вача. У процесі горіння в трубах 11 осідають тверді відходи, зола. При пересуванні та витягуванні турбулізаторів 13 відбувається очищення внутрішньої поверхні труб 11 від твердих відходів, які осіли на стінках. Котел пропонованої конструкції виготовляється за допомогою матеріалів і засобів, що використовуються в промисловості. Корпус зварюється з листів вуглецевої сталі і труб, ізолюється шаром мінеральної вати. Топка виготовляється у вигляді Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 62409 6 каркаса із труб, які викладені шамотною цеглою. Колосники виготовляються з легованого чавуну, що дозволяє їм довго працювати при високій температурі. Турбулізатори виконуються у вигляді сталевих спіральних стрічок. В якості палива можуть використовуватися будь-які види сухого палива: дрібні дрова, буре вугілля та ін. Досягнутий технічний результат дозволяє істотно збільшити економічність і надійність твердопаливних водогрійних котлів такого класу. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601