Теплогенератор

1 Теплогенератор для спалювання дров, торфу, дерев'яних ВІДХОДІВ, що має корпус, топку з камерами згоряння і допалювання, піддувало з регулятором подачі повітря, колосникову решітку, внутрішню горизонтальну перегородку, що примикає до задньої стінки, камеру золовловлювання, інжектори з патрубками підведення вторинного повітря, патрубок виведення продуктів згоряння, який відрізняється тим, що має піддувало з регулюючим шибером для підводу повітря знизу через колосники з горизонтально-щілинною та вертикально-колончастою подачею повітря 2 Теплогенератор за п 1, який відрізняється тим, що в камері допалювання встановлені поперечнопродовжні інжекторні розподільники подачі вторинного повітря, що з'єднані тангенціально, з вну трішніми пластинчастими гвинтовими завихрювачами через сопла з конусними отворами 3 Теплогенератор за п 1, який відрізняється тим, що має ковпаковий тип камери догоряння, з нижнім відведенням продуктів згоряння через вертикальний опускний канал, з відбором при цьому твердих часток димових викидів в камері золовловлювання 4 Теплогенератор за п 1, який відрізняється тим, що має регулювання розрідження в топці встановленою рухомою заслінкою для зміни перерізу отвору сполучення між піддувалом і димоходом 5 Теплогенератор за п 1, який відрізняється тим, що ребра теплопередачі встановлені на ЗОВНІШНІЙ стороні корпуса топки мають наскрізні фігурні отвори, а кожух має направляючі відбивачі повітря 6 Теплогенератор за п 1, який відрізняється тим, що має шибер прямоточного горіння із глухою заслінкою, розміщений між камерами згоряння і допалювання та димоходом Винахід відноситься до теплотехніки, до пристроїв для нагрівання повітря та може бути використаний для обігріву приміщень виробничих, загальних будівель, нагрівання технічного повітря, в сушильних установках, а також для опалення та нагрівання в побутових цілях ВІДОМІ пристрої для нагрівання повітря з метою обігріву приміщень, що складаються з топок з глухим по дом та камери опалювання пічних газів Піч ДЛЯ обігріву приміщень (Патент України №22890 кл F24B 7/00, 1996) складається з камери згоряння, кожуха, перегородки всередині камери згоряння, передньої та задньої стінок з завантажувальним люком та впускною та випускною дросельними заслінками Ці суттєві признаки являються загальними з винаходом, що заявляється Причиною, що не дозволяє аналогу досягнути технічного результату являється відсутність ефективної системи подачі вторинного повітря в камеру догоряння труб, передньої та задньої стінок, люка завантажування та шиберів подачі повітря та відводу диму, має систему подачі вторинного повітря Недоліком цього пристрою, як і попереднього, являється принцип подачі повітря з боку завантажувального люка та утворення передньої фронтової частини згоряння палива, що призводить до зниження площі горіння та виключає з роботи велику частину камери топки Укорочений розмір патрубків подачі вторинного повітря призводить до викидів диму в повітряні труби зворотнім ходом при коливаннях тяги, поривах вітру, задуванню в димохід Крім того виготовлення корпуса топки з труб технологічно складно та трудомістке Піч-калорифер (Патент Роси №2186299 кл F24B 7/02), що складається з корпуса, торцевих стінок, екранів, регулятора-газифікатора, регулятора потужності, інжекторів, має більш досконалу систему подачі вторинного повітря та запобігання зворотному ходу димових викидів, систему подачі та розподілу первинного повітря Він найбільш близький до запропонованої цією заявкою коне Нагрівач повітря (Патент України №31625 кл F24B 7/02) складається з корпуса, виготовленого з ю 59142 трукци Однак аналог має суттєві вади По-перше, він є пристроєм з глухим подом, а це значить, що має обмеження по площі контакту повітря і палива Такі пристрої, як правило, неекономічні [1] стор 251 По-друге, конструкція камери допалювання не забезпечує тривалого перебування пічних газів в камері і унеможливлює повне окислення продуктів згоряння внаслідок прямого виходу в димохід з камери допалювання Не забезпечується ефективне охолодження продуктів згоряння, що призводить до виносу в димохід їх з високою температурою і витрат тепла Відтак не вдається досягти високого рівня ККД установки Крім того не передбачено можливості відбору твердих часток продуктів згоряння, які викидаються в атмосферу В основу поставленої технічної задачі винаходу, що заявляється поставлено підвищення коефіцієнта корисної дії установки, зменшення твердих викидів продуктів згоряння Длявирішення поставлених задач в теплогенераторі застосовані наступні нововведення, що відсутні в аналогів 1 Підведення повітря виконане знизу за рахунок застосування піддувала та колосникового пристрою Цим забезпечується рівномірний розподіл кисню та згоряння палива на великій площі колосників При цьому висходячими тепловими потоками просушується і прогрівається вся маса палива, що забезпечує в подальшому стабільний та високоефективний процес згоряння 2 В теплогенераторі виконані комбіновані колосники, що мають горизонтальні ЩІЛИННІ отвори та вертикальні колони з отворами по висоті, що мають захисні козирки Застосування об'ємних форм колосників дає можливість підведення повітря вглиб маси палива та забезпечення об'ємного шару горіння, що особливо ефективно при спаленні стружки, луски с/г рослин, торфу та ш в режимі ТЛІННЯ 3 На відміну від аналогів в теплогенераторі виконана комбінована система поперечноповздовжної подачі вторинного повітря, що забезпечує рівномірний розподіл повітря на початку камери допалювання та вздовж неї Застосування гвинтових пластин всередині направляючих забезпечує обертання вторинного повітря під час переміщення до вихідних сопел та забезпечення завихрення повітря на виході Ефект змішування повітря та пічних газів збільшується за рахунок застосування конічних форм отворів вихідних сопел 4 В теплогенераторі застосовано ковпаковий принцип допалювання пічних газів, який забезпечує першочерговість виводу продуктів згорання, що мають нижчу температуру та більшу питому вагу Екзотермічна реакція окислення окису вуглецю в процесі допалювання супроводжується значним виділенням тепла і утворенням двоокису вуглецю з більшою питомою вагою і першочерговий вивід його з теплогенератора Будову теплогенератора показано на кресленнях Фіг 1-5, На Фіг 1 зображено повздовжній переріз конс трукції, на Фіг 2 - вид спереду з розрізом по А-А, вид Г Пояснює будову системи подачі повітря до камери допалювання, на Фіг 3 - переріз повздовжньої інжекторної системи камери допалювання з зображенням пластинчатого гвинтового завихрювана повітря, на Фіг 4 - переріз вертикального колосника, на Фіг 3 - планка оребрення тепловіддачі На кресленнях позначено 1 Корпус топки 2 Перегородка 3 Інжектор - повздовжній 4 Камера допалювання 5 Вертикальний канал 6 Кожух 7 Задня стінка 8 Камера золовловлювача 9 Шибер прямого горіння 10 Регулятор потужності 11 Заслінка 12 Вертикальний колосник 13 Відбивач 14 Пластина оребрення 13 Канал підводу вторинного повітря 16 Дверцята піддувала 17 Шибер 18 Колосник горизонтальний 19 Регулятор подачі первинного повітря 20 Дверцята паливні 21 Камера горіння 22 Передня стінка 23 Поперечний інжектор 24 Завихрювач гвинтовий пластинчатий 25 Тяга заслінки 26 Сопло Теплогенератор має слідуючі конструктивні особливості Основою теплогенератора (фіг 1,2) є корпус топки 1, передня 22 та задня 7 торцеві стінки В передню стінку вмонтований завантажувальний люк з дверцятами 20, які мають ущільнення, дверцята піддувала 16 з регулятором подачі повітря 19 В задню стінку вмонтовані корпус регулятора потужності 10 з шибером 17, що має виріз для забезпечення постійної вентиляції топки з метою безпеки, корпус шиберного пристрою прямого горіння 9 з глухим шибером Топка розділена внутрішньою перегородкою 2 з товстолистової сталі Внутрішня система димовідводу має вертикальний канал 5 з камерою золовловлювання 8 В нижній частині топки в направляючих встановлені колосники 18 Для спалювання стружки, торфу можуть застосовуватися колосники об'ємної подачі повітря (фіг 4) Ззовні теплогенератор має кожух 6 Під кожухом на зовнішньому боці толочної камери є ребра тепловіддачі 14 (фіг 4) Порожнини піддувала та камери золовловлювання з'єднані між собою продовгуватим отвором, який може закриватись заслінкою 11, що рухається вздовж теплогенератора, закриваючи, або відкриваючи отвір В камері допалювання 4 розміщені поперечний 23 та повздовжній 3 (фіг 3) інжектори, які складають систему подачі вторинного повітря Всередині корпусів інжекторів вмонтовано пластинчатий гвинтовий завихрювач 24 В поперечному інжекторі завихрювачі мають ліву та праву навивку гвинта ВІДПОВІДНО ДЛЯ ЛІВОГО та правого інжекторів Поперечний та повздовжній інжектори 59142 з'єднані тангенціально Отвори сопел 26 інжекторів мають конічну форму для завихрення повітря, а сопла поперечного інжектора розміщені лише з боку камери допалювання Забір повітря розміщено нижче рівня димоходу, а подача вторинного повітря здійснюється по каналу 15 Це виключає викиди диму з камери допалювання Теплогенератор працює наступним чином Завантажене через люк на колосникову решітку 18 паливо горить в режимі прямого горіння з відводом продуктів згоряння через шибер 9 При цьому шибер 10 відчинений Проходить швидкий розігрів корпуса топки І, перегородки 2, інжекторів 23,3 Заслінка 11 в цей час зачинена Після розігріву топки шибер 9 закривається повністю ПІЧНІ гази підіймаються в камеру допалювання, при змішуванні з вторинним повітрям, яке подається через сопла інжекторів, догоряють, виділене при цьому тепло передається через стінки корпуса топки 1 та пластини оребрення 14 потоку повітря під кожухом, а охолоджені продукти згоряння з підвищеною швидкістю опускаються по вертикальному каналу 5 вниз В камері золовловлення швидкість руху падає, тверді частки по інерції опускаються вниз, а дим через шибер 10 виводиться в димохід Регулювання процесу горіння проводиться шиберами 19,10 та заслінкою 11 Зменшенням подачі повітря через шибер 19 теплогенератор переводиться в роботу в режимі тління Заслінкою 11 може бути зменшено розрідження в камерах згоряння та допалювання за рахунок сполучення порожнини піддувала та димоходу Вибір оптимальних режимів горіння та виводу продуктів згоряння палива подовжує процес горіння в режимі тління, знижує температуру виводу продуктів згоряння та підіймає коефіцієнт корисної дії установки до 0,8 та вище Тривалість згоряння одноразового повного завантаження палива продовжується до 12 годин Таким чином в процесі вирішення поставленої задачі досягнуто слідуючих технічних рішень Камери догоряння 4 та вертикальний канал 5 забезпечують опускання більш холодних фракцій продуктів згоряння палива й виводу їх з теплоге нератора через систему димоходів Співвідношення поперечних розрізів вертикального канала 5 та камери допалювання 4 пічних газів складає 1 4 Цим забезпечується низька швидкість руху пічних газів в камері допалювання, збільшується тривалість процесу горіння і тим самим повнота спалювання палива Одночасно з збільшенням швидкості переміщення продуктів згоряння по вертикальному каналу за рахунок інерції відбувається відкидання твердих часток ВІДХОДІВ в нижню частину камери золовловлення та їх збір, чим зменшується КІЛЬКІСТЬ твердих викидів в атмосферу На відміну від аналогів в теплогенераторі застосовано пристрій регулювання розрідження в топці за рахунок зміни перерізу канала з'єднання порожнин піддувала та димоходу заслінкою Для збільшення передачі тепла від стінки топки навколишньому повітрю зовнішня частина корпуса топки має пластини оребрення, встановлені під кутом 45° в напрямку руху потоку повітря Для забезпечення турбулентності потоку повітря, пластини оребрення мають фігурні просіяні отвори Для переводу потоку повітря до стінок топки та пластин оребрення тепловіддачі на внутрішню частину кожуха встановлені відбивачі Для швидкого прогріву теплогенератора або використання його як прямоточного опалювального пристрою при великих теплових навантаженнях встановлено шиберний пристрій прямого димоходу, що з'єднує обидві камери топки Цей же пристрій використовується для вентиляції топки при дозавантаженні Для запобігання задимленню приміщення дверцята люка мають ущільнення, що забезпечує герметичність Джерела інформації 1 Соснин Ю П , Бухаркин Е Н Отопление и горячеє водоснабжение индивидуального дома Москва, Стройиздат, 1981 2 Патент України №22890, кл F24B 7/001, 1996 3 Патент України №31625, кл F24B 7/02, 1996 4 Патент РФ №2186299, кл F24B 7/02 2000 59142 17 6-6 Позначенн/і mm* ши продукти трйннй Комп'ютерна верстка О В Кураєв Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна