Котел опалювальний

1. Котел опалювальний, що містить порожнистий корпус з водяною сорочкою, бункер для палива та теплообмінник, двері для завантаження палива та димохід, який відрізняється тим, що корпус всередині розділений перегородкою, теплообмінник виконаний з двох частин, основної, у вигляді труб, розміщених за перегородкою, та нижньої, виконаної у вигляді решітки з нижніх труб в нижній частині корпусу, при цьому корпус додатково містить двері для запалювання палива та очищування бункера з віконцем для тяги повітря в нижній частині корпусу, а перегородка виконана таким чином, що утворює отвір між бункером та основним теплообмінником на рівні дверей для запалювання палива та очищування бункера та містить засувку тяг, розміщену в верхній частині перегородки. 2. Котел опалювальний за п. 1, який відрізняється тим, що труби основного теплообмінника орієнтовані горизонтально та розміщені в шаховому порядку. C2 2 UA 1 3 ки, ззовні обрамлені бункери додатковими Пподібними каналами коробчастого типу, які сполучені з водяною сорочкою, піддувала, а у верхній частині бункерів знаходяться завантажувальні люки. Недоліками відомого котла є неповне використання тепла згорання палива, через недосконалу конструкцію котла, та відносно швидке згоряння палива (час горіння одного завантаження), через розташування димоходу безпосередньо над камерою згоряння. Найбільш близьким до запропонованого рішення є опалювальний водогрійний котел (патент України на корисну модель № 21 «ОПАЛЮВАЛЬНИЙ ВОДОГРІЙНИЙ КОТЕЛ», дата подання 23.05.1995, опубліковано 30.09.1996, бюл. № 3), що містить корпус з водяним охолодженням, в якому виконані розміщена в нижній його частині топкова камера, розміщений в передній його частині проріз із знімними або рухомими дверцятами, розміщений в задній верхній частині димохід та суміжний з топковою камерою та димоходом лабіринтний конвективний газохід, канали якого утворені верхньою стінкою та водоохолоджуваними перегородками корпуса, верхній з яких щонайменше частково розміщений в проекції прорізу. Котел оснащений перегородкою, що розміщена між передньою або верхньою стінками корпуса та дверцятами, та переднім кінцем другої згори водоохолоджуваної перегородки. Недоліками найбільш близького до запропонованого рішення є неповне використання тепла згорання палива, через недосконалу конструкцію котла, та відносно швидке згоряння палива (час горіння одного завантаження), через розташування димоходу безпосередньо над камерою згоряння. Задачею винаходу є створення опалювального котла, конструкція якого забезпечувала б підвищену теплову ефективність, збільшувала інтенсивність теплообміну між продуктами згоряння та теплообмінними елементами та подовжила тривалість роботи котла на одному завантаженні. Поставлена задача вирішується конструкцією запропонованого котла, а саме: котел опалювальний, що містить порожнистий корпус з водяною сорочкою, бункер для палива та теплообмінник, двері для завантаження палива, димохід та перегородку, згідно з винаходом, теплообмінник виконаний з двох частин, основної, у вигляді труб, розміщених за перегородкою, та нижньої, виконаної у вигляді решітки з нижніх труб в нижній частині корпусу, при цьому корпус додатково містить двері для запалювання та очищування бункера з віконцем для тяги повітря в нижній частині корпусу, а перегородка виконана таким чином, що утворює отвір між бункером та основним теплообмінником на рівні дверей для очищування бункера та містить засувку тяг, розміщену в верхній частині перегородки. Труби основного теплообмінника можуть бути орієнтовані горизонтально та розміщені в шаховому порядку, орієнтовані горизонтально та розміщені рядами із зазором 2-7 мм між собою або розміщені по спіралі у вигляді змійовика. Корпус виконаний у формі паралелепі 95765 4 педа. Перегородка є частиною водяної сорочки. Паливом є будь-яке тверде паливо. Димохід розміщений над основним теплообмінником. Положення засувки є керованим та керується ручкою керування. Теплообмінник може бути паротрубчастий та/або газотрубчастий. Засувка тяг містить додатковий отвір. Внутрішня стінка корпуса, що протилежна дверям для запалювання палива та очищування бункера, містить термічну плиту, виконану з кераміки. Винахід пояснюється фігурами, на яких зображено: Фіг. 1: Котел опалювальний, загальний вигляд збоку, труби теплообмінника розміщені в шаховому порядку. Фіг. 2: Котел опалювальний, загальний вигляд збоку, труби теплообмінника розміщені рядами із зазором. Фіг. 3: Котелопалювальний, загальний вигляд збоку, труби теплообмінника розміщені у вигляді змійовика. Котел опалювальний 1 містить порожнистий корпус з водяною сорочкою 3, бункер 4 для палива та теплообмінник, двері для завантаження 5 палива, димохід 6 та перегородку 7, згідно з винаходом, теплообмінник виконаний з двох частин, основної 8, у вигляді труб 9, розміщених за перегородкою 7, та нижньої 10, виконаної у вигляді решітки з нижніх труб 11 в нижній частині корпусу, при цьому корпус додатково містить двері для запалювання та очищування 12 бункера 4 з віконцем 13 для тяги повітря в нижній частині корпусу, а перегородка 7 виконана таким чином, що утворює отвір 14 між бункером 4 та основним теплообмінником 8 на рівні дверей для запалювання та очищування 12 бункера 4 та містить засувку тяг 15, розміщену в верхній частині перегородки 7. Труби 9 основного теплообмінника 8 можуть бути орієнтовані горизонтально та розміщені в шаховому порядку (фіг. 1), орієнтовані горизонтально та розміщені рядами (фіг. 2) із зазором 2-7 мм між собою або розміщені по спіралі у вигляді змійовика (фіг. 3). Корпус виконаний у формі паралелепіпеда. Перегородка 7 є частиною водяної сорочки 3. Паливом є будь-яке тверде паливо. Димохід 6 розміщений над основним теплообмінником 8. Положення засувки 15 є керованим та керується ручкою керування 16. Теплообмінник може бути паротрубчастий та/або газотрубчастий. Засувка тяг 15 містить додатковий отвір 17. Внутрішня стінка корпуса, що протилежна дверям для запалювання палива та очищування бункера 12, містить термічну плиту 21, виконану з кераміки. Котел опалювальний працює наступним чином: котел 1 опалювальний готують до роботи та приєднують до системи опалення будівлі. Першим кроком через двері для завантаження 5 здійснюють завантаження твердого палива в бункер 4, далі за допомогою ручки керування 16 встановлюють засувку тяг 15 у відкрите положення, що відкриває верхній потік 18 тяги повітря. Далі через дверцята для запалювання та очищування 12 проводять запалювання палива та відбувається верхнє горіння по напряму верхнього потоку 18. Після 5 досягнення необхідної робочої температури за допомогою ручки керування 16 встановлюють засувку тяг 15 у закрите положення, чим змінюють напрямок потоку тяги повітря з верхнього потоку 18 на нижній потік 19. Також в цей момент зона горіння палива переходить в нижню частину котла 20. Паливо, яке знаходиться в верхній частині бункера 4, нагрівається та виділяє газ, смоли кислоти, які потрапляють в зону горіння в нижній частині котла 20 та через теплообмінник проходять майже повне згоряння. Також при падінні дрібних частин палива, вони продовжують передавати тепло через контакт з нижніми трубами 11 нижньої частини 10 теплообмінника. Так проходить до повного згоряння палива в бункері. Можливість спрямовувати тягу повітря ручкою керування засувки тяг дає можливість регулювати робочу температуру котла та проводити розпал палива без автоматичних засобів, наприклад насосів. Завдяки застосуванню нижньої тяги повітря досягається високий коефіцієнт корисної дії, збільшується час роботи на одному завантаженні 95765 6 палива, також забезпечується повне згоряння палива та газів, смол та кислот. Запропоноване розташування та конструкція теплообмінника дозволяє відбирати максимум тепла, наприклад, при робочій температурі котла 70 °С температура димоходу дорівнює 40-50 °С, що вказує на високий рівень відбору тепла. Також досягається майже повне згоряння газів в зоні теплообмінника. Згоряння газів в теплообміннику відбувається майже повністю, приблизно на 90 %. Дослідним шляхом були отримані дані роботи дослідного зразка опалювального котла запропонованої конструкції із завантаженням однакового обсягу (0,084 м ) різного виду палива при робочій температурі котла 60 °С. Результати досліджень занесено у таблицю 1. Для порівняння були отримані дані найбільш близького до запропонованого котла, а саме опалювального водогрійного котла (патент України на корисну модель № 21), занесені в таблицю 2. Таблиця 1 вид палива (при обсязі палива час горіння, год. 3 0,084 м ) та температурі 60 °С дуб 13 змішані дрова (75 % - дуб або акація, 11 25 % - решта) сосна 8 коефіцієнт корисної дії, % отримана потужність, Квт 96 20 96 19 96 17 Таблиця 2 вид палива (при обсязі палива час горіння, год. 3 0,084 м ) та температурі 60 °С дуб 6 змішані дрова (75 % - дуб або акація, 4 25 % - решта) сосна 3 Також були отримані дані роботи котла запропонованої конструкції із завантаженням одна3 кового обсягу (0,084 м ) різного виду палива при коефіцієнт корисної дії, % отримана потужність, Квт 58 12 58 11 58 10 робочій температурі котла 90 °С, що також показали високі результати, які занесені в таблицю 3. Таблиця 3 вид палива (при обсязі палива Час горіння, год. 3 0,084 м ) та температурі 90 °С дуб 11 змішані дрова (75 % - дуб або акація, 10 25 % - решта) сосна 7 Таким чином, як можна бачити з таблиці 1, порівнюючи з даними таблиці 2, запропонована конструкція котла опалювального дозволяє досягти повного, раціонального згоряння палива та отримати коефіцієнт корисної дії, рівний 96 %. Час роботи котла збільшується в рази та досягає 13-14 годин на одному завантаженні, причому час Коефіцієнт корисної дії, % Отримана потужність, Квт 96 20 96 19 96 17 може бути подовжений збільшенням обсягу бункера. Вирішується питання використання дерев'яного палива підвищеної вологості та будь-якої породи. Підвищує теплову ефективність та робить опалювальний котел абсолютно автономним, оскільки працює без будь-якої автоматики та не потребує електроживлення. При роботі на 7 підвищених температурах, як видно з таблиці 3, зменшується, причому на незначний показник, тільки час горіння палива, а потужність та коефі Комп’ютерна верстка Мацело М. 95765 8 цієнт корисної дії залишаються на тому самому рівні. 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