Водогрійний твердопаливний котел

Реферат: UA 79810 U UA 79810 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі устаткування для нагріву води в системах опалення та може бути використана як джерело теплопостачання житлово-комунальних та промислових об'єктів при використанні твердого палива кускової форми (наприклад - дров, паливних брикетів, торф'яних брикетів, вугілля) за умови ручного завантаження, або в сипучому вигляді (наприклад: тирса, біопаливо - пелети, вугіль-«насіння») за умови автоматичного завантаження. Найближчим аналогом до рішення, що заявляється, взято водогрійний твердопаливний котел «Ретра-ЗМ» виробництва ППФ «Ретра» (33024, Україна, м. Рівне, вул. Старицького, 45, 1 http://www.retra, com.ua/paqe.Dhp72 ), конструкція якого містить корпус, в якому поєднані топка з колосниками, піддувало, що розташоване нижче колосників, засоби подачі окислювача (повітря), дверцята для завантаження палива, дверцята для очищення топки та шурування та конвекційна частина. Корпусом котла слугує водяна сорочка. Конвекційну частину складають труби над топкою, поєднані з об'ємом водяної сорочки та коробчасті перегородки з водою, що також поєднані з водяною сорочкою. Ці коробчасті перегородки, виконані з листової сталі, одночасно слугують стінками газоходу. Нагрів води здійснюється в водяній сорочці, трубах та коробчастих перегородках, які разом складають теплообмінник котла. Система каналів в топці надає можливість подачі вторинного повітря безпосередньо в об'єм топки. Недоліками такого котла є його складність та велика металоємність. Котел потребує великої кількості складних зварювальних робіт, що збільшує його собівартість, ускладнюючи його обслуговування та ремонт. Окрім цього, низька температура стінок топки внаслідок охолодження за допомогою водяної сорочки не сприяє повноті згоряння палива. Конструкція теплообмінника не забезпечує високий коефіцієнт тепловіддачі як з боку газів, так і з боку води, а відтак - і не забезпечує високий коефіцієнт теплопередачі. Як наслідок, це змушує збільшувати поверхню теплообміну. В основу корисної моделі поставлена задача створити таку конструкцію водогрійного твердопаливного котла, що дозволила б підвищити коефіцієнт його теплопередачі внаслідок підвищення якості спалювання твердого палива при одночасному спрощенні конструкції такого котла. Поставлена задача вирішується тим, що створення водогрійного твердопаливного котла, що містить теплоізольований корпус, в якому розміщена топка з колосниками, дверцята для завантаження палива, дверцята для очищення топки та шурування, піддувало, пристрої подачі повітря та конвекційна частина із водотрубним теплообмінником, при цьому водогрійний твердопаливний котел складається з двох окремих частин - топки та конвекційної частини, що з'єднуються між собою через патрубок димових газів при монтажі, при цьому теплоізольований корпус виконаний у вигляді водяної сорочки в конвекційній частині та шару вогнетривкого матеріалу у топці, яка в свою чергу розділена на власне топку та камеру допалювання перегородкою із отворами для проходу газів, при цьому як водотрубний теплообмінник використовують спіралеподібні труби. Конвекційна частина котла виконана одноходовою по газу із рухом теплоносіїв за схемою «протиток» зі знімною кришкою. Суть корисної моделі пояснює креслення, на якому водогрійний твердопаливний котел, що пропонується, складається з двох збірних одиниць - топки котла 1 та конвекційної частини 11, що можуть постачатися у роз'єднаному вигляді та підлягають з'єднанню під час монтажу котла. Топка котла утворюється за допомогою комплектуючих виробів з вогнетривкого матеріалу 7, що монтуються на каркасі. Вогнетривкий матеріал 7 ззовні покривається шаром листового теплоізоляційного матеріалу (наприклад, плити з базальтового волокна) та металевими декоративними панелями 8. Конструктивно топка котла розділена горизонтальною вогнетривкою перегородкою 2 з отворами для проходу газів 16 на дві частини: нижню - власне топку 3 та верхню - камеру допалювання 4. В стінках топки 3 та в горизонтальній вогнетривкій перегородці 2 виконані канали для подачі вторинного повітря в камеру допалювання. Вторинне повітря подається безпосередньо в отвори для проходу газів по повітряних каналах через отвори для проходу газів 16. Фронтальна бокова стінка топки оснащена дверцятами для завантаження палива б та дверцятами для очищення топки та шурування 5. В нижній частині топки 3, подібній до конуса з великим кутом розкриття, розташована колосникова решітка 9. Топка котла монтується на основі 10, що одночасно слугує піддувалом та коробом для видалення золи та шлаку. В стінках основи виконані отвори 19 для припливу повітря, що подається в топку котла (первинне повітря) та в камеру допалювання (вторинне повітря). Повітря в котел надходить за рахунок розрідження, що створюється в котлі за допомогою димососа, який кріпиться додатково до патрубка виходу димових газів з котла та забезпечує робочу здатність котла. Димові гази після камери опалювання 4 через опускний канал, відповідні патрубки 17 та 18, що з'єднують дві збірні частини котла, надходять в конвекційну частину 11. 1 UA 79810 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Об'єм конвекційної частини утворює водяна сорочка 13 із знімною кришкою 14, зовнішня поверхня яких покривається шаром листового теплоізоляційного матеріалу (наприклад, плити з базальтового волокна) та металевими декоративними панелями 8. Конвекційна частина монтується на основі 15. До кришки кріпиться водотрубний теплообмінник 12, що складається із опускного 23, нижнього (розподільчого) 24 та верхнього (збірного) 25 колекторів, патрубків підводу 21 та відводу води 22, робочої частини. Робоча частина водотрубного теплообмінника складається із пучка спіралеподібних труб 12. Теплоносій - вода через патрубок підводу 21 (входу зворотної води) та опускний колектор 23 надходить до нижнього розподільчого колектора 24, де розподіляється по пучку спіралеподібних труб. Нагріта вода збирається з пучка у верхньому (збірному) колекторі 25 та через патрубок відводу води 22 (виходу нагрітої води) направляється до споживача. Циркуляція води у водотрубному теплообміннику 12 та в контурі споживача здійснюється примусово, за допомогою циркуляційного насоса, який постачається додатково та забезпечує робочу здатність котла. Для входу та виходу охолоджувальної води в водяну сорочку 13 передбачені відповідні патрубки 26 та 27. Охолоджені димові гази через патрубок 20 відводяться за допомогою димососа в атмосферу через патрубок виходу димових газів 20. Вищезазначений опис стосується варіанту виконання котла із ручним завантаженням палива. У випадку автоматичного завантаження палива, до котла додається пристрій автоматичного завантаження, інтегрований в конструкцію котла ліворуч або праворуч. В залежності від типу палива та розміру його часток, цим пристроєм може бути шнековий живильник або ретортний пальник в комплекті з проміжними паливними ємностями. Роздільне виконання котла із двох збірних одиниць дозволяє конструктивно просто виконати теплоізолювання комбінованим способом - за допомогою водяної сорочки в конвекційній частині та за допомогою шару вогнетривкого матеріалу в топці, що спрощує конструкцію котла та здешевлює його виробництво при забезпеченні надійного ізолювання топки, як частини з більшою тепловою напругою. Також - виконання котла з двох частин забезпечує переваги при здійсненні його монтажу - габаритні розміри та вага кожної із збірних одиниць значно менші, аніж у котла, що постачається із повною збіркою. Крім того, утворення топкового простору з шару вогнетривкого матеріалу дозволяє проводити спалювання твердого палива при більш високих температурах в топці, що забезпечує якісний процес самого спалювання та відповідно збільшити коефіцієнт тепловіддачі. Розділення топкового простору перегородкою з отворами для проходу газів, виконаною з вогнетривкого матеріалу на дві частини: власне топку та камеру допалювання та організація підводу вторинного повітря по каналах в стінках камери в отвори для проходу газу дозволяє організувати якісне спалення твердого палива за рахунок забезпечення одночасного протікання прямоточного та піролізного способів спалювання твердих видів палива. При цьому існує конструктивна можливість в процесі експлуатації змінювати регулювання первинного та вторинного повітря для різних видів твердого палива. Виконання конвекційної частини одноходовою по ходу газу із знімною кришкою, до якої закріпляється водотрубний теплообмінник із спіралеподібних труб, дозволяє спростити конструкцію котла та значно зменшити кількість відповідальних зварювальних робіт у складних умовах, що значно здешевлює виробництво котла. Конструкція знімного теплообмінника дозволяє просто здійснювати очищення зовнішньої поверхні труб з періодичністю, необхідною для виду твердого палива, що спалюється в котлі. Організація руху теплоносіїв в конвекційній частині за схемою «протиток» та застосування спіралеподібних труб дозволяє інтенсифікувати процес теплообміну та, як наслідок, конструктивно зменшити площу поверхні теплообміну, що здешевлює виготовлення теплообмінника. Запропоноване рішення корисної моделі дозволяє покращити якість спалювання твердих видів палива, інтенсифікувати процес теплообміну між димовими газами та водою в конвекційній частині котла, зменшити залежність якості спалювання від виду та твердого палива та значень його характеристик (вологості, зольності, стехіометричного співвідношення тощо), спростити конструкцію котла для спалювання твердих видів палива та значно зменшити собівартість його виробництва. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Водогрійний твердопаливний котел, що містить теплоізольований корпус, в якому розміщена топка з колосниками, дверцята для завантаження палива, дверцята для очищення топки та шурування, піддувало, пристрої подачі повітря та конвекційна частина із водотрубним теплообмінником, який відрізняється тим, що водогрійний твердопаливний котел містить дві окремі частини - топки та конвекційну частину, що з'єднуються між собою через патрубок 2 UA 79810 U 5 димових газів, при цьому теплоізольований корпус виконаний у вигляді водяної сорочки в конвекційній частині та шару вогнетривкого матеріалу у топці, яка в свою чергу розділена на власне топку та камеру опалювання вогнетривкою перегородкою із отворами для проходу газів, при цьому як водотрубний теплообмінник використовують спіралеподібні труби. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що конвекційна частина котла виконана одноходовою по газу із рухом теплоносіїв за схемою "протиток" із знімною кришкою. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 3