Водогрійний твердопаливний котел

Реферат: Водогрійний твердопаливний котел, у якому корпус містить подвійні бічні стінки, димохід, патрубок подання теплоносія, патрубок відбору теплоносія, кришку та дно, причому у верхній половині корпусу виконано отвір для завантаження палива, у нижній половині корпусу виконано отвір для видалення золи. Додатково містить футерівку, ємність для підігрівання повітря, повітрозабірник, нагнітач повітря, перший та другий повітропроводи, розподільник повітря та регулятор подачі нагрітого повітря в перший повітропровід. UA 101515 U (54) ВОДОГРІЙНИЙ ТВЕРДОПАЛИВНИЙ КОТЕЛ UA 101515 U UA 101515 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до нагрівальних пристроїв, а саме до твердопаливних котлів, призначених для нагрівання води для господарських потреб і використання в опалювальних системах будинків. Відомий водогрійний твердопаливний котел (опис до патенту України на корисну модель UA №65601, опубл. 12.12.2011), який містить корпус, що містить подвійні бічні стінки, димохід, патрубок подання теплоносія, патрубок відбору теплоносія, кришку та дно, причому у верхній половині корпусу виконано отвір для завантаження палива, у нижній половині корпусу виконано отвір для видалення золи, пристрій для подачі повітря у паливо, який містить напрямну трубу, яка встановлена у кришці, проміжну ємність, яка рухається по напрямній трубі та яка має форму порожнистого зрізаного конуса, щонайменше два розсіювачі повітря у вигляді вертикально орієнтованих патрубків для занурення в паливо, які з'єднані із проміжною ємністю. У розсіювачах повітря виконаний ряд отворів, розташованих на різній висоті. У нижній частині проміжної ємності виконані отвори. Пристрій працює наступним чином. Проміжну ємність за допомогою якого-небудь пристрою, наприклад троса, піднімають по напрямній трубі до кришки. Через отвір для завантаження палива у корпус завантажують тверде паливо до нижнього рівня отвору для завантаження палива. Потім проміжну ємність опускають до упору розсіювачів повітря на певну глибину в шарі палива. Зверху на завантажене паливо кладуть тріски та папір для розпалювання, їх підпалюють, розпалюють паливо зверху. Повітря надходить по напрямній трубі в проміжну ємність і через розсіювачі повітря надходить в паливо на встановлену глибину палива. Частина повітря через отвори у розсіювачах повітря надходить в паливо на певну глибину спалюваного палива, частина повітря надходить поверх палива через отвори в нижній частині проміжної ємності. У міру згоряння верхньої частини шару палива проміжна ємність опускається по напрямній трубі вниз. Повітря, що надходить поверх шару палива через отвори в нижній частині проміжної ємності, спалює СО та інші продукти неповного згорання палива. Як зазначається, у відомому водогрійному твердопаливному котлі як паливо використовують дрова та відходи деревини - тріски, тирса. Недоліком відомого водогрійного твердопаливного котла є те, що інтенсивно горить лише декілька зон палива у верхній частині шару палива, які знаходяться біля розсіювачів повітря - це призводить до нерівномірності горіння палива у верхній частині шару палива, особливо ця нерівномірність процесу горіння палива відбувається, коли паливо є сирим, а також призводить до неможливості використання як палива вугілля та паливних брикетів, так як висока щільність вугілля та паливних брикетів не дозволяє розсіювачам повітря зануритись у глибину палива. Крім того, при певних достатньо великих габаритах водогрійного твердопаливного котла проміжна ємність теж буде мати великі габарити, та відповідно буде мати значну вагу, до якої ще буде додаватись вага усіх розсіювачів повітря - це у свою чергу призводить до виникнення проблеми підйому проміжної ємності та необхідності у надійному і складному механізмі підйому проміжної ємності. Задачею корисної моделі є удосконалення водогрійного твердопаливного котла шляхом зміни елементів пристрою і додавання нових елементів, що дозволить змінити подачу повітря в шар палива, і завдяки цьому зробити горіння верхньої частини шару палива рівномірним по площині та інтенсифікувати сам процес горіння палива, що відповідно дозволить використовувати як паливо - сире деревинне паливо, так і вугілля та паливні брикети. Задача вирішується водогрійним твердопаливним котлом, у якому корпус містить патрубок подання теплоносія, патрубок відбору теплоносія, кришку та дно, причому у верхній половині корпусу виконано отвір для завантаження палива, у нижній половині корпусу виконано отвір для видалення золи, футерівку, яка розташована на дні, колосники, які розташовані на футерівці, ємність для підігрівання повітря, яка розташована у корпусі під кришкою, повітрозабірник, який призначений для подачі повітря у ємність для підігрівання повітря та який встановлений на кришці і проходить через кришку, нагнітач повітря, який встановлено на кінці повітрозабірника, перший повітропровід, який з'єднаний із нижньою частиною ємності для підігрівання повітря та який призначений для подання нагрітого повітря у зону розташування колосників, другий повітропровід, який з'єднаний із нижньою частиною ємності для підігрівання повітря та який виконаний у формі декількох телескопічно з'єднаних труб, розподільник повітря, який розташований на нижньому кінці другого повітропроводу та який виконаний у формі диску із каналами і отворами, регулятор подачі нагрітого повітря в перший повітропровід. При цьому, нагнітач повітря водогрійного твердопаливного котла може мати електричний привід. Також, нагнітач повітря водогрійного твердопаливного котла може мати механічний регулятор тяги. 1 UA 101515 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім того, перший повітропровід може бути розміщено в утеплювачі назовні котла. При цьому на нижньому кінці другого повітропроводу додатково розміщено резонатор як вторинну ємність для підігрівання повітря. Приклад виконання корисної моделі показаний на кресленні, на якому зображено водогрійний твердопаливний котел у перерізі. Водогрійний твердопаливний котел містить корпус 8. Корпус 8 містить подвійні бічні стінки 16, які утворюють водяну сорочку, димохід 3, який розташований у верхній частині корпусу 8, патрубок подання теплоносія 13, патрубок відбору теплоносія 12, кришку, дно 15. На корпусі 8 розташований механічний термометр 14, за допомогою якого контролюють температуру води у водяній сорочці. Зовні подвійних бічних стінок 16 розташований утеплювач 21, який призначений для зменшення тепловтрат. Як утеплювач може бути використаний будь-який відомий матеріал із теплоізоляційними властивостями, наприклад, мінеральна вата. Зовні утеплювача 21 розташований декоративний кожух 22, який призначений для запобігання пошкодження утеплювача 21. У верхній половині корпусу 8 виконано отвір для завантаження палива 6, у нижній половині корпусу 8 виконано отвір для видалення золи 9. На дні 15 розташований шар футерівки 17, яка запобігає контакту гарячої золи із дном та налипанню золи до дна. На футерівці 17 розташовані колосники 11. Колосники разом складають колосникову решітку, яка є опорною площиною для палива. Колосники можуть бути використані будь-якої відомої конструкції. У корпусі 8 під кришкою розташована ємність для підігрівання повітря 2. Ємність для підігрівання повітря 2 призначена для використання тепла відхідних димових газів з метою отримання нагрітого повітря, яке потім подають у зону горіння верхньої частини шару палива та у зону колосників. На кришці встановлений повітрозабірник 1, який призначений для подачі повітря у ємність для підігрівання повітря 2. Повітрозабірник 1 проходить через отвір у кришці, один кінець повітрозабірника знаходиться всередині ємності для підігрівання повітря 2. На другому кінці повітрозабірника встановлено нагнітач повітря 18, який створює тиск повітря, необхідний для подачі повітря у ємність для підігрівання повітря 2. За допомогою нагнітача повітря 18 регулюють об'ємну швидкість повітря, яке подається у ємність для підігрівання повітря 2 і потім надходить до шару палива - таким чином відповідно здійснюють регулювання процесу горіння палива. Також на нижньому кінці другого повітропроводу можливо розміщення резонатора 23 як вторинну ємність для підігрівання повітря. Із нижньою частиною ємності для підігрівання повітря 2 з'єднаний перший повітропровід 4, який призначений для подання нагрітого повітря у зону розташування колосників 11 - для цього нижній кінець першого повітропроводу знаходиться приблизно на рівні колосників 11. Подача нагрітого повітря у зону розташування колосників 11 дозволяє підсушити паливо у випадку, коли воно є сирим, а також інтенсифікувати процес горіння палива. Із нижньою частиною ємності для підігрівання повітря 2 з'єднаний другий повітропровід 5, який виконаний у формі декількох телескопічно з'єднаних труб. На нижньому кінці другого повітропроводу 5 розташований розподільник повітря 7, із каналами і отворами, у робочому стані він знаходиться на поверхні шару палива. Таке виконання розподільника повітря 7 дозволяє досягнути рівномірної подачі повітря до поверхні шару палива, яка буде зоною горіння палива. Виконання другого повітропроводу 5 у формі декількох телескопічно з'єднаних труб дозволяє піднімати розподільник повітря 7. У даному прикладі виконання корисної моделі для підйому розподільника повітря 7 використовують трос 10, який проходить через отвір у кришці, через ємність для підігрівання повітря 2 та через другий повітропровід 5. На верхньому кінці троса 10 розташований обмежувач 19. Виконання, у порівнянні із зазначеним раніш аналогом, ємності для підігрівання повітря 2 нерухомою та виконання рухомим другого повітропроводу 5, призводить до того, що вага рухомих елементів пристрою, які необхідно підіймати, є значно меншою, і тому немає потреби у надійному і складному механізмі підйому. Регулювання подачі нагрітого повітря у зону колосників здійснюють за допомогою регулятора подачі нагрітого повітря в перший повітропровід 20, який виконаний у вигляді рукоятки, з'єднаної із заслінкою, яка закриває вхідний отвір в перший повітропровід 4. Як регулятор подачі нагрітого повітря в перший повітропровід може бути використаний будь-який відомий регулятор з іншим конструктивним рішенням. Заявлений пристрій працює наступним чином. 2 UA 101515 U 5 10 15 20 25 30 Підтягуванням троса 10 підіймають розподільник повітря 7 майже до нижньої частини ємності для підігрівання повітря 2. Через отвір для завантаження палива у корпус 8 завантажують тверде паливо до нижнього рівня отвору для завантаження палива 6. Зверху на завантажене паливо кладуть тріски та папір для розпалювання. Потім опусканням троса 10 розподільник повітря 7 опускають на поверхню шару палива. Підпалюють тріски та папір, розпалюють паливо зверху. Включають нагнітач повітря 18, який створює тиск повітря та подає повітря у ємність для підігрівання повітря 2. Також можливе самостійне засмоктування повітря, яке регулюється механічним регулятором тяги. Повітря із ємності для підігрівання повітря 2 проходить через другий повітропровід 5 та розподільник повітря 7, і надходить у зону горіння верхньої частини шару палива. У процесі горіння палива висота шару палива в корпусі 8 зменшується, і розподільник повітря 7 під дією власної ваги поступово переміщується разом із поверхнею шару палива донизу у напрямку до колосників 11. Димові гази, які отримуються у процесі горіння палива, нагрівають подвійні бічні стінки 16, обминають стінки ємності для підігрівання повітря 2 і нагрівають її стінки, та відходять через димохід 3. Вода подається у корпус 8 через патрубок подання теплоносія 13. Проходячи через водяну сорочку, утворену подвійними бічними стінками 16, вода нагрівається. Нагріта вода виходить із корпусу 8 через патрубок відбору теплоносія 12. Регулювання процесу горіння палива та його інтенсивності здійснюють шляхом регулювання об'ємної швидкості повітря, яке подається у ємність для підігрівання повітря 2 за допомогою нагнітача повітря 18 та шляхом регулювання подачі нагрітого повітря у зону колосників за допомогою регулятора подачі нагрітого повітря в перший повітропровід 20. У залежності від виду палива температура димових газів може змінюватись у межах від 150 до 300 °C. При підвищенні температури димових газів інтенсивність роботи нагнітача повітря 18 зменшують, при зменшенні температури димових газів інтенсивність роботи турбонагнітача повітря 18 збільшують. При завантаженні як палива вугілля, регулятор подачі нагрітого повітря в перший повітропровід 20 має бути відрегулюваним таким чином, щоб певна частина нагрітого повітря через зону колосників 11 надійшла донизу шару палива, тобто нагріте повітря потрапляє у зону горіння палива і зверху і знизу. При використанні дров, регулятор подачі нагрітого повітря в перший повітропровід 20 має бути відрегулюваним таким чином, щоб нагріте повітря не надходило до зони колосників 11 - у цьому випадку нагріте повітря до зони горіння палива надходить лише зверху, тобто лише через другий повітропровід 5 та розподільник повітря 7. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 55 1. Водогрійний твердопаливний котел, у якому корпус містить подвійні бічні стінки, димохід, патрубок подання теплоносія, патрубок відбору теплоносія, кришку та дно, причому у верхній половині корпусу виконано отвір для завантаження палива, у нижній половині корпусу виконано отвір для видалення золи, який відрізняється тим, що додатково містить футерівку, яка розташована на дні, колосники, які розташовані на футерівці, ємність для підігрівання повітря, яка розташована у корпусі під кришкою, повітрозабірник, який призначений для подачі повітря у ємність для підігрівання повітря та який встановлений на кришці і проходить через кришку, нагнітач повітря, який встановлено на кінці повітрозабірника, перший повітропровід, який з'єднаний із нижньою частиною ємності для підігрівання повітря та який призначений для подання нагрітого повітря у зону розташування колосників, другий повітропровід, який з'єднаний із нижньою частиною ємності для підігрівання повітря та який виконаний у формі декількох телескопічно з'єднаних труб, розподільник повітря, який розташований на нижньому кінці другого повітропроводу із каналами і отворами, регулятор подачі нагрітого повітря в перший повітропровід. 2. Водогрійний твердопаливний котел за п. 1, який відрізняється тим, що нагнітач повітря має електричний привід. 3. Водогрійний твердопаливний котел за п. 1, який відрізняється тим, що нагнітач повітря має механічний регулятор тяги. 4. Водогрійний твердопаливний котел за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що перший повітропровід розміщено в утеплювачі назовні котла. 5. Водогрійний твердопаливний котел за будь-яким із пп. 1-4, який відрізняється тим, що на нижньому кінці другого повітропроводу додатково містить резонатор як вторинну ємність для підігрівання повітря. 3 UA 101515 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4