Твердопаливний котел довготривалого горіння “теплон”

Реферат: Твердопаливний котел довготривалого горіння містить з корпус, димохід і люк для чистки димохідних каналів, "водяну сорочку", теплообмінник і утепленням зовні, автоматизовану систему управління горінням з блоком керування (контролер). Всередині містить завантажувальну камеру із верхніми завантажувальними дверцями та дверцями попільника, встановленими у проріз рамки камери згоряння, в яку турбіною подається повітря знизу через рушту. Завантажувальна камера одночасно є камерою згоряння, яка обладнана напрямними для полум'я та вимощена знизу шамотною цеглою і містить додаткові нижні дверці для розпалювання та додаткові канали подачі повітря, а в переході між камерою згоряння та теплообмінником сконструйовано шамотну форсунку з двома прямокутними отворами, які закриваються шибером. При цьому внизу теплообмінника, вимощеного шамотною цеглою, міститься канал подачі вторинного повітря та вбудоване оглядове віконце, під яким сконструйовано додатковий нижній люк для чистки сажі. У верхній частині каналів теплообмінника на переході із завантажувальної камери міститься два додаткових шибери, а верхні дверці завантажувальної камери вмонтовані в передню стінку корпусу котла під кутом. UA 107362 U (54) ТВЕРДОПАЛИВНИЙ КОТЕЛ ДОВГОТРИВАЛОГО ГОРІННЯ "ТЕПЛОН" UA 107362 U UA 107362 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплоенергетики і може бути використана в системах центрального опалення з термосифонною та примусовою циркуляцією рідини в приміщеннях побутового, промислового, господарського призначення. Відомий твердопаливний котел довготривалого горіння Калвіс (інтернет-ресурс http://www.kalvis.lt/produktai/buitiniai-katilai-namams/centrinio-sildymo-katilai/rankinio-uzkrovimokatilai), що містить корпус, який являє собою зварену конструкцію з "водяною сорочкою". У передній частині котла розташований регулятор тяги з шибером подачі повітря, а також термоманометр, дверці обслуговування, за якими розташовані службові дверці і попільник. Усередині корпусу змонтовано шибер розпалу, що відкриває шлях диму в димохід. Повітря надходить через рушту і отвори подачі вторинного повітря. Зверху знаходиться кришка камери завантаження палива і під знімним декоративним щитом знаходиться кришка люка для чистки димохідних каналів. У бічних стінках котла знаходяться шибери для регулювання подачі вторинного повітря. У задній частині котла є патрубок випуску води, патрубки зворотки води, патрубок диму. В боковій стінці котла є патрубок, ущільнений фланцем і призначений для установки змійовика охолодження. В теплообміннику котла навісні турбулізатори забезпечують кращу віддачу тепла. Нижня частина камери вторинного згорання вимощена шамотною цеглою. Зовні котел містить облицювання декоративними термоізоляційними щитами. Недоліком цього котла є порівняно невеликий об'єм завантажувальної камери, що суттєво впливає на тривалість горіння однієї закладки палива, а також створює обмеження щодо використовуваного палива (зокрема обмеження щодо довжини дров 350-400 мм). Принцип роботи даного котла оснований на нижньому горінні, що дає суттєво нижчу потужність, ніж режим прямого горіння. Також подача вторинного повітря здійснюється ззовні і регулюється вручну, що створює незручності. Найближчим аналогом є твердопаливний котел довготривалого горіння Аміка-тайм (інтернет-ресурс http://amica-ltd.com/time/), що містить корпус, який являє собою зварену конструкцію з "водяною сорочкою", обладнаний автоматизованою системою управління горінням, завантажувальними дверцями і нижніми зольниковими дверцями. У проріз рамки розпалювання камери згоряння встановлені дверці. У нижній частині камери згоряння знаходиться рушта, крізь яку шлак потрапляє в попільник. Також містить блок керування (контролер), який керує режимами роботи котла, включенням, відключення вентилятора і циркуляційних насосів системи опалення та нагріву бойлера непрямого нагріву. Однак із камери згоряння даного котла в теплообмінник потрапляють горючі гази, в якому немає достатньо високої температури для повного їх згоряння, що призводить до викидів у атмосферу шкідливих речовин. Також котел дуже чутливий до палива і має суттєві обмеження щодо підвищеної вологості та типів палива (спалювання тирси неможливе). Ще одним недоліком є порівняно невеликий об'єм завантажувальної камери, що суттєво впливає на тривалість горіння однієї закладки палива (зокрема обмеження щодо довжини дров 350-400 мм). В основу корисної моделі поставлена задача розширити можливості використання в твердопаливному котлі довготривалого горіння різних видів палива, в тому числі високої вологості, а також збільшити тривалість горіння однієї закладки палива із можливістю повного догоряння горючих газів, що забезпечить вищу потужність котла, покращить показники економії витрат палива, а також спростить обслуговування та експлуатацію котла. Поставлена задача вирішується тим, що у твердопаливному котлі довготривалого горіння, що складається із корпусу, який являє собою зварену конструкцію з димоходом і люком для чистки димохідних каналів, "водяною сорочкою", теплообмінником і утепленням зовні та обладнаний автоматизованою системою управління горінням з блоком керування (контролер), а всередині містить завантажувальну камеру із верхніми завантажувальними дверцями та дверцями попільника, встановленими у проріз рамки камери згоряння, в яку турбіною подається повітря знизу через рушту, крізь яку шлак потрапляє в попільник, згідно з корисною моделлю, завантажувальна камера одночасно є камерою згоряння, яка обладнана напрямними для полум'я та вимощена знизу шамотною цеглою і містить додаткові нижні дверці для розпалювання та додаткові канали подачі повітря, а в переході між камерою згоряння та теплообмінником сконструйовано шамотну форсунку з двома прямокутними отворами, які закриваються шибером, при цьому внизу теплообмінника, вимощеного шамотною цеглою, міститься канал подачі вторинного повітря та вбудоване оглядове віконце, під яким сконструйовано додатковий нижній люк для чистки сажі, у верхній частині каналів теплообмінника на переході із завантажувальної камери міститься два додаткових шибери, а верхні дверці завантажувальної камери вмонтовані в передню стінку корпусу котла під кутом. 1 UA 107362 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Згідно з корисною моделлю, об'єм завантажувальної камери становить щонайменше 360 3 дм , що дозволяє значно більше, ніж у найближчому аналогу та дозволяє закладати за один раз значно більше палива, що суттєво збільшує тривалість горіння однієї закладки. Згідно з корисною моделлю, напрямні для полум'я камери згоряння, виконані у вигляді приварених по бокових стінках камери згоряння ребра жорсткості, що являють собою полоси з нержавіючої сталі щонайменше товщиною 5 мм, шириною 20 мм та висотою 1,2 м. Згідно з корисною моделлю, в каналах теплообмінника додатково встановлено турбулізатори. Додаткові канали подачі повітря розміщені на боковій стінці корпусу котла вище рушт. Наявність напрямних для полум'я дозволяє при щільному укладанні дров направити язики полум'я вздовж стінок завантажувальної камери, яка вимощена знизу шамотною цеглою, що в поєднанні покращує тепловіддачу і сприяє кращому спалюванню палива та дозволяє розширити можливості використання різних видів палива, в тому числі підвищеної вологості. Нижня дверка призначена для розпалу та для очищення рушт, шамотної форсунки, що суттєво полегшує процес обслуговування котла. Конструкцією котла передбачено додаткову подачу повітря в камеру згорання через спеціальні канали 31, які розміщені на боковій стінці завантажувальної камери на 30 см вище рушт. За рахунок цього покращується процес спалювання палива, яке краще насичується киснем, а також при залипанні рушт не переривається процес горіння. Конструкція шиберів дозволяє роботу котла в двох режимах: нижнього довготривалого та прямого традиційного горіння (потужність котла в режимі прямого горіння на 25 квт вища), а також дозволяє задіювати комбіноване горіння. Також шибери відіграють важливу роль при довантаженні палива (при відкритих шиберах посилюється тяга і за рахунок цього суттєво зменшується викид диму через верхні дверці). Вторинне повітря, що потрапляє через канал, підтримує високу температуру горіння, що гарантує повне допалювання горючих газів, а також знижує рівень викиду шкідливих речовин в атмосферу. Оглядове віконце під теплообмінником дозволяє спостерігати за полум'ям та корегувати подачу вторинного повітря. Додатковий нижній люк використовується для видалення сажі, шлаків під час чистки каналів теплообмінника. Завдяки тому, що верхні дверці завантажувальної камери вмонтовані в передню стінку корпусу котла під кутом, пари, які конденсуються у верхній частині топки у вигляді смол, стікають по похилій площині дверці, не попадаючи назовні. В результаті лицева сторона котла чиста, а ущільнювальний шнур не дубіє і служить набагато довше. На фіг. 1 подано поперечний переріз твердопаливного котла довготривалого горіння, на фіг. 2. - вигляд котла збоку. Твердопаливний котел довготривалого горіння складається із корпусу 1, який являє собою зварену конструкцію з димоходом 2 і люком для чистки димохідних каналів 3, "водяною сорочкою" 4, теплообмінником 5 і утепленням зовні 6 та обладнаний автоматизованою системою управління горінням з блоком керування (контролер) 7, а всередині містить завантажувальну камеру 8 із верхніми завантажувальними дверцями 9, та дверці попільника 10, встановленими у проріз рамки камери згоряння 8, в яку турбіною 12 подається повітря знизу через рушту 13 та через спеціальні додаткові канали 14, крізь яку шлак потрапляє в попільник 15. Камера згоряння 8 оснащена напрямними для полум'я 16 і містить нижні дверці для розпалювання 17, а в переході між камерою згоряння 8 та теплообмінником 5 сконструйовано шамотну форсунку 18 з двома прямокутними отворами, які закриваються шибером 19. Низ теплообмінника 5 вимощений шамотною цеглою 20. Внизу теплообмінника 5 міститься канал подачі вторинного повітря 21 та вбудоване оглядове віконце 22, під яким сконструйовано нижній люк 23 для чистки, а у верхній частині каналів теплообмінника 5 на переході із завантажувальної камери 8 міститься два додаткових шибери (24 і 25 відповідно). В каналах теплообмінника 5 встановлено турбулізатори 27. Патрубок подачі гарячої води 26 та зворотної води з'єднаний з водяною сорочкою 4. Муфта для термомера 29 вварена у верхню частину водяної сорочки 4 котла та призначена для вкручування термометра. Облицювання котла 30 виготовлене з жерсті товщиною 1,5 мм та пофарбоване порошковою фарбою. Зверху в корпусі 1 котла знаходиться додаткові дверці для завантаження тирси, щепи 31, а сам котел встановлюється на спеціальні ніжки 32. Твердопаливний котел довготривалого горіння може працювати у двох режимах: а) Режим нижнього довготривалого горіння: 2 UA 107362 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Розпалювання та робота котла в режимі нижнього горіння: Перед початком роботи котла перевіряють наявність води у "водяній сорочці" 4, а також тиск, стан трубопровідної арматури, працездатність запобіжних клапанів на автоматизованій системі управління горінням з блоком керування (контролері) 7. Також перевіряють герметичність завантажувальних дверцят котла 9, нижніх попільникових дверцят 10 та стан їх ущільнювальних шнурів. Далі під'єднують котел до електричної мережі за допомогою вилки та розетки. Відкривають повністю шибер 24. Також шибер 19 та 25 в режимі нижнього горіння повинні бути завжди відкриті. Через нижні дверці для розпалювання 17 кладуть на рушту 13 на дні камери згорання 8 папір, на нього дрібну деревину (тріски). Заповнюють камеру 8 на 1/3 об'єму дровами. Далі підпалюють папір. Закривають нижні дверці для розпалювання 17 і відкривають дверці попільника 10. Після розгорання деревини закривають дверці попільника 10, відкривають шибер 25, відкривають завантажувальні дверці 9 і доповнюють завантажувальну камеру 8 паливом, закривають завантажувальні дверці 9, закривають шибер 25. Потім вмикають терморегулятор на автоматизованій системі управління горінням з блоком керування (контролері) 7 і налаштовують необхідну температуру вихідної води. Перед довантаженням дров обов'язково вимикають турбіну 12 та відкривають шибер 25, а після заповнення камери 8 паливом, його знову закривають і знову вмикають турбіну 12. б) Режим прямого традиційного горіння: Перед початком роботи котла перевіряють наявність води у "водяній сорочці" 4, а також тиск, стан трубопровідної арматури, працездатність запобіжних клапанів на автоматизованій системі управління горінням з блоком керування (контролері) 7. Також перевіряють герметичність завантажувальних дверцят котла 9, дверцят попільника 10 та стан їх ущільнювальних шнурів. Далі під'єднують котел до електричної мережі за допомогою вилки та розетки. Потім відкривають повністю шибер № 24. Шибер 25 в режимі прямого горіння обов'язково повинен бути завжди відкритий, а шибер 19 - завжди закритий. Через нижні дверці котла 17 кладуть на рушту 13 на дні камери згорання 8 папір, на нього дрібну деревину (тріски). Заповнюють камеру на 1/3 об'єму дровами. Тоді підпалюють папір і закривають нижні дверці котла 17, натомість відкривають дверці полільника 10. Після розгорання деревини закривають дверці попільника 10 і через верхні дверці 9 доповнюють завантажувальну камеру 8 паливом. При досягненні інтенсивного горіння закривають шибер 25, після чого потужність котла відчутно зростає за рахунок теплообмінника 5. Потім вмикають ввімкнути терморегулятор на автоматизованій системі управління горінням з блоком керування (контролері) 7 і налаштовують необхідну температуру вихідної води. Перед довантаженням дров вимикають турбіну 12 та відкривають шибер 24, а після заповнення камери згорання 8 паливом, шибер 24 закривають і знову вмикають турбіну 12. В даному режимі поступово розгорається весь об'єм дров і теплопередача здійснюється через стінки завантажувальної камери. Після закривання шибера 24 вступає в роботу ще й теплообмінник 11. Гази спочатку опускаються вниз по першому ряду труб теплообмінника 11, а потім піднімаються вверх по другому ряду. Загальна довжина шляху газів по теплообміннику становить 2,5 м, що забезпечує достатній тепловідбір та високий ККД котла. Конструкція котла передбачає можливість довантаження палива в процесі його роботи, що забезпечує довготривалу та безперервну роботу котла при умові своєчасного видалення залишку попелу, особливо для такого палива як букові та грабові дрова. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Твердопаливний котел довготривалого горіння, що складається із корпусу, який являє собою зварену конструкцію з димоходом і люком для чистки димохідних каналів, "водяною сорочкою", теплообмінником і утепленням зовні та обладнаний автоматизованою системою управління горінням з блоком керування (контролер), а всередині містить завантажувальну камеру із верхніми завантажувальними дверцями та дверцями попільника, встановленими у проріз рамки камери згоряння, в яку турбіною подається повітря знизу через рушту, крізь яку шлак потрапляє в попільник, який відрізняється тим, що завантажувальна камера одночасно є камерою згоряння, яка обладнана напрямними для полум'я та вимощена знизу шамотною цеглою і містить додаткові нижні дверці для розпалювання та додаткові канали подачі повітря, а в переході між камерою згоряння та теплообмінником сконструйовано шамотну форсунку з двома прямокутними отворами, які закриваються шибером, при цьому внизу теплообмінника, вимощеного шамотною цеглою, міститься канал подачі вторинного повітря та вбудоване оглядове віконце, під яким сконструйовано додатковий нижній люк для чистки сажі, у верхній частині каналів теплообмінника на переході із завантажувальної камери міститься два 3 UA 107362 U 5 10 додаткових шибери, а верхні дверці завантажувальної камери вмонтовані в передню стінку корпусу котла під кутом. 2. Твердопаливний котел довготривалого горіння за п. 1, який відрізняється тим, що об'єм 3 завантажувальної камери становить щонайменше 360 дм . 3. Твердопаливний котел довготривалого горіння за п. 1, який відрізняється тим, що напрямні для полум'я камери згоряння виконані у вигляді приварених по бокових стінках камери згоряння ребер жорсткості, що являють собою полоси з нержавіючої сталі щонайменше товщиною 5 мм, шириною 20 мм та висотою 1,2 м. 4. Твердопаливний котел довготривалого горіння за п. 1, який відрізняється тим, що в каналах теплообмінника встановлено турбулізатори. 4 UA 107362 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 5