Котельна установка

Реферат: Котельна установка складається з автономного паливного бункера та котла, при цьому автономний паливний бункер за допомогою паливопроводу приєднаний до пальника котла. Котел складається з корпусу котла, який сформований внутрішньою та зовнішньою стінками теплообмінника, ємність, що утворена між стінками теплообмінника заповнена теплоносієм. Корпус котла оснащений з'єднувальним патрубком підводу теплоносія, з'єднувальним патрубком відводу теплоносія та з'єднувальним патрубком виводу відпрацьованих газів. До складу корпусу котла входить щонайменше одна направляюча перегородка та щонайменше один екран теплообмінника. Додатково до складу котла входить водоохолоджувальний зольник та пальник приєднаний до котла, входячи в теплообмінник. Пальник містить з'єднувальний патрубок паливопроводу автономного паливного бункера. Автономний паливний бункер, складається з бункера, що розташований на опорах, кожуха шнека зі шнеком, привода шнека. Верхня частина кожуха шнека оснащена з'єднувальним патрубком, який за допомогою паливопроводу приєднаний до котла. UA 120570 U (12) UA 120570 U UA 120570 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Котельна установка належить до галузі теплоенергетики та може бути використана як опалювальний пристрій та для отримання гарячої води, що використовується в системах опалення та гарячого водопостачання. Котельна установка може використовуватись у побутових, господарських та інших приміщеннях. Технічне рішення направлено на отримання котельної установки з підвищеною експлуатаційною надійністю, ефективністю роботи використання теплової енергії, з можливістю довгострокової автономної роботи, та зручністю в експлуатації. З рівня техніки відомий опалювальний котел (патент України UA 508, дата публікації відомостей 30.04.1993, бюл. № 1), що містить корпус, перегородки у вигляді кола і кільцеві перегородки, які розташовані на повздовжніх ребрах змінної висоти з чергуванням перпендикулярно потоку продуктів згоряння. Між внутрішньою стінкою корпусу та перегородками є периферійні зазори. Котел також містить патрубок підведення води і патрубок відведення води. Працює опалювальний котел наступним чином. Відпрацьовані гази послідовно обтікають перегородки і повздовжні ребра передаючи тепло за допомогою внутрішньої стінки корпусу воді яка відводиться у систему опалення через патрубок. Недоліками технічного рішення є недостатня ефективність роботи внаслідок використання теплової енергії для нагрівання більшої кількості внутрішніх елементів, відсутність можливості автономної роботи котла в наслідок відсутності можливості автоматичного подачі палива та низька безпека. Відома з рівня техніки котельна установка (патент України UA28436A, дата публікації 16.10.2000. Бюл. № 5, 2000 р.), що включає котел, топку, затискну решітку, заслінку, верхню заслінку у вигляді дозатора, бункер для палива, дуттьовий вентилятор, теплообмінний агрегат. Працює представлена котельна установка наступним чином. Паливо з бункера при відкритих заслонках самопливом надходить в камеру згоряння топки і розміщується на затискній решітці по всій ширині і висоті. Регулювання подачі палива здійснюється відкриванням однієї з заслінок під необхідним кутом. При використані верхньої заслонки як дозатора регулювання подачі палива забезпечується обертанням дозатора навколо своєї осі. По мірі вигорання нижніх прошарків, паливо надходить в топку в безперервному режимі. Гази, що виділяються при горінні палива, догорають в камері котла, нагріваючи воду в трубах. Недоліками котельної установки є низька ефективність роботи, яка обумовлена відсутністю перегородок, які збільшують коефіцієнт тепловіддачі газів, що виділяються при горінні палива. До недоліків також слід віднести великі розміри котельної установки, складність в експлуатації та технічного обслуговування. Найбільш близькім за технічною суттю до котельної установки, що заявляється, є водогрійний котел (патент України UA49096 С2, дата публікація відомостей 16.09.2002, Бюл. № 9, 2002 р.), що містить корпус, топкову камеру прямокутної форми з утворенням водяної сорочки між ними, яка споряджена в нижній частині корпусу патрубком підведенням холодної води і у верхній частині - патрубком відведення гарячої води, до того топкова камера має стелю, бокові передню та задню стінки і споряджена з пальниковим пристроєм і газоходом, в якому упоперек руху згоряння встановлена перемичка і який з'єднаний з димоходом. Корпус і топкова камера розміщені горизонтально, а пальниковий пристрій і димохід розміщені у протилежних по довжині топкової камери крайніх частинах, до того перемичок у газоході декілька і встановлені вони вертикально з утворенням каналів для проходження продуктів згоряння навперемінно, за рухом останніх, із задньої та передньої стінок, при цьому перша з перемичок встановлена з утворенням додаткового каналу зі стелею, патрубок підведення холодної води встановлений з боку димоходу, а патрубок відведення гарячої води з боку пальникового пристрою, над яким встановлено засіб для підвищення температури. Працює котел наступним чином. Відкриваються піддувальні дверцята і тримаються відкритими до одержання робочої температури у димоході і при виникненні природної тяги закриваються, повітря всмоктується і подається до місця горіння. У процесі горіння продукти згоряння піднімаються, проходять через засіб підвищення температури, де реакція горіння паливо-повітряної суміші прискорюється і підіймається далі до стелі, спрямовані першою перемичкою, потім проходять канали і Z-подібно рухаються по стелі, проходячи по димоходу на вихід до атмосфери. Одночасно з цим, у водяну сорочку подається холодна вода, яка потребує підігріву, вода підіймається і з боку димоходу отримує тепло від продуктів згоряння. Відводиться вода, проходячи повз частину стелі, під якою міститься пальниковий пристрій, нагрівається остаточно і виходить у опалювальну систему. Недоліками способу та пристрою є нерівномірність розподілу палива у камері згорання, це викликає нерівномірний нагрів газів, відсутність можливості забезпечення можливості довготривалої експлуатації без додаткового втручання, неефективний процес тепловіддачі та вузький діапазон використання котла для спалювання твердого палива. 1 UA 120570 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В основу корисної моделі поставлена задача створення котельної установки з підвищеним рівнем безпеки, простою у використанні, з розширеним діапазоном використання котельних установок для спалювання твердого палива, а також вдосконалення конструкції подачі палива та підвищення ефективності процесу тепловіддачі. Поставлена задача вирішується наступним чином. Запропонована котельна установка, що складається з двох основних елементів автономного паливного бункера та котла. При цьому автономний паливний бункер за допомогою паливопроводу приєднаний до пальника котла. В свою чергу, котел складається з корпусу котла, який сформований внутрішньою та зовнішньою стінками теплообмінника, ємність, що утворена між стінками теплообмінника, заповнена теплоносієм. При цьому корпус котла оснащений з'єднувальним патрубком підводу теплоносія, з'єднувальним патрубком відводу теплоносія та з'єднувальним патрубком виводу газів. Також до складу корпусу котла входить щонайменше одна направляюча перегородка та щонайменше один екран теплообмінника. Направляюча перегородка виконана в перерізі у вигляді літери "Г" та нижньою частиною прикріплена до внутрішньої стінки теплообмінника. Таке виконання дозволяє забезпечити притискання газів до внутрішньої стінки теплообмінника, забезпечити підвищення концентрації газів і як слід збільшити ефективність теплопередачі. Екран теплообмінника приєднаний до внутрішньої стінки теплообмінника напроти направляючої перегородки та утворює лабіринт теплообмінника. У випадку використання більш ніж одного екрана теплообмінника, кожний наступний приєднаний до внутрішньої стінки теплообмінника напроти сусіднього, таке розташування екранів дозволяє забезпечити безперешкодне проходження газів крізь утворений лабіринт теплообмінника з утворенням синусоїдального руху газів. Утворений таким чином канал сприяє спрямовуванню руху газів повз внутрішню стінку теплообмінника, що в свою чергу забезпечує краще використання усієї площини внутрішньої стінки теплообмінника, чим забезпечує збільшення ефективності процесу теплопередачі. Також до складу котла входить водоохолоджувальний зольник та пальник, причому пальник містить з'єднувальний патрубок паливопроводу автономного паливного бункера. Для економії теплової енергії додатково котел обладнаний опорами та теплоізоляцією закріпленою обшивкою. Автономний паливний бункер, який за допомогою паливопроводу приєднаний до пальника котла, в свою чергу складається з бункера, який виконаний у вигляді перевернутої піраміди або конуса, що розташований на станині, кожуха шнека зі шнеком, до якого приєднаний привод шнека, при цьому верхня частина кожуха шнека оснащена з'єднувальним патрубком, який за допомогою паливопроводу приєднаний до пальника котла. Суть заявленого технічного рішення пояснюється на кресленні, але не обмежується таким виконанням, де представлений: Фіг. 1 Загальний вигляд котельної установки. Фіг. 2 Котел. Фіг. 3 Автономний паливний бункер. На кресленнях представлена котельна установка, що складається з двох основних елементів автономного паливного бункера (1) та котла (2). При цьому автономний паливний бункер за допомогою паливопроводу (3) приєднаний до пальника котла. В свою чергу котел (2) з корпусом котла, який сформований внутрішньою (4) та зовнішньою (5) стінками теплообмінника (6), ємність, що утворена між стінками теплообмінника заповнена теплоносієм. При цьому корпус котла оснащений з'єднувальним патрубком підводу теплоносія (7), з'єднувальним патрубком відводу теплоносія (8) та з'єднувальним патрубком виводу газів (9). Також до складу корпусу котла входить щонайменше одна направляюча перегородка (10) та екрани теплообмінника (11). Також до складу теплообмінника котла входить водоохолоджувальний зольник (12) та пальник (13), причому пальник (13) містить з'єднувальний патрубок паливопроводу (14). Додатково котел обладнаний опорами (15) та теплоізоляцією (21), закріпленою обшивкою (22). Автономний паливний бункер (1) в свою чергу складається з бункера (16), який виконаний у вигляді перевернутої піраміди або конуса, що розташований на станині (17), кожуха шнека (18) зі шнеком (на кресленнях не вказаний), привода шнека (19), при цьому верхня частина кожуха шнека оснащена з'єднувальним патрубком, який за допомогою паливопроводу приєднаний до котла (20). Працює заявлена котельна установка наступним чином. Котел (2) встановлюють на теплоізоляційні опори (15), автономний паливний бункер (1) встановлюють на станину (17). Паливопровод (3) під'єднують до з'єднувального патрубка (20) автономного паливного бункера (1) та з'єднувального патрубка паливопроводу (14) котла (2). Котел підключають до системи опалення та/або гарячого водопостачання (на кресленнях не 2 UA 120570 U 5 10 15 20 25 30 вказано) за допомогою з'єднувального патрубка підводу теплоносія (7) та з'єднувального патрубка відводу теплоносія (8), потім з'єднувальний патрубок відводу газів (9) підключають до системи відводу димових газів (на кресленні не вказано). В пальник (13) за допомогою паливопроводу (3) загружають паливо. В такому стані котельна установка готова до експлуатації. За допомогою зовнішнього джерела ініціюють запалювання палива у пальнику (13). В процесі горіння палива утворюються продукти згорання - зола та гази, які потрапляють до теплообмінника (6). Після потрапляння до теплообмінника гарячі гази (6) огинають по верху направляючу перегородку (10), та направлено потрапляють до лабіринту теплообмінника, де гази максимально притискаються до стін теплообмінника, в свою чергу зола (23) б'ється об направляючу перегородку та під своєю вагою падає самопливом і збирається до зольника (12). Сконцентровані таким чином гази потрапляють до лабіринту теплообмінника та формуються за допомогою екранів теплообмінника (11) у синусоїдальній потік. Потік, проходячи крізь лабіринт, нагріває теплоносій, розташований між внутрішньою (4) та зовнішньою (5) стінками корпусу котла. За допомогою з'єднувального патрубка підводу теплоносія (7) заповнюється простір між внутрішньою (4) та зовнішньою (5) стінками корпусу котла, а нагрітий теплоносій за допомогою з'єднувального патрубка відводу теплоносія (8) направляється до опалювальної системи або до системи гарячого водопостачання житлових, господарських або інших приміщень. При цьому рух теплоносія може здійснюватися за рахунок природної циркуляції або з використанням додаткового обладнання. Після передачі тепла від газів до теплоносія, гази відводяться за допомогою з'єднувального патрубка відводу газів (9). По мірі згоряння палива у пальнику з автономного паливного бункера (1) за допомогою приводу шнека (19), шнек (на кресленнях не вказаний), який встановлений у кожуху шнека (18), до якого приєднаний привод шнека, за допомогою з'єднувального патрубка (20), та за рахунок паливопроводу (3), паливо, через з'єднувальний патрубок паливопроводу (14) потрапляє до пальника (13), чим забезпечує безперебійний режим спалювання палива. З огляду на вище наведене, у процесі роботи котельної установки запропоноване конструктивне виконання призводить до поліпшення економічних та енергетичних характеристик, що обумовлено використанням екранів теплообмінника, направляючої перегородки та вигідного розташування зольника. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 1. Котельна установка, що складається з автономного паливного бункера та котла, при цьому автономний паливний бункер за допомогою паливопроводу приєднаний до пальника котла, яка відрізняється тим, що котел складається з корпусу котла, який сформований внутрішньою та зовнішньою стінками теплообмінника, ємність що утворена між стінками теплообмінника заповнена теплоносієм, при цьому корпус котла оснащений з'єднувальним патрубком підводу теплоносія, з'єднувальним патрубком відводу теплоносія та з'єднувальним патрубком виводу відпрацьованих газів, також до складу корпусу котла входить щонайменше одна направляюча перегородка та щонайменше один екран теплообмінника, також до складу котла входить водоохолоджувальний зольник та пальник, приєднаний до котла, що входить в теплообмінник, причому пальник містить з'єднувальний патрубок паливопроводу автономного паливного бункера, в свою чергу автономний паливний бункер складається з бункера, що розташований на опорах, кожуха шнека зі шнеком, привода шнека, при цьому верхня частина кожуха шнека оснащена з'єднувальним патрубком, який за допомогою паливопроводу приєднаний до котла. 2. Котельна установка за п. 1, яка відрізняється тим, що направляюча перегородка виконана у формі літери "Г". 3. Котельна установка за будь-яким з пп. 1 або 2, яка відрізняється тим, що котел обладнано опорами, теплоізоляцією та обшивкою. 3 UA 120570 U 4 UA 120570 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5