ТОПЛИВНИК ОТОПИТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ

Топливник отопительной дровяной печи.
Полезная модель относится к отопительным печам и может быть использована при строительстве отопительных печей с высокой чистотой сгорания дровяного топлива.
Одним из важнейших требований, появившихся в последнее время при строительстве бытовых печей, являются требования по обеспечению чистоты сгорания дров, т.е. по снижению в первую очередь количества CO в дымовых газах. Известны различные конструкции топливников, отвечающие этим требованиям. Это, в первую очередь, печи без колосниковой решетки, т.е. печи с подовым топливником. В таком топливнике сгорание дров происходит не при подаче воздуха снизу через закладку дров, как в случае с колосниковой решеткой, а сбоку или сверху. Это приводит к более медленному и плавному сгоранию дров. Именно такой режим подачи воздуха, когда воздух к дровам подается с небольшой скоростью, и определяет более чистое горение дров. Однако при этом значительная часть входного воздуха за счет «тяги» уходит сразу в трубу. Т.е. сгорание дров в этом случае происходит при бОльших значениях коэффициента избытка воздуха. Это приводит к снижению КПД печи. Однако на это приходится идти ради уменьшения количества СО. Другим недостатком подовых топливников является, то, что после сгорания дров остаются недогоревшие угли, которые без подачи воздуха снизу очень долго догорают и на этапе догорания выделяют также СО. Поэтому в печах с такими топливниками принимают дополнительные меры по герметизации топочной дверки и не ставят выходную задвижку.
Наиболее удобными в эксплуатации, и при большем КПД, являются печи с колосниковой решеткой. Но условия горения в них дров кардинально отличаются от печей с подовым топливником.
Если проанализировать причины, по которым топливники с колосниковой решеткой имеют более высокие значения СО, то они следующие:
Воздух к дровам подается снизу через прозоры колосниковой решетки, площадь которых ограничена рекомендациями по выбору площади самой решетки. Площадь прозоров при этом значительно меньше площади сечения топливника, что приводит к большой скорости входного воздуха через прозоры. Скорость входного воздуха через прозоры (щели) колосниковой решетки может достигать значений 2,0-2,5 м/сек. Эта скорость превышает скорость воздуха в топливнике в 7-15 раз. При этом увеличивать площадь самой колосниковой решетки и соответственно площадь прозоров нельзя, т.к. на этапе догорания углей будет происходить значительное охлаждение печи. Струи воздуха через прозоры колосниковой решетки с большой скоростью попадают на дрова и в этих зонах начинается интенсивное горение древесины. Количество кислорода в этих зонах снижается почти до нуля. Т.е. горение древесины в этих зонах происходит с минимальными коэффициентами избытка воздуха. Температура в этих зонах горения очень высокая и может достигать 2000 грС. Выделяется большое количество «летучих», которые не успевают сгорать из-за недостатка кислорода. Соответственно, образуется несгоревший углерод и значительное количество СО, которые улетаю в трубу. Для снижения воздействия скорости входного воздуха на процесс горения древесины, необходимо располагать дрова на определенном расстоянии от колосниковой решетки. В зоне, где скорость входного воздуха не велика. Располагать там, где эта скорость соизмерима со скоростью воздуха через сечение топливника. В то же время площадь самой колосниковой решетки должна быть минимально возможной, чтобы скорость воздуха через прозоры была возможно максимальной для быстрейшего дожига образовавшихся углей. А сама колосниковая решетка должна располагаться в шахточке, куда собираются образовавшиеся угли. Именно такая конфигурация топливника должна определять с одной стороны чистоту горения дров, а с другой стороны позволяет быстро дожечь угли.
Известны конструкции топливников с колосниковой решеткой, которые позволяют в той или иной мере решать поставленные задачи. Например, топливник проф. Лукашевича, [1] (Стр. 33, 34). В нем дрова располагаются на расстоянии от колосниковой решетки. Однако в таком топливнике положение дров ничем не фиксируется. Дрова могут упасть на колосниковую решетку, что приведет к их грязному горению. Да и низ самого топливника очень глубокий, что очень усложняет эксплуатацию печи. В топливнике проф. Чаплина [1] (Стр. 34) расстояние от колосниковой решетки до дров уменьшено. Но также положение дров не фиксируется. И поток воздуха через колосниковую решетку не успевает достаточно снизить свою скорость до соприкосновения с дровами. Недостатком описанных топливников является то, что они не могут в достаточной степени обеспечить чистое сгорание дров и быстро дожечь угли.
Поэтому поставленная цель достигается тем, что применяется топливник отопительной печи включающий колосниковую решетку, установленную в шахточке, отличающийся тем, что сверху на расстоянии от колосниковой решетки расположена дополнительная решетка для дров, при этом между колосниковой решеткой и дополнительной решеткой установлен рассеиватель воздушного потока, а прозоры колосниковой решетки направлены в стороны от вертикальной оси,
На фиг. 1 приведен чертеж такого топливника.
Где: 1 - входной воздух в печь, 2 - колосниковая решетка, 3 - рассеиватель воздушного потока, 4 - дополнительная решетка, 5 - дрова, 6 - канал для выхода горячих газов.
В предлагаемой конструкции топливника прозоры колосниковой решетки (2), направленные в стороны от вертикальной оси, направляют воздушный поток под всю поверхность дров, а рассеиватель воздушного потока (3) позволяет дополнительно более равномерно распределить воздух под дровами.
Такая конструкция топливника позволяет максимально равномерно распределить входной воздух по всему сечению топливника и сократить до минимума расстояние между колосниковой решеткой и дровами.
Испытания такой конструкции топливника показали, что при горении дров количество СО уменьшается в несколько раз.
Литература.
1. Протопопов В.П. Печное дело. 1934 г, Госстройиздат.