Пеллетная горелка с подвижной колосниковой решеткой

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности - к устройствам для сжигания топливных гранул (пеллет), изготовленных из отходов деревообработки, растениеводства, а также торфа. Горелка пеллетная предназначена для работы в составе твердотопливных котлов, печей и других теплообменников с целью автоматизации их работы.
Известно устройство для сжигания гранулированного топлива, (патент РФRU123499)  горелка пеллетная, содержащая блок управления, теплоизолированную установочную плиту, закрепленный на ней корпус горелки, ограждающий полость горения, колосник, устройство поджига, расположенное над колосником и содержащее металлический корпус с отверстиями для входа и выхода воздуха, и размещенный в нем электрический нагреватель; закрепленные на корпусе дутьевой камеры вентилятор и трубу для приема пеллет, наклонный лоток подачи пеллет, находящийся под трубой для приема пеллет и состоящий из верхней и нижней частей, установленных с зазором один выше другого, а в указанный зазор установлен фотоприемник, отличающаяся тем, что электрический нагреватель, находящийся в корпусе устройства поджига, имеет поперечное расположение по отношению к оси горелки и нагнетаемому потоку воздуха, крепление установочной плиты на корпусе отопительного устройства осуществляется в проеме отопительного устройства с возможностью поворота, достигаемого креплением элементов горелки на установочной плите со смещением в сторону оси поворота.
Главным недостатком данного устройства является необходимость частой остановки работы горелки и ручной очистки топки от твердых продуктов сгорания - шлаков, пепла, коржей в случае применения в качестве топлива высокозольных пеллет. Кроме того, горелка имеет недостаточную защиту в случае нештатных ситуаций, таких как появления обратной тяги и выход пламени в трубу приема пеллет.
.
Технически более сложная конструкция известна как горелка твердотопливного котла, патент RU 2679992В данной конструкции для очистки от шлаков и обеспечения перемешивания топлива используется ротационная камера сгорания, расположенная в корпусе и оборудованная каналами первичного и вторичного воздуха. Но и при таком техническом решении возможно засорение отверстий подачи воздуха частицами шлаков и золы на поверхности камеры сгорания, что приведет к нарушению смесеобразования и снижению качества горения. При этом горелка имеет очень сложную конструкцию с большим количеством трущихся деталей, подверженных износу.
Задачей полезной модели является создание простой, безопасной и удобной в эксплуатации пеллетной горелки, обеспечивающей эффективное сжигание всех видов пеллет в автоматическом режиме в течение длительного времени без необходимости частого обслуживания.
Поставленная задача решается путем создания пеллетной горелки, состоящей из блока управления, металлического корпуса, загрузочного патрубка, наклонного лотка подачи пеллет, камеры сгорания, устройства розжига топлива, отличающаяся тем, что очистка камеры сгорания производится подвижной колосниковой решеткой с электроприводом, под колосником размещен выдвижной зольный ящик, дутьевой вентилятор расположен горизонтально над устройством розжига.
На фиг.1 представлена в продольном разрезе пеллетная горелка;
На фиг.2 – общий вид горелки.
На металлическом корпусе (5) установлен загрузочный патрубок (3), имеющий встроенный обратный клапан (2), который выполняет следующие функции:
1. Препятствует проникновению пламени в патрубок подачи пеллет (25) в случае возникновения обратной тяги.
2. Снижает скорость подачи пеллет в топку горелки с целью более компактного формирования порции топлива, которое обеспечивает эффективный розжиг и горение.
Загрузочный патрубок (3) имеет ревизионный лючок (1), через который можно быстро прочистить от нагара полость, в которой располагается обратный клапан (2).
На патрубке подачи пеллет (25) закреплена гильза (24) для крепления датчика температуры. При снижении тяги в тепловом агрегате и возникновении предпосылок для появления обратной тяги, корпус загрузочного патрубка (3) нагревается до более высоких температур. С целью обеспечения безопасной эксплуатации пеллетной горелки, блок управления ограничивает или прекращает подачу топлива при превышении температуры загрузочного патрубка выше установленного значения.
На корпусе (5) закреплен установочный фланец (4) для крепления горелки в корпусе теплового агрегата. В камере сгорания (12) с помощью крепежных винтов (8) установлены сменные защитные элементы - верхняя (6) и боковые (7) пластины, выполненные из термостойкого материала, которые предотвращают перегрев и прогорание корпуса горелки.
Горение топлива происходит на подвижном колоснике (10), выполненном из пластин жаростойкой стали. В процессе работы горелки с периодичностью, заданной в блоке управления, происходит возвратно-поступательное движение подвижных секций колосника (10) относительно неподвижных. Таким образом, образующиеся при горении пеллет зола, пепел, коржи продвигаются по колоснику и ссыпаются в зольник теплового агрегата. При этом горение не прекращается, весь процесс очистки и сжигания происходит во время работы горелки по принципу конвейера. Этим достигается непрерывность горения, что значительно облегчает и упрощает обслуживание горелки. Одновременно с очисткой камеры сгорания (12) происходит прочистка щелей между пластинами колосника, через которые проходит воздух для горения, что обеспечивает качественное сгорание пеллет в течение длительного времени. Верхняя подвижная пластина колосника имеет бортик (9), который предотвращает преждевременное выпадение пеллет из камеры сгорания, но не препятствует очистке от твердых продуктов сгорания. Подвижные пластины колосника приводятся в движении посредством электропривода (18) через кривошип (16) и свободно скользят по опоре (11).
Под подвижным колосником (10) расположен внутренний зольник (13) горелки, который имеет ручку для выдвижения (17).
Воздух для горения подается вентилятором (21), скорость вращения которого регулируется блоком управления.
Розжиг пеллетной горелки производится подачей электропитания с блока управления на устройство розжига, состоящего из корпуса (15) и нагревательного элемента (14).  Воздух, подаваемый вентилятором (21), проходя через нагревательный элемент (14), нагревается до высокой температуры и разжигает пеллеты.
В корпусе горелки закреплена термоизолированная трубка (19), в которой расположен фотодатчик (22), одним концом направленный на отверстие в вертикальной части наклонного лотка (23). Трубка дополнительно охлаждается потоком набегающего воздуха от вентилятора.
Корпус горелки закрыт кожухом (20), выполняющим декоративную и защитную функцию.
Горелка оснащена блоком управления (на фигуре не показана), обеспечивающим автоматическую загрузку гранулированного топлива (пеллет) посредством внешнего шнека через загрузочный патрубок (3) в камеру сгорания (12). Количество подаваемого топлива и скорость вращения вентилятора (21) регулируются блоком управления в зависимости от требуемой мощности. Успешный розжиг регистрируется фотодатчиком (22). В случае отсутствия сигнала от фотодатчика, дальнейшая подача топлива не производится, загорается сигнал неисправности на блоке управления, требующий вмешательства оператора. Контроль пламени по фотодатчику является неотъемлемой частью безопасной работы пеллетной горелки в течение всего срока эксплуатации.