ГОРЕЛКА ПЕЛЛЕТНАЯ

Полезная модель относится к горелке для твердого топлива в виде гранул (пеллет), и может быть использована в системах обогрева.
Известно устройство для сжигания гранулированного топлива, (патент РФ №98536, F23B 40/04, F23K 3/14, 2010), включающее тарельчатую горелку с отверстиями для подачи воздуха, расположенными по периферии, и с центральным отверстием для подачи топлива, а также приводной шнековый питатель, который соединяет центральное отверстие с бункером для топлива. Приводной шнековый питатель состоит из верхнего и нижнего приводных шнековых питателей, которые последовательно соединены между собой шахтой через отсекатель.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, неудобство в процессе эксплуатации и ремонте.
Известна горелка для твердого топлива (патент РФ №2129687, F23B 1/32, 1999), монтируемая на топке котла так, что передняя часть горелки проходит через отверстие в обмуровке топки и далее в камеру сгорания топки. Горелка содержит трубчатый основной корпус, в котором расположен подающий шнек для топлива. Свободный конец шнека заканчивается в передней части, а его противоположный, закрытый конец установлен в подшипнике с возможностью вращения. Горелка содержит приводное средство для вращения подающего шнека внутри корпуса, камеру воспламенения, расположенную в передней части корпуса, причем свободный конец подающего шнека и питающий воздухопровод заканчиваются в камере для подачи первичного воздуха для воспламенения и сжигания топлива. Загрузочное отверстие выполнено в основном корпусе и сообщается со шнеком для подачи к нему твердого топлива из контейнера. Питающий воздухопровод для первичного воздуха образован в подающем шнеке, проходит через его центр и заканчивается в камере воспламенения.
Недостатком данной горелки является сложность конструкции, неудобство в процессе эксплуатации (ручной розжиг) и обслуживания.
Известна пеллетная горелка патент (РФ №2420689, F23B 40/04, 2009), включающая корпус с установленными зажигалкой и коллектором с отверстиями. Корпус выполнен в виде трубы с крутоизогнутым отводом, на конце которого установлена головка увеличенного диаметра с двумя подводами воздуха, другой конец корпуса расположен в полости обечайки с выходными патрубками, причем полость корпуса и полость обечайки разделены и имеют отдельные входные окна на общем фланце. На головке расположен коллектор, внутренняя часть которого имеет тарельчатую форму с отверстиями по кругу, а в средней его части расположен зубчатый диск, взаимодействующий с кулисным и кулачковым механизмами. Кулачковый механизм расположен на конце вала, выходящего с полости корпуса, а внутри полости корпуса на валу установлен шнек и связан он с электро-регулирующим приводом цепной передачей и редуктором. Головка и коллектор в нижних их частях имеют по два радиальных канала.
Недостатком горелки является сложность конструкции, неудобство в процессе эксплуатации (ручной розжиг) и обслуживания.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является горелка, предназначенная для древесных топливных гранул (пеллет) в отопительных водогрейных котлах, изготовленная ООО «Общемаш» (Горелка пеллетная РВ10/20КС, РВ14/40КС, РВ10/20КМ, РВ14/40КМ Руководство по эксплуатации ОМС 636.00.00 РЭ, паспорт ОМС636.00.00 ПС, 2011 г) и содержащая установочную плиту горелки, которая крепится к установочной плите котла. Две боковых, верхняя стенки и дно горелки ограничивают область горения пеллет.В донной части горелки размещен чугунный колосник, на котором происходит горение пеллет.Устройство поджига предназначено для нагрева воздуха до высоких температур для розжига пеллет и представляет собой электрический нагреватель - спираль накаливания, намотанную на керамический сердечник, установленный внутри металлического корпуса цилиндрической формы. Корпус устройства поджига и электрический нагреватель внутри его ориентированы вдоль потока поступающего воздуха. Корпус по периметру имеет входные отверстия для забора воздуха и трубку для выхода горячего воздуха, конец трубки, введен в полость горения пеллет. Воздух от вентилятора поступает через отверстия в корпусе к нагретой спирали, нагревается и далее через трубку поступает к пеллетам. Воздух для розжига пеллет и поддержания процесса горения подается вентилятором, который установлен на корпусе дутьевой камеры - кожуха. В верхней части кожуха установлена труба для приема пеллет, а под ней расположен лоток, состоящий из двух частей. Одна часть лотка установлена выше другой с зазором между ними. В указанный зазор установлен фотоприемник для контроля наличия пламени. Управление работой горелки производится блоком управления.
Недостатком горелки является то, что конструкция устройства поджига, требует наличия мощного вентилятора для обеспечения воздухом во время розжига пеллет. Это связано с тем, что входные отверстия имеют небольшой диаметр для захода воздуха в устройство поджига и трубку с малым диаметром для выхода горячего воздуха. Это приводит к высокому аэродинамическому сопротивлению в устройстве поджига. Кроме того, нагретый воздух производит розжиг пеллет, находящихся непосредственно возле трубки. Это небольшой объем пеллет, на который происходит воздействие. Создается малый очаг горения, что приводит к увеличению времени процесса розжига и медленного выхода горелки на режим.
Кроме этого, горелка неудобна в эксплуатации. Для проведения очистки горелки необходимо установочную плиту, на которой крепится горелка отсоединить от установочной плиты, закрепленной на котле. Затем вытащить горелку в помещение котельной и проводить очистку. Такое крепление горелки требует дополнительных крепежных элементов и ухудшает санитарно-гигиенические условия помещения.
Задачей полезной модели является создание простой и удобной в эксплуатации пеллетной горелки, обеспечивающей эффективное горение топлива.
Поставленная задача решается путем создания пеллетной горелки, содержащей блок управления, 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, согласно формуле полезной модели, электрический нагреватель, находящийся в корпусе устройства поджига, имеет поперечное расположение по отношению к оси горелки и нагнетаемому потоку воздуха, крепление установочной плиты на корпусе осуществляется в проеме отопительного устройства с возможностью поворота, достигаемого креплением элементов горелки на установочной плите со смещением в сторону оси поворота.
Задача решается также благодаря тому, что в качестве электрического нагревателя установлена галогенная лампа. Выходное отверстие в корпусе поджига выполнено на всю ширину полости горения в виде щели или в виде ряда перфорированных отверстий. Крепление установочной плиты на корпусе отопительного устройства осуществляется на шарнирах.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».
В пеллетной горелке поперечное расположение электрического нагревателя по отношению к оси горелки и нагнетаемому потоку воздуха позволяет увеличить площадь теплосъема, повысить эффективность горения за счет сокращения времени розжига и выхода горелки на рабочий режим. Установка галогенной лампы в качестве электрического нагревателя позволяет решать поставленную задачу и кроме того, она легко заменима в случае выхода из строя.
Выполнение щелевого выходного отверстия или перфорированных выходных отверстий в корпусе устройства поджига на всю ширину полости горения позволяют быстро и в большом объеме прогреть пеллеты, что сокращает время розжига и выхода горелки на рабочий режим.
Крепление элементов горелки на установочной плите со смещением в сторону оси поворота, а также крепление установочной плиты на корпусе отопительного устройства в проеме для дверки с возможностью поворота, позволяет проводить осмотр и чистку горелки, не снимая ее с установочной плиты. Достаточно установочную плиту повернуть на шарнирах, и корпус горелки выдвигается наружу. Это сокращает время и повышает удобство эксплуатации и обслуживания горелки.
Сущность технического решения горелка пеллетная, поясняется чертежами. На фиг.1 представлена в продольном разрезе пеллетная горелка;
- на фиг.2 - представлен поперечный разрез пеллетной горелки.
Горелка пеллетная представляет собой конструкцию, элементы которой расположены по обе стороны установочной теплоизолированной плиты 1 и закреплены на ней со смещением от центра плиты в сторону шарниров 2. Смещение элементов горелки в сторону шарниров 2 позволяет беспрепятственно вращать установочную плиту 1 для выдвижения корпуса горелки наружу. Горелка содержит корпус, выполненный из листового металла и состоящий из боковых стенок 3, дна 4, крышки 5 и образующих полость горения топлива. На боковых стенках 3 и дне 4 выполнены крепежные элементы 6 для крепления корпуса горелки к установочной плите 1. На дно 4 с зазором 7 установлен съемный, выполненный из листового металла колосник 8, повторяющий форму дна 4 горелки. Зазор 7 между дном 4 горелки и колосником 8 образует канал для подачи воздуха в зону горения через отверстия в колоснике 8. На установочной плите 1 выполнено окно 9 для установки колосника 8 и устройства поджига 10. Устройство поджига 10 состоит из корпуса 11, в котором крепятся цоколи 12 и электрический нагреватель
13. в данном примере конкретного выполнения установлена галогенная лампа. Электрический нагреватель 13 имеет поперечное расположение относительно оси горелки и нагнетаемому потоку воздуха. Корпус 11 устройства поджига 10 выполнен из листового металла, имеет поперечный размер, соответствующий внутреннему поперечному размеру полости горения. В корпусе 11 выполнены отверстия
14. например щелевые для обеспечения свободного прохождения воздуха. Корпус 11 устройства поджига 10 размещен над колосником 8 и частично выдвинут в полость горения, с выходной для воздуха щелью 14 для обеспечения контакта с гранулами топлива (пеллетами). Выше окна 9 на установочной плите 1 выполнено окно 15 для установки лотка, направляющего гранулированное топливо (пеллеты) в полость горения. На противоположной стороне установочной плиты 1 установлен корпус дутьевой камеры 16, в котором размещен вентилятор 17, подающий воздух для горения и закрепленный на корпусе дутьевой камеры 16. При работе вентилятора в объеме дутьевой камеры возникает избыточное давление. В верхней части корпуса дутьевой камеры 16 установлена труба 18 для приема гранулированного топлива (пеллет). Под трубой 18 с зазором 19 расположен наклонный лоток подачи пеллет, который состоит из верхнего лотка 20 и нижнего лотка 21. Эти два лотка 20 и 21 установлены с зазором 22 между ними и под углом, обеспечивающим скатывание гранулированного топлива (пеллет) на колосник 8 в полость горения. В зазор между лотками установлен фотоприемник 23, с помощью которого контролируется наличие пламени в горелке. Воздух, проходя через щели 22, 19 охлаждает лоток и способствует быстрому скатыванию пеллет. Это исключает образование столба пеллет на лотке, а следовательно, их воспламенение. Кроме этого, избыточное давление в дутьевой камере исключает обратную тягу и предотвращает возможность проникновения пламени в трубу 18 для приема пеллет. Крепление установочной плиты 1 на корпусе отопительного устройства осуществляется в проеме, предназначенном для дверки, и крепится на шарниры 2. При необходимости перехода работы отопительного устройства на другой вид топлива, например дрова, установочную плиту снимают с шарниров и навешивают дверку. Горелка оснащена блоком управления (на фигуре не показана), обеспечивающего автоматическую работу.
Работа горелки осуществляется следующим образом. Закрепляют на установочной плите 1 со смещением к шарнирам элементы горелки и дутьевую камеру с вентилятором.
Установочную плиту 1 навешивают на шарниры 2 в дверном проеме отопительного устройства. Закрепленный на установочной плите корпус горелки проходит через дверное отверстие и далее в топку отопительного устройства.
Через блок управления подают команду на подачу пеллет.Гранулированное топливо, например, пеллеты подают в трубу 18. Пеллеты под собственным весом ссыпаются по лоткам 20 и 21 и падают на колосник 8, попадая в полость горения.
Розжиг топлива (пеллет) производится устройством поджига 10. Для этого через блок управления подается команда для начала работы устройства поджига 10 и работы вентилятора 17. Воздух для горения подается вентилятором 17. Происходит нагрев электрического нагревателя 13, например, галогенной лампы и проходящего через устройство поджига 10 воздуха. Подаваемый, разогретый воздух эффективно высушивает весь объем пеллет, находящихся в зоне горения. Передняя часть устройства поджига 10, разогретая до высоких температур, имеет большую площадь контакта с пеллетами. Вследствие высокой температуры воздуха и контакта с разогретым металлом, происходит объемное воспламенение пеллет.
Наличие пламени фиксируется фотоприемником 23. В процессе розжига, после возникновения пламени, фотоприемник 23 передает сигнал на отключение устройства поджига 10. В случае, если отсутствует пламя, фотоприемник 23 подает сигнал на блок управления для отключение подачи пеллет.Гранулы в процессе горения теряют форму, распадаются и превращаются в пепел. Основная часть пепла воздухом уноситься из полости горения. Для очистки горелки от пепла установочную плиту 1 поворачивают на шарнирах 2 и корпус горелки выдвигается из отопительного устройства наружу. В таком положении корпуса горелки удобно проводить ее очистку от пепла.
Данная конструкция пеллетной горелки конструктивно проста, удобна в эксплуатации и обслуживании и обеспечивает быстрый и объемный поджиг пеллет, что обуславливает быстрый выход на рабочий режим и эффективное сгорание топлива. Возможность очистки горелки непосредственно на отопительном устройстве позволяет улучшить санитарно-гигиенические условия помещения. Легкая замена установочной плиты на дверку повышает универсальность оборудования.