МЕХАНИЗМ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ВОЗДУХА В ПЕЧИ
MECHANISM FOR CONTROL OF AIR FLOW IN FURNACE

Изобретение относится к отопительным печам и может быть использовано при разработке печей и нагревательных устройств для приготовления пищи и отопления помещения.
Известна металлическая переносная печь для твердого топлива с колосниковой решеткой, содержащая вертикально ориентированный корпус с зоной горения, в котором выполнены каналы подачи воздуха в зону горения, вытяжную трубу, дверцу, установленную в корпусе (а.с. СССР №119991, класс 36а - МПК: F24B 1/00, 5/00 - прототип).
В данной печи топливо загружается в зону горения через дверь и поджигается, при этом воздух подается через колосники в нижнюю часть столба топлива. При такой подаче воздуха происходит возгорание всего объема топлива, с кратковременным повышением температуры печи при сгорании топлива. При последующем добавлении топлива, например дров, топливо также воспламеняется снизу и сгорает за достаточно короткий промежуток времени с кратковременным выделением тепла. Для поддержания процесса горения в печи в печь необходимо через достаточно короткие промежутки времени, зависящие от рода применяемого топлива, добавлять очередные порции топлива, что приводит к усложнению эксплуатации печи и дополнительным затратам времени на ее обслуживание.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание печи, конструкция которой позволит повысить полноту сгорания топлива, теплоотдачу и значительно увеличить время работы печи при неизменном расходе топлива.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном механизме регулирования расхода воздуха в печи, содержащей корпус с зоной горения, в котором выполнены каналы подачи воздуха в зону горения таким образом, что одна их часть постоянно соединяет зону горения с окружающей атмосферой, а другая - дополнительная - выполнена с возможностью их перекрытия, вытяжную трубу, дверцу в корпусе, согласно изобретению, он выполнен в виде профилированного рычага, установленного с возможностью качания в корпусе печи, при этом один его конец расположен в зоне размещения топлива и взаимодействует с ним, а другой - кинематически связан со шторкой, перекрывающей дополнительный канал подачи воздуха в зону горения.
Для оптимизации конструкции печи и механизма регулирования расхода воздуха в печи, рычаг может быть выполнен Г-образным.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез печи, положение топлива, направление потоков воздуха и положение рычага механизма регулирования расхода воздуха в начальный момент времени, на фиг.2 - положение рычага механизма регулирования расхода воздуха в конечный момент времени, на фиг.3 - положение рычага механизма регулирования расхода воздуха в начальный момент времени в увеличенном масштабе, на фиг.4 - положение рычага механизма регулирования расхода воздуха в конечный момент времени.
Печь содержит вертикально ориентированный корпус 1 с зоной горения 2. В корпусе 1 выполнены каналы 3 и 4 подачи воздуха в зону горения 2. Каналы подачи воздуха 3 выполнены таким образом, что они постоянно соединяют зону горения 2 с окружающей атмосферой, а их выходные части 5 соединены с верхней областью зоны горения 2. Каналы подачи воздуха 4 выполнены с возможностью перекрытия их проходного сечения при помощи устройства 6. Выходные части 7 каналов 4 располагаются в верхней части зоны горения 2. На корпусе 1 установлена дверца 8 для загрузки топлива 9 и контроля процесса горения, и вытяжная труба 10 для отвода продуктов сгорания. Устройство 6 выполнено, например, в виде профилированного рычага 11, установленного с возможностью качания в корпусе 1 печи, при этом конец 12 рычага 11 расположен в зоне размещения топлива и взаимодействует с ним, на конце 13 установлена шторка 14, перекрывающая дополнительный канал 4 подачи воздуха в зону горения. На конце 15 рычага установлен груз 16.
Предложенный регулятор расхода воздуха для печи работает следующим образом.
Через дверцу 8 в вертикально ориентированный корпус 1 печи, в зону горения 2, укладывается топливо 9, например, дрова. Дрова заполняют весь объем зоны горения, и давят на конец 12 рычага 11, находящийся в данной зоне. Рычаг 11 проворачивается вокруг оси вращения, конец 12 занимает вертикальное положение, конец 15 вместе с грузом 16 приподнимается, при этом шторка 14 перекрывает дополнительный канал 4 подачи воздуха в зону горения. После полной загрузки топлива в зону горения 2, через выходные части 5 каналов 3 в зону горения 2 поступает воздух. Каналы 4 в это время закрыты при помощи шторки 14 устройства 6. Верхнюю часть образовавшегося столба топлива 9 поджигают. Топливо 9 начинает гореть в своей верхней части, причем сам процесс горения продолжается достаточно долгое время, так как воспламеняется и горит не все топливо сразу, а верхняя его часть, ограниченная стенками зоны горения 2. Продукты сгорания отводятся через трубу 10. По мере прогорания верхней части столба топлива 9, при необходимости, через дверцу 7 подкладываются новые порции топлива, которые затем сгорают. Большая часть ранее заложенного столба топлива 9 при этом остается в исходном состоянии и удерживает рычаг 11 в положении, при котором шторка 14 перекрывает дополнительный канал 4 подачи воздуха в зону горения.
Воздух, поступающий через каналы 3, эффективно участвует в процессе горения только при определенной высоте столба топлива. При выгорании топлива 9 ниже определенного уровня, например ниже половины столба, конец 12 рычага 11 освобождается от воздействия сгоревшего топлива и под действием груза 16, проворачивается вокруг оси вращения. Шторка 14 отходит в сторону, в данном случае - вправо, и открывает дополнительный канал 4 подачи воздуха. В верхнюю часть зоны горения начинает подаваться воздух через выходные части 7 канала 4, что способствует продолжению процесса горения с заданной эффективностью. Продукты сгорания отводятся через трубу 10.
Проведенные авторами и заявителем испытания полноразмерного образца печи с предложенным механизмом регулирования расхода воздуха подтвердили правильность заложенных конструкторско-технологических решений.
Использование предложенного технического решения позволит повысить экономичность работы печи и увеличить время ее работы при неизменном расходе топлива.