ПЕЛЛЕТНАЯ ГОРЕЛКА
PELLET BURNER

Техническое решение относится к области машиностроения и может использоваться в бытовых обогревательных системах, работающих на гранулированному топливе (пеллете) от сельскохозяйственных переработок.
Известно техническое решение №2058, UA, Бюл. №9, 2003 г., включающее коллектор с тремя трубчатыми горелками, параллельно установленными между собой и перпендикулярно к коллектору.
Известно техническое решение №59866, UA, Бюл. №9, 2003 г., содержащее цилиндрический корпус, внутри которого установлено множество труб, соединенных с конусом. В конусе выполнены отверстия для подачи воздуха. Труба, подающая газ, подсоединена к конусу.
Также известно техническое решение №39688, UA, Бюл. №5, 2001 г., которое содержит корпус, а внутри корпуса расположен коллектор, П-образная горелка с отверстиями и зажигалка.
Указанные выше технические решения рассчитаны под сжигания газовоздушной смеси и не пригодны для сжигания твердого гранулированного топлива.
Наиболее близким по сущности техническим решением, является последнее - отверстия расположены почти по замкнутому периметру.
Для устранения такого недостатка поставлена задача - создать горелку для сжигания твердого гранулированного топлива.
Для решения поставленной задачи предложена пеллетная горелка, которая так же, как и известная, включает корпус с установленными зажигалкой и коллектором, имеющим отверстия.
В отличие от известного в заявляемом техническом решении 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 корпуса расположен коллектор, внутренняя часть которого имеет тарельчатую форму с отверстиями по кругу. В средней части коллектора расположен зубчатый диск, взаимодействующий с кулисным и кулачковым механизмами. Последний расположен на конце вала, выходящего с полости корпуса. Внутри полости корпуса на валу установлен шнек и связан он с электрорегулирующим приводом цепной передачей и редуктором. Головка и коллектор, в нижних их частях, имеют по два радиальных канала.
Отличительные признаки заявленной пеллетной горелки новы, достаточны и необходимы для выполнения поставленной задачи, имеют ряд положительных качеств, которые влияют на технический результат, а именно:
- корпус выполнен в виде трубы с крутоизогнутым отводом, на конце которого установлена головка. Такая труба не имеет острых углов и переходных колен, поэтому не будут возникать застойные зоны. Гранулы, движущиеся по трубе, встречают минимальное сопротивление.
- головка корпуса выполнена увеличенного диаметра, чем труба. При горении гранул создается факел, который в нижней части имеет расширение. Этот фактор учтен и в техническом решении, конструктивно заложен объем для факела.
- головка корпуса имеет два подвода воздуха. Два подвода воздуха создадут более качественную подачу воздуха в зону горения. Происходит выравнивание расхода воздуха через отверстия по мере их удаления от подводов.
- 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. При работе горелки корпус получает тепло. Проходящий воздух через полость обечайки отбирает тепло от корпуса. Таким образом, происходит охлаждение корпуса, это значит, что исключается преждевременное возгорание гранул в полости корпуса, где расположен шнек.
- обечайки имеют выходные патрубки. Подогретый воздух из полости обечайки будет поступать в топку, в зону догорания несгоревших продуктов. Такой цикл особенно важен в холодное время года и при большой влажности воздуха.
- полости корпуса и обечайки разделены. Это значит, что воздух, подаваемый в полость обечайки, не будет попадать в полость корпуса и не будет разрушать зону горения.
- на головке корпуса расположен коллектор, внутренняя часть которого имеет тарельчатую форму с отверстиями по кругу. Такая конструкция тарелки обеспечивает равномерную подачу воздуха в зону горения и создание конусообразной формы зоны горения как по пламени, так и по сгораемому продукту.
- в средней части коллектора установлен зубчатый диск. Зубчатый диск исполняет функцию зубчатого колеса. Диск передает прерывистое вращательное движение.
- зубчатый диск взаимодействует с кулисным и кулачковым механизмами. Кулачковый механизм расположен на конце вала, выходящего с полости корпуса. Внутри полости корпуса на валу установлен шнек и связан он с электрорегулирующим приводом цепной передачей и редуктором. Данная кинематическая связь увязывает подачу продукта в зону горения с периодическим поворачиванием коллектора, при этом шнек обеспечивает постоянную подачу продукта в зону горения.
- головка и коллектор, в нижних их частях, имеют по два радиальных канала. Такая конструкция головки и коллектора исключает накопление пепла в полости, образованной стенками коллектора и корпуса.
Все отличительные признаки находятся в причинно-следственной связи с полученным техническим результатом и позволяют на должном уровне решить поставленную задачу. Таким образом, признаки заявляемого технического решения являются существенными.
Сущность технического решения, пеллетная горелка, поясняется чертежами.
На фиг.1 схематически изображена пеллетная горелка.
На фиг.2 - вид сверху фиг.1.
Пеллетная горелка включает корпус 1, выполненный в виде трубы с крутоотогнутым отводом, на конце которого установлена головка 2 увеличенного диаметра с двумя подводами 3, 4 воздуха. Другой конец корпуса 1 расположен в полости обечайки 5. Полость обечайки имеет входное окно 6 и выходные патрубки 7, 8. Корпус 1 и обечайка 5 соединены фланцем 9, в котором имеется окно 10. На головке 2 корпуса 1 расположен коллектор 11. Внутренняя часть коллектора 11 выполнена в виде тарелки. По кругу вогнутой окружности коллектора 11 расположены отверстия 12. В средней части к коллектору 11 прикреплен зубчатый диск 13, который взаимодействует с кулисным 14 и кулачковым 15 механизмами. Кулачковый механизм 15 расположен на валу 16, который выходит с полости корпуса 1. Внутри полости корпуса 1 на валу 16 установлен шнек 17. Шнек кинематически связан с электрорегулирующим приводом 18 цепной передачей 19 и редуктором 20. Кроме того, головка 2 корпуса 1 и коллектор 11, в нижней их части, имеют по два радиальных канала 21. На выходе из полости корпуса в полость коллектора установлена зажигалка 22.
Пеллетная горелка работает следующим образом.
Электрорегулирующим приводом 18 через редуктор 20 и цепную передачу 19 вращается вал 16 со шнеком 17 и подает в полость корпуса гранулированное топливо - пеллеты. На поворотном участке корпуса гранулы подымаются вверх, занимают полость головки 2 и входят в полость коллектора 11 зоны горения. В этой зоне гранулы обдуваются воздухом по всей окружности, происходит интенсивное горение. В процессе горения, из-за обдува периферии очага горения, его наружные слои сгорают интенсивнее по сравнению со срединой. Кроме того, во время горения коллектор 11 делает прерывистое вращательное движение. Струйки воздуха, вышедшие с отверстий 12 коллектора 11, копируют движение и способствуют горению гранул в застойных зонах очага горения. Таким образом, очаг горения имеет вид правильного конуса со скругленной вершиной.
Гранулы в процессе горения теряют форму, распадаются и превращаются в пепел. Основная часть пепла воздухом уносится из зоны коллектора 11, а какая-то минимальная часть пепла может попасть во внутреннюю полость коллектора 11 и головки 2. А так как коллектор 11 прерывисто движется, то пепел уйдет через радиальные каналы 21 коллектора 11 и головки 2. Прерывистое движение коллектора 11 осуществляется зубчатым диском 13 и действием на него кулисного 14 и кулачкового 15 механизмов. На кулачковый механизм 15 действует вал 16, который является продолжением шнека 17.
При работе горелки корпус в расширяющейся его части нагревается и передает тепло в среднюю часть. Однако часть корпуса, которая расположена в полости обечайки 5, охлаждается воздухом, поступающим от вентиляционной установки (не показано). Подогретый воздух через патрубки уходит в топку на поддержание горения несгоревших летучих фракций гранулированного топлива.
Данное техническое решение новое и полезное, особенно когда остро стоит вопрос об альтернативных видах топлива.
Заявляемая пеллетная горелка конструктивно проста и технологически выполнима.