ТЕПЛОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к устройствам в области теплотехники и может быть использована для обогрева производственных помещений, в системах поддержания микроклимата животноводческих и птицеводческих помещений, хранилищ, в агрегате с сушилками и т.п.
Известен воздухоподогреватель ВПТ-400 (Захаров А.А. Применение тепла в сельском хозяйстве. М.: Колос, 1974, с.45-46). Воздухоподогреватель состоит из камеры сгорания с теплообменником, кожуха, системы подачи топлива, форсунки, осевого и дутьевого вентилятора. Для удобства транспортировки воздухоподогреватель имеет пневматическое шасси. Однако в данном устройстве не используется более дешевое твердое топливо (дрова, торфяные брикеты), в воздухоподогревателе предусмотрен одинарный проход воздуха между нагретыми поверхностями, что не обеспечивает достаточно высокого теплового КПД.
Прототипом заявленного устройства является теплогенератор (автор Егоров П.Е., RU №13692, кл. F 24 Н 3/02, опубл. 10.05.2000, Бюл. №13), содержащий камеру сгорания с теплообменником, осадочную камеру, вентилятор и дымовую трубу. Камера сгорания имеет кожух, колосниковую решетку, дверцу топки, поддувало и зольный ящик. В задней части полости теплообменника размещена осадочная камера. Кожуха камеры сгорания и теплообменника выполнены в форме арки и образуют между собой каналы для подогрева воздуха и для выхода дымогазовой смеси. Камера сгорания и дымогазовый канал соединены пятью дымогарными патрубками. Для забора наружного воздуха по контуру поперечного сечения в задней части теплогенератора, перед осадочной камерой, смонтирован воздухозаборник, обращенный своим щелевым каналом в сторону топки. Для охлаждения передней стенки камеры сгорания предусмотрен воздушный канал, образованный двумя направляющими пластинами, при этом в передней стенке наружного кожуха
между дверцей поддувала и дверцей топки имеется щелевое отверстие для забора воздуха. Осадочная камера разделена на две части перегородкой, выполненной в виде пластины - полукруга и приваренной к потолочной части кожуха теплообменника. В задней части осадочной камеры имеется съемный люк прямоугольной формы. Все устройство теплогенератора смонтировано на поперечных и двух продольных балках-полозьях.
Однако известное устройство обладает рядом недостатков. В камере сгорания перемычка, поддерживающая колосниковые решетки и расположенная посередине, быстро прогорает. Дверца топки, выполненная из стальных пластин, со временем подвергается короблению. Пять дымогарных патрубков из-за их близкого расположения ослабляют термическую прочность торцевой части дымогазового канала теплообменника, через два года эксплуатации появляются разрывы электрошвов по контуру торца. Конструкция воздухозаборника по контуру поперечного сечения теплогенератора не совершенна с точки зрения аэродинамики и приводит к падению производительности вентилятора. Затруднена также очистка дымогазового канала от сажи в верхней его части из-за перегородки, установленной посередине осадочной камеры и низкого расположения люка в задней части теплогенератора. Дверцу поддувала также трудно зафиксировать в определенном положении для регулирования подачи воздуха в топку. Для осмотра и ремонта кожухов теплообменника надо разрезать наружный кожух. Затруднена очистка осадочной камеры от сажи и влаги, скапливающейся на ее дне.
Задачей создания полезной модели является повышение надежности конструкции и удобства эксплуатации, а также увеличение КПД устройства.
Для достижения поставленной цели теплогенератор, содержащий камеру сгорания, выполненную в виде кожуха, колосниковой решетки, топки с дверцей, поддувала и зольного ящика, теплообменник, выполненный в форме арки с нижней горизонтальной частью и расположением канала для топочных газов между внешним и внутренним каналами для воздуха, осадочную камеру, выполненную в виде вертикальной полости, разделенной вертикальной
перегородкой, устройство для забора воздуха, вентилятор и дымовую трубу, согласно полезной модели, теплообменник соединяется с камерой сгорания тремя радиальными дымогарными патрубками, колосниковая решетка топки крепится на двух продольных боковых пластинах поддувального пространства. Перегородка осадочной камеры выполнена съемной и крепится на крюках. Дно осадочной камеры имеет два отверстия, перекрываемых шиберами. Люк в задней части камеры выполнен по всей ее площади. Устройство для забора воздуха выполнено в виде прямоточного конфузора с размещением входной щели в задней части теплогенератора с перекрытием ее защитной решеткой из прутка. Наружный кожух теплогенератора выполнен съемным и соединяется с выступающими наружу пластинами поддувального пространства болтами. В предложенном устройстве дверца топки выполнена наклонной, а дверца поддувала выполнена в виде жалюзи.
Целесообразность предлагаемых технических решений обосновывается следующим.
Расположение колосниковых решеток на боковых продольных пластинах топки исключает их прогорание, так как они всегда будут прикрыты золой, также как и торцевые полочки.
Применение массивной дверцы топки в наклонном положении, а также выполнение дверцы поддувала в виде жалюзи упрощают эксплуатацию теплогенератора.
Применение трех дымогарных патрубков, соединяющих камеру сгорания и теплообменник, увеличивает термическую прочность и надежность элементов теплогенератора, при этом не ухудшая его теплотехнической характеристики.
Съемная перегородка в осадочной камере, а также люк, выполненный по размеру всей площади ее задней стенки, позволяют беспрепятственно очищать от нагара дымогазовую полость теплообменника.
Два отверстия в дне осадочной камеры позволяют легко освободить теплогенератор от накопившейся сажи.
Применение конфузора прямоточной конструкции для забора воздуха улучшает аэродинамику воздушного потока, а, значит, и увеличивает производительность вентилятора. Холодный воздушный поток омывает также и стенки осадочной камеры, что увеличивает площадь теплообмена и повышает КПД теплогенератора.
Закрепление наружного кожуха теплогенератора болтами, а не сварным соединением, как это было в прототипе, делает конструкцию разборной, что позволяет без разрушений кожуха, путем его снятия, проводить осмотр и ремонт элементов теплообменника.
Решетка из прутков на конфузоре исключает случайное попадание посторонних предметов в каналы теплообменника.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где показаны:
фиг.1 - главный вид теплогенератора с продольным разрезом;
фиг.2 - вид теплогенератора слева;
фиг.3 - вид теплогенератора справа;
фиг.4 - поперечное сечение по А-А;
фиг.5 - разрез по В-В.
Теплогенератор содержит камеру сгорания I, поддувальное пространство II, теплообменник III, осадочную камеру IV и дымовую трубу V.
Камера сгорания включает кожух 1, колосниковую решетку 2, состоящую из двух секций, которые располагаются на двух продольных боковых пластинах 3 и торцевых полочках 4, загрузочное окно 5, закрываемое дверцей топки 6. Кожух топки имеет в передней верхней части три дымогарных патрубка 7.
В поддувальном пространстве располагается зольный ящик 8, имеющий ручку 9 с ребром жесткости 10, дверцу поддувала 11, выполненную в виде жалюзи. Поддувальное пространство сверху перекрывается двумя потолочными пластинами 12.
Теплообменник состоит из приточных воздушных каналов 13 и 14 и дымогазового канала 15, которые образованы наружным 16 и внутренними
кожухами - 17, 18 и 1. Кожух 18 заканчивается раструбом 19 с фланцем для соединения с вентилятором. Наружный кожух 16 стыкуется с конфузором 20. Щелевые заборные отверстия 21 и 22 расположены в верхней задней части кожуха 16 и под загрузочным окном 5. Между передней стенкой наружного кожуха и камеры сгорания расположены направляющие пластины воздушного потока 23. Заборное отверстие по контуру теплогенератора в задней его части, образованное конфузором 20, ограждено прутковой решеткой 24, которая крепится к диафрагмам 25, а отверстия 21 и 22 защищены козырьками 26 и 27.
Осадочная камера находится между задней стенкой кожуха топки 1 и люком 28. Камера разделена съемной перегородкой 29, подвешиваемой на крюках 30. На дне осадочной камеры имеются два отверстия 31, перекрываемые заслонками. В верхней части осадочная камера имеет патрубок 32, на котором монтируется дымовая труба.
Вся конструкция теплогенератора смонтирована на поперечных балках 33, которые расположены на двух продольных балках - полозьях 34.
Теплогенератор монтируется с вентилятором среднего давления соответствующей производительности.
Теплогенератор работает следующим образом.
После загрузки и розжига твердого топлива дверца топки 6 закрывается, а дверца поддувала 11 устанавливается в положение, обеспечивающее необходимую интенсивность горения.
При сгорании топлива полученные газообразные продукты из камеры сгорания I через дымогарные патрубки 7 поступают в дымогазовый канал 15, где нагревают его стенки, а затем попадают в осадочную камеру IV, оттуда - в дымовую трубу V. В осадочной камере взвешенные частицы дымовых газов оседают, а стенки камеры получают часть тепла.
Наружный воздух засасывается вентилятором через воздухозаборники, представленные конфузором 20 и щелевыми отверстиями 21 и 22, и проходит сначала по приточному воздушному каналу 14, а затем по внутреннему
каналу - 13, где нагревается сначала от стенок осадочной камеры, затем от стенок дымогазовой полости и, наконец, от стенок камеры сгорания. Нагретый воздух через раструб 19 попадает в вентилятор и дальше - в обогреваемый объект.
В заявленном устройстве можно достичь температуры воздуха на выходе до 60-70°С с высоким тепловым КПД.