ОТОПИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области теплотехники, а именно, к отопительно-варочным конвекционно-излучающим печам длительного горения с использованием твердого топлива и может быть использована для обогрева жилых, бытовых, производственных и вспомогательных помещений, дачных домиков и теплиц, а также для приготовления пищи.
Известно отопительное устройство по патенту РФ №2242679, F24B 5/06, F24B 7/02, 2004 г., включающее: корпус образованный верхней плоскостью, боковыми и задней стенками, причем верхняя часть корпуса с передней стенкой выступает вперед над дверцей топки, колосниковую решетку, установленную в днище корпуса, и поддувало под колосниковой решеткой, сообщающееся с внутренней полостью корпуса через ее отверстия. Внутри корпуса вдоль задней и выступающей части передней стенки расположены прямые воздуховоды, выполненные в виде труб с открытыми торцами, сообщающимися с атмосферным воздухом. При этом торцы воздуховодов у задней стенки жестко закреплены в отверстиях донной части и верхней плоскости корпуса, а торцы прямых воздуховодов, расположенных у передней стенки, жестко закреплены в отверстиях верхней плоскости корпуса и дна выступающей верхней части корпуса. Изогнутые воздуховоды с открытыми торцами, сообщающимися с атмосферным воздухом, расположены вдоль боковых стенок корпуса в шахматном порядке. Одни их торцы жестко закреплены в отверстиях днища корпуса, а противоположные торцы жестко закреплены в отверстиях противолежащих верхних частей боковых стенок корпуса. Топочная камера в корпусе образована перекрещивающимися изогнутыми воздуховодами и состоит из двух зон: верхней зоны и нижней зоны, являющейся топкой, которая снабжена дверцей на передней стенке корпуса для загрузки топлива. Сверху и снизу на наклонных частях изогнутых воздуховодов расположены верхние и нижние экраны, образующие соответственно верхний и нижний газоходы. Патрубки для подачи воздуха в верхнюю зону топливной камеры с открытыми торцами, один конец которых входит в расположенные друг против друга прямые воздуховоды, и изогнут навстречу потоку воздуха, а второй расположен в верхней части топочной камеры, перед входом в нижние газоходы. Концы патрубков, расположенные в топочной камере могут быть снабжены жиклерами. Верхние экраны соединены между собой, образуя двугранный угол.
Эта конструкция сложна в эксплуатации, т.к. требует периодической очистки газоходных каналов от накапливающихся в них сажи и золы, для чего необходимо убирать трубу дымохода и через люк дымохода с помощью дополнительных приспособлений чистить каналы.
Задачей данной полезной модели является повышение эффективности и эксплуатационных свойств отопительного устройства за счет интенсификации процесса горения в верхней зоне топочной камеры без периодических операций по очистке газоходных каналов в процессе его эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что отопительное устройство, содержащее корпус, образованный верхней плоскостью, боковыми, передней и задней стенками, при этом верхняя часть корпуса с передней стенкой выполнена выступающей вперед над дверцей топки; люк дымохода, расположенный в верхней части корпуса; колосниковую решетку, установленную в днище корпуса; поддувало, расположенное под колосниковой решеткой и сообщающееся с внутренней полостью корпуса через ее отверстия; прямые воздуховоды, выполненные в виде труб с открытыми торцами, сообщающимися с атмосферным воздухом, установленные вдоль задней и выступающей части передней стенок внутри корпуса, причем торцы прямых воздуховодов, расположенных у задней стенки жестко закреплены в отверстиях донной части и верхней части корпуса, а торцы прямых воздуховодов, расположенных у передней стенки, жестко закреплены в отверстиях верхней плоскости корпуса и дна выступающей верхней части корпуса; вдоль боковых стенок корпуса в шахматном порядке расположены изогнутые воздуховоды с открытыми торцами, сообщающимися с атмосферным воздухом, при этом торцы их прямой части жестко закреплены в отверстиях днища корпуса, а противоположные торцы изогнутой части, жестко закреплены в отверстиях противолежащих верхних частей боковых стенок корпуса, а их перекрещивающиеся верхние части образуют топочную камеру, состоящую двух зон: нижней - топки, снабженной дверцей на передней стенке корпуса, и верхней зоны топочной камеры; патрубки с открытыми торцами для подачи воздуха в верхнюю зону топливной камеры, жестко закреплены в прямых воздуховодах так, что один конец входит в расположенные друг против друга прямые воздуховоды и изогнут навстречу потоку воздуха, а второй расположен в верхней части топочной камеры, кроме того, оно снабжено расположенными на наклонных частях изогнутых воздуховодов сверху и снизу верхними и нижними экранами, образующими газоходные каналы, согласно полезной модели предлагается верхние экраны расположить с зазором относительно друг друга по всей их длине.
Люк дымохода может быть расположен на верхней плоскости корпуса или в верхней части задней стенки корпуса.
Для удобства удаления золы поддувало может быть снабжено зольником, выполненным в виде выдвижного ящика.
Концы патрубков для подачи воздуха в верхнюю зону топливной камеры могут быть установлены на разных уровнях для повышения равномерности его распределения, что увеличивает эффективность горения, за счет повышения полноты сгорания топлива, а значит, обеспечивает более высокую теплоотдачу.
Для увеличения срока службы без прогорания дверца топки по периметру может быть снабжена слоем теплоизолятора.
Для регулирования и обеспечения равномерности горения, например, при необходимости его форсирования или для просушивания сырого топлива, колосниковая решетка может быть выполнена сменной.
При расположении люка дымохода в задней стенке корпуса, отопительное устройство может быть дополнительно снабжено устройством для сбора конденсата, которое повышает эффективность работы устройства за счет более полной очистки газоходных каналов в процессе эксплуатации, путем исключения попадания конденсата из дымохода в топочную камеру.
Устройство для сбора конденсата, может быть выполнено в виде трубы с трубчатым ответвлением в средней части, один торец которого установлен в полости трубы,, а другой - предназначен для установки в люке дымохода, при этом нижний торец трубы устройства для сбора конденсата снабжен элементом для вывода конденсата из трубы, например, крышкой или отверстием с герметичной крышкой.
Торец трубчатого элемента, находящийся в полости трубы устройства для сбора конденсата может быть расположен под углом к ее центральной оси для задания направления потоку топочных газов вдоль центральной оси дымоходной трубы.
Устройство для сбора конденсата может быть снабжено заслонкой, установленной с возможностью регулируемого перекрывания его выхода.
Расположение экранов газоходных каналов с зазором по всей их длине обеспечивает повышение эффективности и эксплуатационных свойств отопительного устройства за счет эффекта постоянной самоочистки газоходных каналов от частиц сажи и золы путем догорания их в небольшой части языков пламени и питающего воздуха, попадающих через зазор, а также попадания оставшихся частиц через зазор назад в топочную камеру и догорания в ней.
На фиг.1 - общий вид отопительного устройства с люком дымохода на верхней плоскости корпуса (поперечный разрез); фиг.2 - вид сверху; фиг.3 - продольный разрез. На фиг.4 - общий вид отопительного устройства с люком дымохода на задней стенке (поперечный разрез); фиг.5 - продольный разрез.
Отопительное устройство содержит корпус 1, образованный верхней плоскостью 2, боковыми 3, передней 4 и задней 5 стенками, причем верхняя часть корпуса с передней стенкой выступает вперед над дверцей топки. Люк дымохода 6 расположен либо на верхней плоскости 2 корпуса в задней ее части (фиг.1-3), или в верхней части задней стенки корпуса (фиг.4-5). Люк дымохода 6 служит для установки трубы отвода дымовых газов (на чертеже отсутствует). Колосниковая решетка 7 установлена в днище корпуса 1. Поддувало 8 расположено под колосниковой решеткой 7 и сообщается с внутренней полостью корпуса 1 через ее отверстия. Для удобства удаления ссыпающейся в поддувало золы, оно может быть снабжено зольником 9, выполненным в виде выдвижного ящика. Внутри корпуса, вдоль задней 5 и выступающей части передней 4 стенок, установлены прямые воздуховоды 10, выполненные в виде труб с открытыми торцами, сообщающимися с атмосферным воздухом. Причем торцы прямых воздуховодов 10, расположенных у задней стенки жестко закреплены в отверстиях донной части и верхней части корпуса 1, а торцы прямых воздуховодов 10, расположенных у передней стенки 4, жестко закреплены в отверстиях верхней плоскости корпуса 1 и дна выступающей передней верхней части корпуса 1. Вдоль боковых стенок 3 корпуса 1 в шахматном порядке расположены изогнутые воздуховоды 11 с открытыми торцами, сообщающимися с атмосферным воздухом. Торцы их прямой части жестко закреплены в отверстиях днища корпуса 1, а противоположные торцы изогнутой части, жестко закреплены в отверстиях противолежащих верхних частей боковых стенок 3 корпуса 1. Перекрещивающимися изогнутыми воздуховодами 11 в корпусе образована топочная камера, состоящая из двух зон: нижняя зона - топка 12, снабженная дверцей 13, закрепленной в нижней части передней стенки 4 корпуса 1 служащей для загрузки топлива, и верхняя зона топочной камеры 14. Патрубки 15 и 16 с открытыми торцами для подачи воздуха в верхнюю зону топочной камеры 14, жестко закреплены в прямых воздуховодах 10 так, что один их конец входит в расположенные друг против друга прямые воздуховоды 10 и изогнут навстречу потоку воздуха, а второй расположен в верхней части топочной камеры 14. Патрубки 15 и 16 могут быть установлены в топочной камере на разных уровнях и иметь устройства для регулирования потока, например, жиклеры. На наклонных частях изогнутых воздуховодов 11 сверху и снизу расположены верхнее 17 и 18 и нижние экраны 19 и 20, образующие
сообщающиеся последовательно газоходные каналы, причем верхние экраны 17,18 установлены с зазором относительно друг друга.
В варианте выполнения отопительного устройства (фиг.4-5), когда люк дымохода 6 расположен в верхней части задней стенки 5 корпуса 1, оно может быть дополнительно снабжено устройством для сбора конденсата 21, которое выполнено в виде трубы с ответвлением в средней части, один торец которого предназначен для установки в люке дымохода 6, любым известным способом, например, вставляется в люк 6 или с помощью закрепленной на нем пластины с отверстием, устанавливается в пазы, расположенные на задней стенке корпуса около люка дымохода 6. Другой торец ответвления в полости трубы может располагаться под углом к ее центральной оси. Нижний торец трубы устройства для сбора конденсата 21 снабжен элементом 22 для вывода конденсата из трубы, например, крышкой или отверстием с герметичной крышкой. Верхняя часть устройства для сбора конденсата 21, может быть снабжена заслонкой 23, установленной с возможностью регулируемого перекрывания выхода устройства для сбора конденсата 21 в соединенную с ней дымовую трубу.
Отопительное устройство работает следующим образом.
Предварительно зольник 9 слегка выдвигают из поддувала 8, а если использована дверца, то ее приоткрывают, для поступления воздуха извне в топку 12 через колосниковую решетку 7 для создания тяги. Через дверцу 13 топки 12 твердое топливо загружают в топку и поджигают. Топливо горит на колосниковой решетке 7. Интенсивность горения регулируют выдвижением зольника 9. После того, как загорелось основное топливо, работу устройства переводят в экономичный режим, для чего задвигают зольник 9 в поддувало 8. Не сгоревшая в топке 12 часть топлива в виде компонентов дымовых газов поднимается в верхнюю зону топочной камеры 14, где и дожигается, чему способствует подогретый воздух, дополнительно поступающий через патрубки 15 и 16 из прямых воздуховодов 10. При расположении 15 и 16 концов патрубков 15 и 16 в верхней зоне топочной камеры, на разных уровнях повышается равномерность его распределения по объему топочной камеры, что повышает полноту сгорания, а значит, обеспечивает более высокую теплоотдачу. Наличие на концах патрубков устройств регулирования потока воздуха, например, жиклеров, позволяет обеспечить регулировку подачи воздуха в верхнюю часть топливной камеры. В процессе горения топлива происходит интенсивный разогрев прямых и изогнутых воздуховодов 10 и 11, расположенных в топочной камере. Разогретый воздух из воздуховодов 10 и 11 стремиться переместиться вверх, вследствие конвективных сил он вытекает через верхние торцы в обогреваемое помещение, а более холодный воздух под действием
образовавшегося разрежения в воздуховодах затягивается в их нижние торцы, таким образом, происходит интенсивная циркуляция воздуха через воздуховоды, быстро нагревая все помещение. При недостатке воздуха в топке 12 (при закрытом поддувале 8) происходит медленное тление, выделяя горячие топочные газы, которые, поднимаясь в верхнюю зону топочной камеры 14, уплотняются, направляемые поверхностями нижних 19, 20 и верхних 17, 18 газонаправляющих экранов далее к люку дымохода 6. Горючие газы по пути окисляются под действием поступающего по патрубкам 15 и 16 атмосферного воздуха с выделением тепла. Выпадающие из горизонтально направленного газопламенного потока в газоходных каналах частички золы, сажи и несгоревшего топлива скатываются вниз по наклонным поверхностям газонаправляющих экранов и через зазоры между ними падают обратно в топочную камеру или, застревая и скапливаясь в районе зазоров межу экранами, сжигаются вертикальными языками пламени, частично проходящими через зазор.
При использовании варианта выполнения отопительного устройства, с расположением люка дымохода 6 в верхней части задней стенки 5 корпуса 1, оно может использоваться с дополнительным устройством для сбора конденсата 21, которое не позволяет попадать в топочную зону конденсату из дымовой трубы. Конденсат стекает в нижнюю часть устройства для сбора конденсата, а затем удаляется из него при снятии нижней торцевой крышки или крышки отверстия в торце. Для регулировки поступления дымовых газов в дымовую трубу заслонку 23, устанавливают в соответствующее положение.