ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КОТЕЛ

Полезная модель относится к отопительным котлам для сжигания твердого топлива, преимущественно древесного и может быть использована в системах жидкостного (водяного) обогрева жилых и производственных помещений.
Известен отопительный котел, содержащий корпус в виде водяной рубашки, обрамляющей топочный отсек и газоход, снабженный полыми перегородками, сообщенными с полостью рубашки и образующими в газоходе лабиринтный газовый канал. /Авт. свид. СССР №1733867, F24H 1/40, оп. 1992 г./
Недостатком известного отопительного котла является низкая экономичность вследствие невысокого качества сжигания топлива и недостаточного использования возможности интенсификации процесса теплообмена в газоходе.
Известен отопительный котел с естественной циркуляцией, содержащий корпус с обрамляющей топочный отсек и газоход водяной рубашкой прямоугольной формы с водяными трубами, расположенными горизонтально в зонах с наибольшей температурой для увеличения поверхности нагрева и интенсификации конвективного теплообмена. /Патент РБ на полезную модель №217 U, F24Н 1/28, оп. 2004 г./
Недостатком известного отопительного котла является недостаточно высокий КПД вследствие нестабильности процесса горения топлива в оптимальном режиме.
Наиболее близким к предложенному, является отопительный котел, содержащий окруженный теплоизоляцией корпус с водяной рубашкой и трубами для подвода охлажденной и отвода нагретой воды, внутри которого расположены топочный отсек с дверкой и колосником, зольный ящик, и, присоединенный нижней частью в виде конуса сверху к топке загрузочный
(накопительный) бункер с дозатором и шибером и конвективный газоход. /Заявка РФ на изобретение №2003105002, F24Н 1/12, оп. 2004 г. - прототип/
Наличие накопительного бункера позволяет поддерживать стабильность процесса горения, однако конструкция бункера для поддержания стабильности процесса требует установки дозатора и шибера, что усложняет конструкцию котла и как следствие снижает его надежность.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции и достижение устойчивой работы отопительного котла, автоматически поддерживающей стабильность процесса горения топлива в оптимальном режиме при высоком КПД сгорания топлива.
Поставленная задача достигается тем, что в известном отопительном котле, содержащем окруженный теплоизоляцией корпус с водяной рубашкой, внутри которого размещены топочный отсек с дверкой и колосником, зольный ящик с окном подачи воздуха, загрузочный бункер с дверкой загрузки топлива и конвективный газоход, соединенный с дымоотводящим патрубком, топочный отсек совмещен с расположенным над ним вертикально загрузочным бункером и входом в конвективный газоход с вертикальными полыми перегородками, сообщающимися с водяной рубашкой, образующими лабиринтную форму с верхним и нижним горизонтальными и вертикальными участками, при этом в зоне совмещения топочного отсека с входом в конвективный газоход установлена заслонка вторичной подачи воздуха, а на верхнем горизонтальном участке конвективного газохода - заслонка ускоренного розжига.
Отопительный котел дополнительно снабжен регулятором тяги.
Внутренние стенки накопительного бункера выполнены конусными, расширяющимися в сторону топочного отсека.
То, что топочный отсек совмещен с расположенным над ним вертикально накопительным бункером и входом в конвективный газоход, образуя единое пространство, позволяет упростить конструкцию отопительного котла в целом и обеспечить предложенному отопительному котлу горизонтальное
горение нижнего слоя топлива в топочном отсеке. При этом по мере сгорания топливо опускается в топочный отсек под собственным весом, обеспечивая непрерывность процесса. Запас топлива обеспечивает длительность горения без дополнительных поддувов и дымососов.
Совмещение вертикально установленного накопительного бункера с топочным отсеком позволяют достичь устойчивой работы топки, автоматически поддерживающей стабильность процесса горения топлива в оптимальном режиме при высоком КПД сгорания топлива.
Выполнение внутренних стенок бункера конусными, расширяющимися в сторону топочного отсека предотвращает заклинивание твердого топлива.
Регулятор тяги обеспечивает поддержание заданной температуры теплоносителя в котле на протяжении всего процесса.
Установка заслонки вторичной подачи воздуха в зоне совмещения топочного отсека с входом в конвективный газоход обеспечивает дожиг несгоревших в топке газов, и, как следствие - безопасность эксплуатации и улучшение экологических характеристик отопительного котла.
Поскольку, все детали отопительного котла, соприкасающиеся с огнем, омываются теплоносителем, это улучшает теплообменный процесс.
Лабиринтная форма конвективного газохода позволяет при перекрытии верхнего горизонтального участка заслонкой ускоренного розжига обеспечить разворот потока газовых продуктов сгорания топлива и проход их вдоль вертикальных полых перегородок с теплоносителем.
Таким образом, совокупность предложенных признаков позволяет обеспечить стабильность и продолжительность процесса горения топлива в оптимальном режиме, высокий КПД сгорания топлива, снижение энергозатрат и упрощение конструкции отопительного котла в целом.
Предложенная полезная модель поясняются чертежом.
Фиг.1 - общий вид отопительного котла.
Корпус отопительного котла содержит окно подачи воздуха 1, дверку 2 зольного ящика 3, дверку топочного отсека 4 с расположенным за ней
щитком шуровочным 5, колосник 6, топочный отсек 7, заслонку вторичной подачи воздуха 8.
В варианте исполнения отопительного котла дверка 2 и дверка 4 могут быть объединены в одну дверку (не показано).
Накопительный (загрузочный) бункер 9 имеет вертикальное расположение по отношению к топочному отсеку 7 и совмещен с ним. В верхней части накопительного бункера 9 расположена дверка загрузки топлива 10. Сверху на наружной поверхности котла установлен термометр 11 и терморегулятор 12.
Внутренние стенки накопительного бункера 9 выполнены конусными, расширяющимися в сторону топочного отсека 7.
Водяная рубашка 13 снаружи закрыта утеплителем 14. Отопительный котел снабжен заслонкой ускоренного розжига 15, опорами 16, вентилем слива конденсата 17, дверкой 18 чистки каналов конвективного газохода. Подача холодного теплоносителя осуществляется через трубу 19 с предохранительным клапаном 20.
Конвективный газоход А лабиринтной формы с горизонтальными верхним В и нижним С и вертикальными D участками образованы вертикальными полыми перегородками 21, заполненными жидким теплоносителем и сообщающимися с водяной рубашкой 13.
Отвод нагретого теплоносителя в главный стояк из водяной рубашки 13 осуществляется трубой отвода теплоносителя 22. Отвод газообразных продуктов сгорания - через дымоотводящий патрубок 23, снабженный заслонкой регулировки разряжения за отопительным котлом 24.
Отопительный котел работает следующим образом.
Предварительно розжиг происходит через дверку 4 топочного отсека 7. В накопительный бункер 9 через дверку загрузки топлива 10 загружается топливо, которое под действием собственного веса по мере сгорания нижнего слоя в горизонтальном направлении, перемещается в топочный отсек 7.
Заслонка вторичной подачи воздуха 8 обеспечивает дожиг несгоревших газов в топочном отсеке 7.
Холодный жидкий теплоноситель, через трубу 19, поступает в водяную рубашку 13 объединенную с вертикальными полыми перегородки 21. Теплоноситель нагревается за счет конвективной передачи тепла от стенок топочного отсека 7 и конвективного газохода А, нагреваемых в процессе горения топлива отходящими газами. При горизонтальном сжигании топлива, опускающегося под действием собственного веса в вертикальном накопительном бункере 9 в топочный отсек 7, которое обеспечивается наличием тяги от топочного отсека 7 в конвективный газоход А, происходит достижение устойчивой работы топочного отсека 7, автоматически поддерживающей стабильность процесса горения топлива, посредством регулятора тяги 12.
Наличие заслонки ускоренного розжига 15 позволяет в процессе горения топлива увеличить путь прохождения отходящих газов при перекрытии верхнего горизонтального участка В и интенсивность теплообменных процессов, за счет конвективной передачи тепла теплоносителю, которым заполнена водяная рубашка 13 и вертикальные полые перегородки 21 конвективного газохода А.
В процессе розжига отходящие газы напрямую попадают в дымоотводящий патрубок 23, проходя через первый вертикальный D и верхний горизонтальный В каналы конвективного газохода А. Происходит отвод сопутствующих процессу дымовых газов в атмосферу.
Нагретый теплоноситель за счет естественной или принудительной циркуляции выходит через тубу 22 в систему отопления.
Периодическую чистку каналов конвективного газохода А осуществляют через дверку 18.
ОДО «ТИСОМ» провело успешные испытания (Протокол №21-2003ИЦ испытательного центра государственного учреждения «Белорусская машиноиспытательная станция» Министерства сельского хозяйства и
продовольствия Республики Беларусь) и подготовило к внедрению предложенную конструкцию отопительных котлов.
Конструкция отопительного котла соответствует требованиям ГОСТ 20548-93, ГОСТ 20548-87, ТУ РБ 190239713.002-2003.
Техническим результатом является упрощение конструкции, повышение стабильности процесса, надежность и высокий КПД отопительного котла. При одной полной загрузке отопительные котлы согласно предложенной полезной модели, работают в автономном режиме на протяжении 4-8 часов, не требуя дополнительных поддувов и дымососов.