ПЕЧЬ ОБОГРЕВАТЕЛЬНАЯ МНОГОТОПЛИВНАЯ
MULTIFUEL HEATING FURNACE

Предлагаемое изобретение относится к бытовым отопительным устройствам, в первую очередь к устройствам обогрева - печам, используемым в труднодоступных районах.
Общеизвестны бытовые переносные, стационарные или разборные (туристические) печи, используемые для обогрева помещений, приготовления пищи или комбинированные - различного назначения, в которых для получения тепла используется твердое топливо (дрова, уголь, торф и т.п.), жидкое топливо (мазут, солярка и т.п.); или же газ: магистральный, бытовой, биогаз. Подавляющее большинство подобных печей как изготавливаемых в промышленных масштабах, так и изготавливаемые кустарно («буржуйки») предназначено для использования только одного вида топлива - твердого, жидкого или же газообразного, что часто ограничивает возможность их использования, например, при перемещении строительных бригад и т.п.
Кроме того, подобные печи обладают невысоким диапазоном регулировок процессов горения как по мощности, так и по качеству смеси, что приводит к различным негативным последствиям. А именно: громадный перерасход топлива, очень высокий процент не прореагировавших углеводородов в качестве копоти и иных вредных веществ попадает в воздух в районе работы отопителя; задымление помещения, перегрев печи, разрушение трубы дымохода и т.п. Все эти факторы были учтены и заложены в конструкцию предлагаемого устройства.
Указанные выше печи также могут быть использованы для целей утилизации бытовых и промышленных отходов - использование бытовых и промышленных отходов в качестве топлива очевидно при использовании обогревательных печей в деревообрабатывающих отраслях, на нефтепромыслах, газодобыче и т.п.
В качестве ближайшего аналога предлагаемого устройства предложена печь для сжигания отходов, известная из авторского свидетельства SU 1663320, опубликованного 15.07.1991. Печь, описанная в SU 1663320, предназначена для одновременного сжигания твердых и жидких отходов. Для сглаживания пульсаций, возникающих при сгорании топлива и использовании этой энергии для перемешивания топлива в камере сгорания, предусмотрено расположение свободно движущегося под воздействием пульсаций топлива поршня. Печь, описанная в SU 1663320, сохраняет все указанные выше недостатки печей и, кроме того, характеризуется усложненной конструкцией, эффективность подобной печи может быть возможна только при одновременном использовании жидкого и твердого топлива требуемых параметров.
В свою очередь предлагаемое изобретение направлено на устранение известных недостатков и позволяет предложить печь, которая может быть использована для одновременного или же попеременного сжигания газообразного, жидкого и твердого топлива, с использованием простых, но эффективных органов управления процессом горения.
Указанный технический результат достигается при использовании обогревательной многотопливной печи, которая включает осесимметричный корпус, образующий камеру сгорания, конструкция которой предусматривает создание естественной тяги, подвижный поршень, расположенный в камере сгорания, средства подачи/хранения топлива. Согласно предложенному изобретению подвижный регулирующий поршень делит камеру сгорания на надпоршневой и подпоршневой объем и приводится в движение внешним воздействием. Внутри камеры сгорания расположен осесимметричный распылитель, состоящий из двух коаксиальных цилиндрических стенок. Внутренняя цилиндрическая стенка распылителя имеет равномерно распределенные отверстия круглой формы, наружная цилиндрическая стенка имеет продольные, равноудаленные друг от друга пазы, ориентированные вдоль длины цилиндра.
В конструкции камеры сгорания предусмотрены штатные места расположения средств подачи/хранения газообразного и твердого топлива. Сам подвижный регулирующий поршень состоит из центрального пятака, кольца расположенного между цилиндрическими стенками распылителя и внешнего кольца, расположенного между наружной стенкой распылителя и корпусом печи. Средства подачи/хранения топлива могут представлять собой: патрубок подвода газообразного топлива в нижнюю часть камеры сгорания; съемную испарительную полость для жидкого топлива, расположенную ниже камеры сгорания; по меньшей мере, одну сформированную порцию твердого топлива, размещенную внутри камеры сгорания.
Предложенное изобретение поясняется чертежами.
Фиг.1 - общее устройство печи.
Фиг.2 - схема работы при использовании газообразного топлива.
Фиг.3 - схема работы при использовании жидкого топлива.
Фиг.4 - схема работы при использовании твердого топлива.
1
1
1
1
Многотопливная отопительная печь включает осесимметричный корпус, образующий камеру сгорания (корпус 1, объемы 6 и 8), конструкция которой предусматривает создание естественной тяги через дымоход 5 и воздухозаборник 13. Подвижный, регулирующий кольцевой поршень 7 делит камеру сгорания на надпоршневой 6 и под поршневой 8 объем и приводится в движение внешним воздействием - в данном случае рукой за поперечную пластину 4. Внутри камеры сгорания расположена осесимметричная горелка, состоящая из двух коаксиальных цилиндрических стенок 2 и 2. Поршень 7 состоит из центрального пятака, кольца, расположенного между цилиндрическими стенками горелки 2 и 2, и кольца, расположенного между наружной стенкой распылителя 2 и корпусом печи 1. Внутренняя цилиндрическая стенка 2 распылителя снабжена отверстиями круглой формы, наружная цилиндрическая стенка 2 снабжена вырезами, ориентированными вдоль его длины. Средства подачи/хранения топлива могут представлять собой: патрубок 13 (фиг.2) подвода газообразного топлива в нижнюю часть камеры сгорания; съемную испарительную полость для жидкого топлива 11, расположенную ниже камеры сгорания; по меньшей мере, одну сформированную порцию твердого топлива 14 (фиг.4), размещенную внутри камеры сгорания. Соответственно подача топлива может комбинироваться в зависимости от целей использования и наличия доступного топлива.
1
1
При использовании газообразного топлива (фиг.2) горючий газ, в качестве которого может быть использован магистральный природный газ или же биогаз, подается в полость 9 через патрубок подвода газа 13. Окислитель - атмосферный воздух, втягивается через воздухозабор 13 и далее поступает в пространство между распылителями горелки 2 и 2, где происходит вторичное обогащение кислородом. Окончательное дожигание происходит в камере сгорания, в подпоршневом пространстве 8. Отдав большую часть энергии, раскаленные газы попадают в дымовую зону - надпоршневое пространство 6, откуда удаляются естественной тягой через дымоотвод 5. Движением поршня 7 посредством рукояти 4 изменяется объем зоны 8, благодаря чему ограничивается площадь соприкосновения раскаленных газов со стенками камеры сгорания, тем самым позволяя получить изменяемую степень тепловой нагруженности. Система розжига может быть выполнена при помощи ручного запала (канал запальника не показан) или от автоматического пускового устройства.
При использовании жидких фракций (фиг.3) розжиг осуществляется через заслонку 12 в чаше испарителя 11 или пусковым устройством, смонтированным в картере испарителя. Насыщение парами топлива происходит из чаши испарителя 11. Горящая, переобогащеная смесь подается в объем 9 естественной тягой, за счет разрежения, передаваемого из дымоотвода 5. Аналогично, через воздухозабор 13 происходит всасывание атмосферного воздуха. В межраспылительной полости горелки происходит окончательное насыщение горящей смеси кислородом воздуха, откуда она попадает в объем 8, где происходит окончательное сгорание с последующим удалением в зону 6 и далее в дымоотвод 5. Движением поршня 7 посредством рукояти 4 регулируется величина объема камеры сгорания, соответственно, изменяется общая тепловая нагруженность корпуса печи (жаровых труб водогрейного контура).
При использовании твердого топлива (фиг.4) в объем 8 камеры сгорания помещается одна или несколько порций твердого топлива 14, например, опилки, торф, способные гореть твердые бытовые отходы. Через воздухозабор 13, полости 10 и межраспылительное пространство воздух попадает к верхним слоям топлива, обеспечивая процесс горения. Поршень 7 постепенно опускается под собственным весом по мере выгорания топлива. В случаях отсыревшего топлива или трудно воспламенимых отходов эффективным будет кратковременное, совместное использование «жидкостной» схемы работы и «твердотопливной». Например, совместно может сжигаться отработанное масло и твердые бытовые отходы. Соответственно возможны другие комбинации совмещенных режимов в зависимости от конкретных задач или наличия доступного топлива.
Таким образом, предложена простая и надежная в эксплуатации многотопливная, многоцелевая печь.