КОТЕЛ ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ ВОДОГРЕЙНЫЙ

Полезная модель относится к устройствам для сжигания топлива, предназначенным для нагревания воды для хозяйственных нужд и использования в отопительных системах.
Известен котел для сжигания гранулированного топлива, содержащий камеру сгорания, в которой горячий воздух подается сверху по центру и выпускается радиально на поверхность горящего топлива (патент US 4782765 (A), опубл. 08.11.1988 г.). Недостатком такого котла является низкая теплопродуктивность за счет конструктивного исполнения камеры сгорания и неравномерного сжигания топлива, особенно в начальный период.
Ближайшим аналогом выбран котел (патент Украины №65601, МПК F23B 60/00, опубл. 12.12.2011 г.), содержащий корпус с двойной стенкой и полостью, заполненной водой, камеру сгорания, крышку, отверстие для выхода дыма, выполненное на крышке, отверстие для подачи воздуха с воздушной заслонкой, устройство для подачи воздуха с промежуточной емкостью, рассеиватель воздуха с отверстиями с ограничителями для регулирования высоты слоя одновременно сжигаемого топлива, термометр и регулятор горения, рабочие части которых размещены в полости, а регулятор горения соединен с воздушной заслонкой, кроме этого устройство для подачи воздуха выполнено с возможностью вращения вокруг своей центральной оси, внутри которого расположена направляющая, выполненная с возможностью удлинения для обеспечения опирания на топливо промежуточной емкости, промежуточная емкость имеет форму полого усеченного конуса с гладкой внешней поверхностью, в нижней части которого выполнены отверстия для подачи воздуха в топливо и установлены по меньшей мере два рассеивателя воздуха в виде вертикально ориентированных патрубков для погружения в топливо.
Указанное техническое решение является достаточно эффективным, но при выполнении некоторых изменений в конструкции котла, возможно достижение более высоких показателей производительности.
В основу полезной модели поставлена задача создания эффективного котла твердотопливного водогрейного с повышенным коэффициентом полезного действия и увеличенной теплопередачей.
Поставленная задача достигается тем, что в котле твердотопливном водогрейном, который включает корпус с двойной стенкой и полостью, заполненной водой, камеру сгорания, устройство для подачи воздуха с рассеивателем воздуха, имеющим отверстия, термометр и регулятор горения, рабочие части которых размещены в полости, в котором устройство для подачи воздуха выполнено с возможностью вращения вокруг своей центральной оси, внутри которого расположена направляющая, выполненная с возможностью удлинения для обеспечения погружения в топливо вертикальных частей патрубков рассеивателя воздуха, промежуточная емкость выполнена полой, с гладкой внешней поверхностью и сужается книзу, согласно полезной модели, поверхность камеры сгорания выполнена частично ребристой или с выступами, рассеиватель воздуха выполнен съемным, присоединен к промежуточной емкости и выполнен с патрубками, которые имеют вертикально ориентированные части для погружения и подачи воздуха в топливо с отверстиями, в центральной части которого внизу выполнено отверстие подачи воздуха в топливо, снабженное средством погружения в топливо и распределения воздушного потока, промежуточная емкость выполнена в виде усеченного конуса или пирамиды, или имеет другую геометрическую форму, сужающуюся книзу.
Согласно полезной модели патрубки имеют любую форму сечения, например прямоугольника, круга, эллипса или другую.
Согласно полезной модели рассеиватель воздуха выполнен со съемными распределенными по кругу патрубками.
Частичная замена поверхности камеры сгорания котла на ребристую или выполненную с выступами позволяет увеличить площадь теплопередачи, что приводит к повышению эффективности котла твердотопливного водогрейного.
Измененная конструкция устройства для подачи воздуха обеспечивает возможность установки рассеивателя воздуха с разными габаритными или другими размерами и/или различного конструктивного выполнения, например с различным количеством патрубков, или установки рассеивателя воздуха с патрубками, имеющими различные габаритные или другие размеры, или отличающихся по другим параметрам, что вместе с общими конструктивными признаками выполнения рассеивателя воздуха с любыми размерами и по любым вариантам конструктивного исполнения позволяет добиться равномерного горения топлива по всему сечению котла, что также обеспечивает повышение эффективности. К тому же выполнение промежуточной емкости в виде усеченного конуса или пирамиды, или другой геометрической формы, сужающейся книзу, позволяет нагревать воздух, который подается, до высокой температуры, что улучшает сжигание топлива, увеличивает температуру в зоне горения и, как следствие, увеличивает интенсивность теплового излучения.
Таким образом, технический результат заключается в увеличении теплопередачи на по меньшей мере 40%, уменьшении времени вхождения котла в рабочий режим, увеличении времени горения топлива с одной загрузки котла до 3-х часов, что в свою очередь обеспечивает повышение эффективности и мощности котла, увеличении КПД на по меньшей мере 5%.
Заявляемая полезная модель поясняется следующими изображениями.
Фиг. 1 - Разрез котла твердотопливного водогрейного.
Фиг. 2 - Общий вид котла твердотопливного водогрейного.
Котел твердотопливный водогрейный содержит корпус с двойной стенкой и полостью 1, заполненной водой, которая является водяной рубашкой, находится между внешней оболочкой 2 и камерой сгорания 3, устройство для подачи воздуха с рассеивателем воздуха 4. Устройство для подачи воздуха включает также патрубок подачи воздуха 5, промежуточную емкость 6. Промежуточная емкость 6 выполнена в виде усеченного конуса или пирамиды, или имеет другую геометрическую форму, сужающуюся книзу. Рассеиватель воздуха 4 прикреплен к промежуточной емкости 6. Площадь сечения отверстия для подачи воздуха в рассеиватель воздуха может быть равной, большей или меньшей суммы площадей сечений, выполненных на рассеивателе воздуха отверстий для рассеивания воздуха. Рассеиватель воздуха 4 выполнен съемным, присоединен к промежуточной емкости 6 и выполнен со съемными или несъемными распределенными по кругу патрубками 8, имеющими вертикально ориентированные части для погружения и подачи воздуха в топливо с отверстиями. В этих отверстиях могут размещаться ограничители 7 для регулирования высоты слоя одновременно сжигаемого топлива. Патрубки 8 могут быть выполнены различной длины относительно горизонтальной плоскости для обеспечения возможности их погружения в топливо в разных точках рабочей поверхности, например, часть патрубков выполнена с возможностью погружения в топливо ближе к центру камеры сгорания, другая часть -дальше от центра. В центральной части рассеивателя воздуха снизу выполнено отверстие подачи воздуха в топливо, снабженное средством погружения в топливо и распределения воздушного потока 9. Патрубки 8 могут иметь любую форму сечения, например прямоугольника, круга, эллипса или другую. Часть поверхности камеры сгорания 10 по периметру выполнена ребристой или выполнена с выступами. Часть поверхности камеры сгорания 10 выполнена ребристой, преимущественно начиная от уровня нижней горизонтальной поверхности отверстия для загрузки топлива 11 и заканчивая преимущественно на уровне верхнего края корпуса. На крышке 12 котла смонтированы: патрубок дымохода 13, патрубок подачи воздуха с регулируемой воздушной заслонкой 14, соединенной с регулятором горения через цепь 15, камера предварительного подогрева воздуха 16 и направляющая воздуховода 17. На крышке котла также предусмотрено отверстие для установки вентилятора для обеспечения принудительной подачи воздуха в устройство подачи воздуха, который устанавливают при необходимости. Отверстие для установки вентилятора закрыто заглушкой 18, закрепленной крепежными элементами.
На направляющей воздуховода 17 установлен подвижный воздуховод 19. Подвижный воздуховод 19 может быть выполнен выдвижным и может состоять по меньшей мере из двух частей или выполнен по любому другому конструктивному решению, которое обеспечивает перемещение воздуховода 19 по мере сгорания топлива для обеспечения погружения в топливо патрубков 8 или их вертикальных частей и средства погружения в топливо и распределения воздушного потока 9.
В верхней передней части котла в водяной рубашке размещена резьбовая втулка для установки регулятора горения. При работе котла с принудительной подачей воздуха в камеру сгорания это гнездо герметично закрывают резьбовой пробкой через герметизирующую прокладку (устанавливается производителем). В верхней части внешней оболочки 2 в полости (водной оболочке) 1 размещено герметичное гнездо 20 для регулятора горения (терморегулятора) 27.
В передней части котла расположены отверстия с дверцами для загрузки топлива 11 и для удаления золы 21. Дверцы отверстий 11, 21 закрываются герметично. В задней части котла приварены входной и выходной присоединительные патрубки 22, 23. В передней части сверху в герметичном гнезде, расположенном в полости 2 (водной оболочке), установлен термометр 24.
Котел твердотопливный водогрейный имеет теплоизоляцию 25, которая закрывается декоративным или другим кожухом.
Котел твердотопливный водогрейный работает следующим образом.
Поднимают за ручку троса 26 рассеиватель воздуха 4 и фиксируют в верхнем положении. Через отверстие загрузки топлива 11 в камеру сгорания 3 загружают твердое топливо. Сверху на загруженное топливо кладут щепки, бумагу для разжигания. Поворотом ручки регулятора горения закрывают воздушную заслонку 14. Дверцы для удаления золы 21 плотно закрывают. Разжигают топливо сверху. После того, как топливо разгорелось, опускают рассеиватель воздуха с погружением в топливо патрубков 8, с помощью ручки регулятора горения 27 открывают воздушную заслонку 14. Устанавливают необходимую температуру по шкале регулятора горения или на терморегуляторе.
Воздух поступает по воздуховоду 19 в промежуточную емкость 6 и через рассеиватель воздуха 4 поступает в топливо.
По мере сгорания топлива рассеиватель воздуха опускается по направляющей вниз. Количество воздуха, поступающего в камеру сгорания 3, регулируют регулятором горения 27 с помощью воздушной заслонки 14.
В предлагаемом котле твердотопливном водогрейном в качестве твердого топлива используют дрова, отходы древесины и прочие.
Мощность котла твердотопливного водогрейного зависит от площади поперечного сечения камеры сгорания, равномерности сжигания топлива и вида топлива. Интенсивность горения топлива регулируют величиной разрежения в дымоходе и автоматически с помощью регулятора горения 27, который в зависимости от температуры воды на выходе из котла, открывает или закрывает воздушную заслонку 14.
Заявляемый котел твердотопливный водогрейный прост в изготовлении, а приведенные сведения подтверждают возможность его промышленного осуществления с использованием известных материалов и известного оборудования.