КОЛОСНИК ДЛЯ ПОДОВОЙ ПЕЧИ

Полезная модель относится к устройствам для сжигания твердого топлива и может быть использовано в топках подовых печей.
Известна «КОЛОСНИКОВАЯ РЕШЕТКА» SU 351040 Опубликовано: 13.09.1972 [1], содержащая плитчатые колосники с расположенными в шахматном порядке щелевидными отверстиями и охлаждающими ребрами, ребра выполнены сотообразными и образуют сужающиеся каналы для подвода воздуха к отверстиям, расположенным в центре каждой соты.
Недостатком известной конструкции является неравномерность подвода воздуха к горючему в пределах соты и высокая вероятность забивки отходами сгорания (шлаком) щелевидных отверстий.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «КОЛОСНИКОВАЯ РЕШЕТКА» RU 2034201 Опубликовано: 30.04.1995 [2], содержащая (составную) пластину, с одной стороны которой расположен ряд ребер замкнутой формы, (составленных из нижней решетки), в центральной замкнутой части верхней решетки расположены отверстия круглой формы.
Известная колосниковая решетка способствует более равномерному сгоранию топлива благодаря круглым отверстиям и обладает меньшей вероятностью забивки круглых отверстий отходами сгорания.
Недостатком известного устройства является низкая эффективность печи, обусловленная неравномерностью сгорания топлива. Неравномерность сгорания топлива обусловлена неравномерным расположением отверстий относительно замкнутых ребер, а также нестабильностью характеристик печей, обусловленной неравномерностью щелей между пластинами и невозможностью регулировки зазоров между пластинами. Недостатком является низкая долговечность, обусловленная существенным перегревом верхней плиты, от которой теплоотвод затруднен. Недостатком также является узкая область применения, не позволяющая использовать колосник для обустройства наклонных стенок топки.
Техническим результатом предлагаемого конструкторско-технологического решения является повышение эффективности сгорания топлива, повышение долговечности, расширение области применения.
Технический результат достигается тем, что колосник для подовой печи, содержащий плоскую с одной (верхней) стороны пластину, с другой (нижней) стороны которой расположен ряд выемок прямоугольной формы, разделенных ребрами (жесткости) в центральной части выемок расположено сквозные отверстия (круглой, цилиндрической формы), характеризуется тем, что пластина выполнена монолитной, выемки выполнены квадратной формы (относительно плоскости пластины), а отверстия расположены в центрах квадратов выемок (выемки с отверстиями образуют квадратные ячейки). Колосник выполнен зеркально симметричным относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через центр колосника.
Колосник может выполняться путем литья из чугуна. Указанное выполнение обеспечивает получение колосника, удовлетворяющего требованиям жаропрочности при приемлемой стоимости.
Отверстия могут выполняться монотонно расширяющимися к нижней части (границы отверстий с нижней стороны округлены). Выполнение отверстий расширяющимися книзу позволит избежать фиксации в отверстиях частиц шлака, что облегчит пользование печью. Ширина ребер может монотонно уменьшаться при отдалении от плоской поверхности (к нижней части выемки), причем ребра могут выполняться с округлением внешней (наружной) поверхности. Выемки при этом расширяются книзу. При указанном выполнении уменьшается площадь контакта с кладкой печи, что дополнительно повышает эффективность сгорания топлива благодаря повышению температуры колосника и температуры в зоне сгорания топлива, и повышается долговечность печи в целом благодаря уменьшению температуры кладки. Выполнение выемок расширяющимися книзу позволит обеспечить ламинарное течение воздуха к горючему, что улучшит режим работы топки. Кроме того, выполнение отверстий и выемок расширяющимися книзу позволит облегчить процесс литья колосника.
Колосниковая решетка может дополнительно содержать плоские полочки, примыкающие к краям пластины, причем одна (верхняя) плоскость полочек совпадает с плоской (верхней) поверхностью колосника. Наличие полочек по краям колосника позволит улучшить фиксацию колосника в кладке.
Пластина колосника может выполняться в форме прямоугольника, стороны которого не равны (число выемок с отверстиями - ячеек вдоль одной стороны не равно числу ячеек с другой стороны, например, вдоль длинной стороны расположено 6 ячеек а вдоль короткой стороны 2 ячейки), а полочки примыкают к коротким сторонам пластины. Выполнение колосника в форме прямоугольника, стороны которого не равны, расширяет варьирование размеров топки путем установки произвольного количества колосников в ряд, что позволит расширить область применения колосника.
Колосник для подовой печи, изготовленный с применением ПП.1, 3, 4, 5 показан на фиг.1 (вид снизу) и фиг.2 (поперечный разрез вдоль отверстий), фиг.3 (продольный разрез вдоль отверстий), фиг.4 (фото внешнего вида готового изделия, изготовленного с применением П.2), где:
1 - ребра;
2 - выемки квадратной формы;
3 - отверстия;
4 - полочки;
5 - плоская (верхняя) поверхность колосника;
6 - округление поверхности ребер;
7 - длинная сторона колосника.
Устройство действует следующим образом: предлагаемый колосник укладывается на дно топки (не показана) ребрами 1 вниз, плоской поверхностью 5 вверх, на плоской поверхности колосника 5 размещают топливо (не показано). Выемки 2 между ребрами 1 квадратной (в плане) формы способствуют подаче воздуха через расположенные внутри выемки отверстия 3 в область верхней части колосника к топливу. Полочки 4 примыкают к краям коротких сторон колосника, перпендикулярным длинным сторон колосника 7 и могут служить для закрепления колосника в кирпичной кладке печи. Округление поверхности ребер 6 позволяет сократить площадь контакта колосника с кладкой топки и упростить технологию литья.
При использовании предлагаемого колосника упрощается конструкция печи, так как исчезает необходимость в выкладывании из кирпича дополнительной конструкции называемой поддувалом. Это позволит также избежать применения дверки поддувальной, что приведет к дополнительному экономическому эффекту.
Центр жара при использовании стандартной конструкции колосника расположен выше, что приводит к распространению избыточного тепла на боковые стенки, печной настил (плита печная), и дверку топочную, под печи остается холодным, пока не нагреется колосник. При применении предлагаемого колосника центр жара смещен вниз к поду печи (дно печи), что позволяет прогревать всю топку равномерно, а значит избежать резкого нагрева и как следствие исключить появление трещин на кладки печи, что продляет срок ее службы.
Из печи стандартной конструкции исчезает холодное ядро (холодный воздух под колосником), что позволит увеличить эффективность печи в целом.
Предлагаемый колосник может укладываться непосредственно на каменный (кирпичный) под и предохранять его от выгорания.
Выстланный предлагаемыми колосниками под с горящим топливом, через регулируемый шибер на дверки печи получает медленное в регулируемых объемах поступление воздуха, что приводит к тлению топлива в медленном режиме, а значит к выделению большего количества тепла, и полному сгоранию до мелкого пепла топлива. Кроме того печи длительного горения характеризуются увеличенным коэффициентом использования тепла.
В подовой печи при использовании предлагаемого колосника и герметичной топочной дверки с шибером можно получить работу печи по принципу работы пиролизного котла. Пиролизные газогенераторные котлы сжигают не древесину напрямую, а продукты разложения дерева. Под действием высокой температуры в условиях недостатка кислорода сухая древесина разлагается на летучую часть, которая горит над закладкой топлива, обеспечивая дальнейшее поступление газообразных сгораемых продуктов пиролиза.
2
Для топки с применением предлагаемого колосника подойдет не только традиционное топливо: дрова, уголь, но и опилки, топливные гранулы (пиллеты), что приводит к повышению экологичности печи с эффектом снижения содержания CO в атмосфере.
Верхняя часть предлагаемого колосника имеет ровную поверхность, что позволяет укладывать топливо на ровную поверхность распределяя его равномерно и облегчает удаление остатков горения топлива.
Нижняя часть предлагаемого колосника имеет ребра жесткости и разделена на 12 углублений с 2-мя полочками для установки его как в подовую печь, так и в печь с поддувалом, что позволяет расширить область применения изделия.
Технический результат - повышение эффективности сгорания топлива, (коэффициента полезного действия) топок с применением предлагаемого изделия достигается тем, что улучшаются условия горения топлива, примыкающего к колосниковой решетке, а именно: увеличивается равномерность подачи окислителя ко всему объему топлива, что способствует наиболее полному его сгоранию.
Технический результат - повышение долговечности топок с применением предлагаемого изделия достигается тем, что отсутствует перегрев части колосника, прилегающего к топливу и его преждевременное выгорание.
Технический результат - расширение области применения достигается тем, что колосник можно использовать без дополнительных креплений для отделки как горизонтальных, так и наклонных поверхностей топки.
Промышленное применение. Описанное конструкторское решение может быть с успехом применено при изготовлении колосников для подовых печей.