УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ Российский патент 1998 года по МПК F24H1/26 

Изобретение относится к устройствам для водяного отопления и горячего водоснабжения.

Известны устройства для приготовления горячей воды, содержащие корпус с топкой, имеющей крышку в верхней стенке для загрузки твердого топлива, зольник с проемом для дверки, опоры колосников и водогрейный резервуар с вертикальными дымогарными трубами (1). Недостаток подобных устройств в том, что в них невозможно использовать кроме твердого также и газообразное топливо, что значительно сужает функциональные возможности устройств и область их применения.

Этот недостаток устранен в устройстве, описанном в заявке (2), которое по совокупности существенных признаков обладает наибольшим сходством с данным изобретением и выбрано в качестве прототипа. Устройство для приготовления горячей воды по заявке (2) содержит газовую горелку, колосники, корпус с топкой, имеющей крышку в верхней стенке для загрузки твердого топлива, зольник с проемом для дверки, опоры для колосников, отсек с водогрейным резервуаром, имеющим вертикальные дымогарные трубы и вертикальную стенку между топкой и отсеком, образующую соединяющий последние дымоход.

Это устройство обладает следующими недостатками:
в связи с неизменностью геометрии топочного пространства исключена возможность сжигания различных видов твердого топлива;
неполнота сгорания летучих веществ, что ухудшает экологичность устройства при сжигании твердых топлив с высоким содержанием таких веществ;
неиспользование топочного объема, предназначенного для сжигания твердого топлива при работе на газе, что увеличивает размеры и металлоемкость.

В данном изобретении указанные недостатки устранены тем, что устройство для приготовления горячей воды снабжено экранами, подвесным и наклонным колосниками, перфорированной криволинейной стенкой, на верхней части экранов и подвесного колосника выполнены выступы, а на боковых стенках топки-штыри для установки экранов и подвесного колосника, причем один из экранов установлен над вертикальной стенкой и служит ее продолжением. При работе на твердом топливе в топке установлены вертикальной подвесной колосник, опирающийся на последний своим нижним концом, промежуточный наклонный экран и опирающийся на него верхний наклонный экран, причем указанные экраны образуют поверхность, изогнутую в сторону внутренней стенки топки, на горизонтальной части колосника выполнены упоры и концевые окна для прохода воздуха из зольника, а над окнами на упорах установлены наклонный колосник и криволинейная перфорированная стенка. При работе на газе в топке установлена газовая горелка, укрепленная в проеме дверцы зольника, и верхний горизонтальный экран. Корпус выполнен с полостями для подогрева воды системы отопления, а водогрейный резервуар снабжен размещенными в полостях циркуляционными трубами, причем отношение площади поверхности резервуара, контактирующей с водой системы отопления F₁, к площади теплообменной поверхности циркуляционных труб F₂ составляет
F₁/F₂= 2,3 - 2,9
Верхний наклонный экран установлен с образованием прохода между его верхним краем и внутренней стенкой топки. В верхнем внешнем углу топки укреплена наклонная стенка, ограничивающая призматическую водогрейную полость.

На фиг. 1 и 2 показаны продольный разрез и вид спереди устройства при работе на твердом топливе; на фиг. 3, 4 - то же, при работе на газе; на фиг. 5 - вид устройства сверху.

Позиции на чертежах означают: 1 - корпус, 2 - топка, 3 - крышка, 4 - зольник, 5 - дверка зольника, 6 - горизонтальная часть колосника, 7 - опоры, 8 - концевые окна, 9 - опоры, 10 - наклонный колосник, 11 - криволинейная перфорированная стенка, 12 - верхний наклонный экран, 13 - промежуточный наклонный экран, 14 - вертикальный экран, 15 - подвесной колосник, 17 - штыри, 18 - внутренняя стенка топки, 19 - проход, 20 - отсек, 21 - водогрейный резервуар, 22 - вертикальная стенка, 23 - газоход, 24 - дымогарные трубы, 25 - газовая горелка, 26 - узлы крепления газовой горелки, 27 - датчик температуры. 28 - регулятор, 29 - рубашка корпуса, 30 - наклонная стенка, 31 - призматическая водогрейная полость, 32 - водогрейная полость, в которой размещен резервуар, 21, 33 - циркуляционные трубы, 34 - труба подвода воды из системы отопления, 35 - труба подачи воды в систему отопления, 36 - дымовая труба.

Корпус 1 устройства имеет теплоизолированные стенки и водяную рубашку 29, служащую для охлаждения стенок корпуса и одновременно нагрева воды. В корпусе 1 расположена топка 2 и отсек 20, в котором расположен водогрейный резервуар 21 и водогрейная полость 32, в которую этот резервуар погружен. В резервуаре 21 укреплены вертикальные дымогарные трубы 24. В верхнем внешнем углу топки укреплена наклонная стенка 30, образующая призматическую водогрейную полость 31. Эта полость, рубашка 29 и полость 32 сообщены между собой и образуют единую систему нагрева воды для отопления. В полости 32 установлены трубы 34 и 35 соответственно для подвода воды из системы отопления и подачи воды в нее. Резервуар 21 снабжен циркуляционными трубами 33, которые размещены в полости 32. Отношение площади поверхности резервуара, контактирующей с водой системы отопления F₁, к площади теплообменной поверхности циркуляционных труб F₂ составляет
F₁/F₂ = 2,3 - 2,9
Между отсеком 20 и топкой 2 расположена вертикальная стенка 22, образующая газоход 23, сообщающий отсек 20 и топку. Топка 2 имеет зольник 4 с дверцей 5, крышку 3, опоры 7 для колосников, а на ее боковых стенках имеются штыри 17 установки экранов 12, 13, 14 и подвесного колосника 15, на которых для этой цели предусмотрены выступы 16, например петлеобразной формы.

Устройство в режиме работы на твердом топливе показано на фиг. 1, 2. При этом в топке 2 на опорах 7 установлена горизонтальная часть 6 колосников с упорами 9. По краям части 6 выполнены концевые окна 8. На упорах установлен наклонный колосник 10 и криволинейная перфорированная стенка 11. На штырях 17 с помощью выступов 16 установлены подвесной колосник 15, промежуточный наклонный экран 13 и верхний наклонный экран 12. При этом экран 12 опирается на экран 13, а последний - на колосник 15. Над стенкой 22 установлен вертикальный экран 14, служащий продолжением стенки 22. Между экраном 12 и внутренней стенкой 18 топки 2 имеется проход 19.

При работе на газе экран 13 снимается, а экран 12 устанавливается горизонтально. При этом снимаются все колосники, стенка 11 и дверка 5 зольника, а в проеме этой дверцы с помощью узлов крепления 26 закрепляется газовая горелка 25. Последняя имеет автоматический регулятор 28, к входу которого подключен датчик 27 температуры воды системы отопления.

Устройство работает следующим образом.

При сжигании твердого топлива последнее вводится в топку 2 через крышку 3 на колосники 6, 10. Газообразные продукты сгорания по газоходу 23 поступают в дымогарные трубы и оттуда - в дымовую трубу 36. При этом происходит нагрев воды как в резервуаре 21 системы горячего водоснабжения, так и в рубашке 29, полостях 32, 31, входящих в систему отопления. Экраны 12, 13, 14 изготовленные из чугуна при сжигании твердого топлива выполняют следующие функции:
являясь мощными излучателями тепла они способствуют дожиганию летучих веществ;
служат направляющими, облегчая поступление топлива в зону горения, что позволяет увеличить разовую загрузку топлива;
регулирование положения экранов можно создавать оптимальную для конкретного вида топлива геометрию топки.

Благодаря наличию прохода 19 в токе создается циркуляция газов, соответствующая высокой полноте сгорания. Наличие наклонной стенки 30 содействует интенсификации этого циркуляционного потока. В процессе горения воздух, поступающий через концевые окна и далее через отверстия наклонного колосника 10 и стенки 11, обеспечивает эффективное дожигание летучих веществ. Этому же содействует и подвесной колосник 15, ориентирующий факел пламени в сторону поверхностей нагрева.

Горизонтальное положение верхнего экрана на режиме сжигания газа гарантирует крышку 3 от перегрева. На этом режиме подачи газа контролируется регулятором 28, который поддерживает заданную температуру воды в системе отопления.

Благодаря наличию циркуляционных труб 33, размещенных в полости 32, обеспечивается необходимый теплообмен между системами отопления и горячего водоснабжения. Указанное выше соотношение площадей F₁/F₂, как показали результаты экспериментов и расчетов, обеспечивает достижение оптимальной величины этого теплообмена.

Испоьзование для приготовления горячей воды в системах водяного отопления и горячего водоснабжения. Сущность изобретения: расширение области применения обеспечивается тем, что устройство, содержащее корпус 1 с топкой 2, имеющей в верхней стенке крышку 3 для загрузки твердого топлива, зольник 4 с проемом для дверки 5, опоры 7 для колосников 6, отсек 20 с водогрейным резервуаром, имеющим вертикальные дымогарные трубы 24, и вертикальную стенку 22 между топкой 2 и отсеком 20, образующую соединяющий последний дымоход 23, снабжено экранами 12, 13, 14, на верхней части которых выполнены выступы 16, при этом экран 14 расположен над вертикальной стенкой 22 и служит ее продолжением, а на боковых стенках топки 2 выполнены штыри 17 для установки экранов и подвесного колосника 15. При работе на твердом топливе на упомянутых опорах 7 в топке 2 установлен горизонтальный колосник 6, а в проеме зольника 4 - дверка 5, при этом устройство снабжено закрепленными со штырями 17 в топке 2 вертикальным подвесным колосником 15 и опирающимся на него нижним концом промежуточным наклонным экраном 13. Экран 12 размещен наклонно, опираясь на промежуточный экран 13 с образованием обоими экранами поверхности, изогнутой в сторону внутренней стенки топки 2. На горизонтальном колоснике 6 могут быть выполнены упоры 9 и концевые окна 8 для прохода воздуха из золотника 4, а над окнами 8 на упорах 9 установлены наклонный колосник 10 и криволинейная перфорированная стенка 11. При работе на газе в топке 2 установлена газовая горелка, закрепленная в проеме дверки 5 зольника 4, экран 12 закреплен горизонтально в верхней части топки 2. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для приготовления горячей воды, содержащее корпус с топкой, имеющей в верхней стенке крышку для загрузки твердого топлива, зольник с проемом для дверки, опоры для колосников, отсек с водогрейным резервуаром, имеющим вертикальные дымогарные трубы, и вертикальную стенку между топкой и отсеком, образующую соединяющий последние дымоход, отличающееся тем, что оно снабжено экранами, на верхней части которых выполнены выступы, при этом один из экранов расположен над вертикальной стенкой и служит ее продолжением, а на боковых стенках топки выполнены штыри для установки экранов и подвесного колосника. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на упомянутых опорах в топке установлен горизонтальный колосник, а в проеме зольника дверка, при этом устройство снабжено закрепленными на штырях в топке вертикальным колосником и опирающимся на него своим нижним концом промежуточным наклонным экраном, при этом один из экранов размещен наклонно, опираясь на промежуточный экран с образованием обоими экранами поверхности, изогнутой в сторону внутренней стенки топки, на горизонтальном колоснике выполнены упоры и концевые окна для прохода воздуха из зольника, а над окнами на упорах установлены наклонный колосник и криволинейная перфорированная стенка. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в топке установлена газовая горелка, закрепленная в проеме дверки зольника, а один из экранов закреплен горизонтально в верхней части топки. 4. Устройство по пп. 1 3, отличающееся тем, что корпус выполнен с полостями для подогрева воды системы отопления, а водогрейный резервуар снабжен размещенными в полостях циркуляционными трубами, причем отношение поверхности резервуара, контактирующей с водой системы отопления, F₁ к площади теплообменной поверхности циркуляционных труб F₂ составляет
F₁/F₂ 2,3 2,9. 5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что упомянутый экран, размещенный наклонно, установлен с образованием прохода между его верхним краем и внутренней стенкой топки. 6. Устройство по пп.1 5, отличающееся тем, что в верхнем внешнем углу топки закреплена наклонная стенка, ограничивающая призматическую водогрейную полость.