ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КОТЕЛ Российский патент 1998 года по МПК F24H1/24 

Изобретение относится к области отопления, конкретно к нагревателям жидкостей для центрального отопления и рассчитано на использование твердого топлива.

Из известных заявителю аналогов изобретения наиболее близким прототипом к изобретению по совокупности существенных признаков является теплогенератор "Уют" производства Калининградского АО "Стройдормаш" (I), руководство по эксплуатации которого прилагается. Известный теплогенератор содержит котел, в котором размещены топка с колосниковой решеткой и зольником, загрузочная и растопочная дверцы, дымоход, регулирующая заслонка (шибер), теплоизоляция. Теплогенератор снабжен бойлером, совмещенным с корпусом котла и соединенным с ним трубопроводом с патрубками подвода и отвода теплоносителя.

Устройство-прототип обладает рядом известных заявителю существенных недостатков, препятствующих получению требуемого технического результата: несмотря на наличие теплоизоляции, корпус котла нагревается до значительных температур, что влечет за собой большие теплопотери и снижение КПД котла; розжиг котла осуществляется большим количеством дров - 5 кг и более; загрузка угля в топку осуществляется через дверцу, расположенную на передней стенке котла. Такая конструкция котла требует загружать уголь небольшими порциями через короткие промежутки времени, что ведет к значительным теплопотерям и необходимости постоянного присутствия оператора возле теплоагрегата; топливо в котле сгорает не полностью, поэтому часть его в виде дыма выбрасывается в атмосферу, что ухудшает экологическую обстановку; опыт использования котла показал, что топливо мелкой фракции (например, угольная пыль) непригодно для его нормальной эксплуатации, т.к. нарушается тяга и горение прекращается.

Целью изобретения является повышение эффективности и КПД котла, а также устранение других недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в отопительном котле, включающем корпус с теплоизоляцией, совмещены с корпусом бойлер с патрубками подвода и отвода теплоносителя, регулирующую заслонку, топку с колосниковой решеткой, загрузочной и растопочной дверцами, зольник и дымоход, на передней и задней стенках топки выполнены, соответственно, приточные и вытяжные окна, расположенные друг под другом по всей высоте упомянутых стенок под острым углом к горизонтали, причем приточные окна сообщаются с воздушным коробом, размещенным над передней стенкой топки и выполненным сужающимся кверху, а вытяжные окна сообщаются с камерой дожигания, размещенной между задней стенкой топки и дымоходом. При этом верхний свод камеры дожигания расположен выше верхней кромки верхнего вытяжного окна, а бойлер выполнен в виде водяной рубашки, размещенной между двойными стенками корпуса и топки котла. Колосниковая решетка установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

Площадь поперечного сечения выходного участка воздушного короба равна площади поперечного сечения верхнего приточного окна, а суммарная площадь поперечного сечения вытяжных окон больше суммарной площади поперечного сечения приточных окон. Топка котла выполнена сужающейся кверху, а загрузочная дверца расположена в верхней части топки. Дымоход сообщается с топкой в нижней ее части.

Предлагаемые чертежи раскрывают сущность предлагаемого устройства, где на фиг. 1 изображен общий вид отопительного котла в разрезе; на фиг. 2 - топка котла (разрез 1-1); на фиг. 3 - поперечный разрез котла (разрез 2-2);
Отопительный котел состоит из корпуса 1, топки 2, камеры дожигания 3, водяной рубашки (бойлера) 4, загрузочного бункера 5, колосниковой решетки 6, объемного поддона 7. На лицевой стороне топки 2 установлена дверца растопочная 8 и воздушный короб 9 с заслонкой 10. Подача теплоносителя из системы отопления осуществляется через патрубок 11 (фиг.2) в нижней части водяной рубашки 4, выход теплоносителя в систему отопления через патрубок 12 в верхней части водяной рубашки 4. Корпус 1 защищен теплоизоляцией 13 и кожухом 14. В дымоходе 15 расположена заслонка для регулирования величины тяги 16. В топке выполнены приточные окна 17 и вытяжные окна 18. Загрузочный бункер 5 снабжен загрузочной дверцей 19, а колосниковая решетка 6 - ручкой 20.

Отопительный котел работает следующим образом. После заполнения всей системы отопления теплоносителем (вода, тосол, масло) в топку 2 отопительного котла через растопочную дверцу 8 закладывается порция дров для растопки (не более 1 кг.) Через загрузочный бункер 5 с помощью ведра в топку 2 засыпается порция угля (суточная, полусуточная или другая, в зависимости от потребности). Загрузочный бункер 5 закрывается. Через растопочную дверцу 8 производится розжиг дров. Растопочная дверца 8 закрывается. Далее котел работает практически без контроля со стороны человека, за исключением двух моментов, а именно: регулировка притока воздуха через заслонку 10, воздушного короба 9; регулировка тяги с помощью заслонки 16, расположенной в дымоходе 15.

Горящие дрова зажигают нижний слой угля в топке. Уголь разгорается. Приток воздуха на начальном этапе работы котла идет через отверстие в колосниковой решетке 6 и прорези в растопочной дверце 8, тяга направлена через нижнее вытяжное окно 18.

По мере сгорания угля приток воздуха и тяга смещается от нижних приточных 17 и вытяжных 18 окон к верхним. Огонь поднимается вверх. По мере выгорания угля происходит его подвижка сверху вниз под действием силы тяжести. Приток воздуха и тяга при этом направлены через те приточные и вытяжные окна, которые оказались в зоне горения.

Сажа, дым и другие несгораемые газы движутся под действием силы тяги к дымоходу 15, при этом они попадают в камеру дожигания 3, где сгорают полностью.

После полного сгорания угля образовавшийся в топке 2 шлак разгружается в объемный поддон 7 под собственной тяжестью после выдвигания из корпуса 1 колосниковой решетки 6.

Котел готов к разгрузке новой порции топлива. Шлак удаляется в отвал.

Технико-экономические и эксплуатационные преимущества отопительного котла перед другими известными следующие: использование принципа горизонтальной тяги в сочетании с камерой дожигания обеспечивает полное сгорание топлива как угля в топке, так и сажи, дыма и других несгораемых компонентов в камере дожигания; благодаря тому, что водяная рубашка выполнена непосредственно в корпусе и топке котла, создается дополнительная теплоизоляция, что способствует значительному снижению теплопотерь и повышение КПД котла; для растопки котла требуется значительно меньше дров; загрузка котла осуществляется за один прием сначала порцией дров для растопки (через растопочную дверцу), затем - суточной порцией угля (через загрузочный бункер). При этом исключаются теплопотери, уменьшается время, затрачиваемое на обслуживание работающего котла; горение топлива в топке происходит постепенно за счет использования последовательно приточных и вытяжных окон от нижних к верхним; загрузка котла новой порцией топлива производится после разгрузки шлака в объемный поддон. Разгрузка достигается после выдвигания колосниковой решетки из корпуса по направляющим. Емкость поддона позволяет принять два суточных объема шлака; благодаря полному сгоранию топлива значительно повышается КПД котла, улучшаются экологические характеристики; при использовании угля мелких фракций (включая угольную пыль) рабочие характеристики котла не ухудшаются; котел может быть изготовлен в габаритах, соответствующих заданной мощности, т.е. под конкретный объем отапливаемых помещений; отопительный котел обладает меньшей массой.

Использованная литература:
1. Теплогенератор "УЮТ" Руководство по эксплуатации. Калининградское АО "Стройдормаш". г. Калининград, 1992 г.

Предназначен для отопления индивидуальных жилых домов, гаражей, элингов, теплиц, садовых домиков и производственных помещений. Передняя и задняя стенки топки выполнены наклонно друг к другу, снабжены расположенными одно над другим приточными и вытяжными окнами, выполненными наклонно и связывающими полость топки соответственно с передней стороны через воздушный короб с окружающей средой, а с задней стороны - с дымоходом. Между воздушным коробом и дымоходом выполнена камера дожигания дыма и газов. Верхний свод камеры дожигания размещен выше уровня верхней кромки вытянутых окон, а воздушный короб установлен снаружи на передней стенке топки перед проточным окном и снабжен отрывающейся заслонкой, выполненной в его нижней части, что снижает теплопотери и увеличивает полноту сгорания топлива, что в целом увеличивает КПД установки. 6 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Отопительный котел, содержащий корпус с теплоизоляцией, совмещенный с корпусом бойлер с патрубками подвода и отвода теплоносителя, регулирующую заслонку, топку с колосниковой решеткой, загрузочной и растопочной дверцами, зольник и дымоход, отличающийся тем, что на передней и задней стенках топки выполнены соответственно приточные и вытяжные окна, расположенные друг под другом по всей высоте упомянутых стенок под острым углом к горизонтали, причем приточные окна сообщаются с воздушным коробом, размещенным над передней стенкой топки и выполненным сужающимся кверху, а вытяжные окна сообщаются с камерой дожигания, размещенной между задней стенкой топки и дымоходом, при этом верхний свод камеры дожигания расположен выше верхней кромки верхнего вытяжного окна, а бойлер выполнен в виде водяной рубашки, размещенной между двойными стенками корпуса и топки котла. 2. Котел по п. 1, отличающийся тем, что колосниковая решетка установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения. 3. Котел по п. 1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения выходного участка воздушного короба равна площади поперечного сечения верхнего приточного окна. 4. Котел по п. 1, отличающийся тем, что суммарная площадь поперечного сечения вытяжных окон больше суммарной площади поперечного сечения приточных окон. 5. Котел по п. 1, отличающийся тем, что топка выполнена сужающейся кверху. 6. Котел по п. 1, отличающийся тем, что загрузочная дверца расположена в верхней части топки. 7. Котел по п. 1, отличающийся тем, что дымоход сообщается с топкой в нижней ее части.