ГОРЕЛКА ДЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Российский патент 1999 года по МПК F23B1/32 F23K3/14 F23L1/00 

Настоящее изобретение относится к горелке для твердого топлива в виде гранул, которая монтируется на топке котла так, что ее передняя часть проходит через отверстие, выполненное в обмуровке топки, в камере сгорания последней.

В последние годы вместо сжигания жидкого топлива для отопления все более обычным стало сжигание для этой цели других видов топлива, особенно для отопления жилых домов. В таких случаях используется древесная щепа или другое твердое топливо, которое подается в камеру сгорания топки с помощью соответствующего устройства. Для исключения использования дорогостоящего подающего устройства были разработаны новые типы горелок для альтернативных видов топлива, которые можно было использовать вместе с существующими горелками для жидкого топлива или которые можно было монтировать на топках вместо последних.

При использовании новых типов горелок проблемой является обеспечение регулируемой, непрерывной подачи твердого топлива в камеру сгорания топки, а также обеспечение полного сгорания топлива.

Целью настоящего изобретения является создание горелки вышеупомянутого типа, которая устраняет эти проблемы и в то же время является простой по конструкции и недорогой в изготовлении. Отличительные особенности такой горелки изложены в прилагаемой формуле изобретения.

Благодаря изобретенной горелке обеспечивается очень надежная регулируемая и непрерывная подача твердого топлива в камеру сгорания топки котла. Поскольку в горелке создается очень эффективная смесь топлива и первичного воздуха, который подается в камеру сгорания, и поскольку это осуществляется в сочетании с медленным вращением камеры воспламенения (зажигания) горелки, то в топке происходит эффективное сгорание топлива. Вторичный воздух подается к передней части камеры воспламенения топлива, вследствие чего температуру в ней можно регулировать посредством смешения первичного воздуха с вторичным. Вращение камеры воспламенения предотвращает накопление в ней золы. Кроме того, для дополнительного предотвращения накопления золы в камере воспламенения она может быть снабжена несколькими спиралевидными гребнями или ребрами, проходящими к ее выпускному отверстию. Использование отдельного питания, из которого топливо свободно поступает через загрузочное отверстие к падающему шнеку, расположенному внутри горелки, обеспечивает предотвращение обратного удара пламени (проскок пламени в горелке), который может произойти в случае остановки горелки в работе или в случае ее повреждения.

Ниже следует более подробное описание изобретения на нескольких примерах его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - схематический продольный разрез горелки для твердого топлива, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, которая смонтирована на топке котла.

Фиг. 2 - другой пример выполнения передней части подающего шнека, которая представляет собой конус с отверстиями для выпуска первичного воздуха.

Фиг. 3 - другой пример выполнения камеры воспламенения.

Фиг. 4 - схематический продольный разрез другого примера выполнения горелки по настоящему изобретению.

На фиг. 1 показан предпочтительный пример выполнения горелки 2 для твердого топлива, преимущественно в виде гранул. Горелка 2 смонтирована вместо существующей горелки для жидкого топлива на топке 1 котла. Передняя часть 3 горелки 2 вставляется в отверстие 4, выполненное в обмуровке 5 топки 1, и проходит в камеру сгорания 6 последней. Гранулы топлива могут содержать древесные отходы, такие как кора, опилки и т.п.

Горелка 2 содержит трубчатый корпус 7, в котором расположен подающий шнек 8 для перемещения твердого топлива через корпус. Свободный конец 9 шнека 8 расположен в передней части 3 горелки 2, а противоположный, закрытый конец 10 - в подшипнике качения 11. Шнек 8 приводится во вращение через приводное средство 12 от двигателя, расположенного в кожухе 13, который прикреплен к корпусу. В некоторых примерах осуществления изобретения свободный конец 9 шнека 8 может быть установлен стационарно, в этом случае труба может быть прикреплена к отдельной трубе (не показано), установленной с возможностью вращения на трубе, выполняющей роль питающего воздухопровода 15. Камера воспламенения 14, расположенная в передней части 3 горелки 2, охватывает свободный конец шнека 8 и соединена с открытым концом трубчатого корпусам 7. Камера 14 сообщается с воздухопроводом 15, через который в нее подается первичный воздух для обеспечения горения топлива. Твердое топливо хранится в контейнере 16, установленном на корпусе 7, и подается к шнеку 8 через загрузочное отверстие 30, выполненное в трубчатом корпусе.

Для обеспечения эффективного воспламенения и сгорания твердого топлива камера 14 установлена с возможностью вращения на передней части 3 горелки 2 и может быть приведена во вращение от упомянутого электродвигателя, расположенного в кожухе 13, через приводное средство 17, заставляя камеру вращаться очень медленно, например, с частотой 1 об/мин, при этом число оборотов вала электродвигателя регулируется, чтобы получить оптимальную частоту вращения камеры для обеспечения эффективного сгорания твердого топлива. Как видно из фиг. 1, камера воспламенения 14 имеет отчасти коническую форму, при этом часть 19 боковой стенки камеры расходится по направлению к ее открытому концу 18. На внутренней стороне этой части боковой стенки камеры расположено по меньшей мере одно спиралевидное ребро или гребень 20. Когда камера воспламенения располагается горизонтально, она может быть снабжена направленным радиально внутрь фланцем 34 для предотвращения преждевременного выброса из нее неполностью сгоревшего топлива. В примере, показанном на фиг. 1, воздухопровод 15 проходит по всей длине полого вала шнека, включая закрытую часть 10 шнека 8 и корпуса горелки 7, и соединен с вентилятором 25 в закрытом конце 10 шнека. Вентилятор 25 прикреплен к трубчатому корпусу 7 и перемещает первичный воздух для горения топлива через воздухопровод 15 к свободному переднему концу 9 вала шнека, который не имеет спиральной лопасти в этой области. Конец вала закрыт торцовой стенкой 21 и его передняя часть 9 имеет множество выпускных отверстий 22. В некоторых случаях торцовая стенка 21 также может иметь выпускные отверстия 22 для первичного воздуха.

В другом исполнении, показанном на фиг. 2, свободный конец 9 шнека имеет форму усеченного конуса 23, в боковой поверхности которого выполнены направленные вперед наклонные каналы 24 для выпуска первичного воздуха, при этом диаметр каналов уменьшается по направлению к устью камеры воспламенения 14. Вентилятор 25 может быть расположен на некотором расстоянии от горелки 2, в этом случае он соединяется с ней посредством соответствующих средств.

Между топливным контейнером 16 и горелкой 2 может быть расположен регулятор подачи 26 для регулирования количества твердого топлива, подаваемого к шнеку 8. Регулятор подачи 26 содержит колесо 27, которое может приводиться в движение с требуемой скоростью вращения от электродвигателя (не показан). На периферии колеса 27 имеется несколько выемок 28, расположенных последовательно, которые захватывают с помощью направляющей пластины 29, расположенной в контейнере 16, определенное количество твердого топлива и через загрузочное отверстие 30 подают его к шнеку 8.

На фиг. 3 показан другой пример выполнения камеры воспламенения 14 для горелки 2. Камера имеет коническую форму и ее стенка 31 сходится к выпускному отверстию 32. На внутренней стороне стенки 31 могу быть закреплены спирально идущие ребра 33 для предотвращения накапливания золы в камере 14.

На фиг. 4 показан другой пример выполнения горелки, в соответствии с которым камера воспламенения имеет наружную систему каналов 35, содержащую по меньшей мере один кольцевой канал 35 с выпускными отверстиями 36 для вторичного воздуха 37, при этом выпускные отверстия 36 расположены в устье камеры и внутри нее. Вторичный воздух 37 нагнетается в систему каналов с помощью вспомогательного вентилятора 38. До того как вторичный воздух выпускается через отверстия 36, он предварительно нагнетается от корпуса камеры 14, когда проходит через систему каналов 35.

Температура в камере воспламенения 14 может регулироваться с помощью предварительно нагретого вторичного воздуха 37 так, чтобы она была не слишком высокой. Это достигается посредством смешения первичного воздуха 39, подаваемого через воздухопровод 15, со вторичным воздухом 37, чтобы обеспечить оптимальное сгорание топлива. В этом примере выполнения твердое топливо подается к шнеку 8 с помощью регулятора подачи, которым в данном случае является небольшой дозирующий винт 40.

Изобретение относится к горелке (2) для твердого топлива, монтируемой на топке (1) котла так, что ее передняя часть (3) пропущена через отверстие (4), выполненное в обмуровке (5) топки (1), в камеру сгорания (6) последней. Горелка (2) содержит трубчатый основной корпус (7), в котором установлен шнек (8) для подачи твердого топлива, при этом свободный конец (9) шнека расположен в передней части (3) горелки, а противоположный закрытый конец (10) - в подшипнике (11). Горелка также содержит силовую передачу (12) для вращения подающего шнека (8) внутри основного корпуса (7), камеру воспламенения топлива (14), расположенную в передней части (3), один открытый конец соединен с основным корпусом (7) так, что в ней расположен свободный конец подающего шнека (8), питающий воздухопровод (15) для подачи первичного воздуха для горения, при этом выпускной конец воздухопровода расположен в камере (14), и загрузочное отверстие (30), выполненное в основном корпусе (7) для подачи твердого топлива из контейнера (16) к шнеку (8). Изобретение позволяет обеспечить регулируемую подачу твердого топлива в камеру сгорания. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Горелка для твердого топлива, монтируемая на топке (1) котла так, что передняя часть (3) горелки проходит через отверстие (4) в обмуровке (5) топки и далее в камеру сгорания (6) топки (1), содержащая трубчатый основной корпус (7), в котором расположен подающий шнек (8) для топлива, причем свободный конец (9) шнека заканчивается в передней части (3), а его противоположный, закрытый конец (10) установлен в подшипнике (11) с возможностью вращения, приводное средство (12) для вращения подающего шнека (8) внутри корпуса (7), камеру воспламенения (14), расположенную в передней части (3) корпуса (7), причем свободный конец подающего шнека и питающий воздухопровод (15) заканчиваются в камере (14) для подачи первичного воздуха для воспламенения и сжигания топлива, и загрузочное отверстие (30), которое выполнено в основном корпусе (7) и сообщается с шнеком (8) для подачи к нему твердого топлива из контейнера (16), отличающаяся тем, что питающий воздухопровод (15) для первичного воздуха образован в подающем шнеке (8), проходит через его центр и заканчивается в камере воспламенения (14). 2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что свободный передний конец (9) питающего воздухопровода (15) представляет собой трубу, расположенную неподвижно относительно подающего шнека (8), конец которой закрыт торцевой стенкой (21), причем ее периферия имеет множество отверстий (22) для прохода первичного воздуха. 3. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что свободный передний конец (9) питающего воздухопровода (15) и подающего шнека (8) выполнен в виде конуса (23), сужающегося в переднем направлении, криволинейная боковая поверхность которого имеет направленные вперед наклонные каналы с выпускными отверстиями (24) для первичного воздуха. 4. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что питающий воздухопровод (15) соединен в закрытой части (10) подающего шнека (8) и основного корпуса (7) с вентилятором (25), который прикреплен к последнему и установлен с возможностью нагнетания воздуха в воздухопровод (15). 5. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что камера воспламенения (14) имеет по меньшей мере один проходящий вдоль ее криволинейной боковой поверхности канал (35) для вторичного воздуха (37), который с помощью вентилятора (38) может быть подан в предварительно нагретом состоянии к выпускным отверстиям (36) в передней части камеры воспламенения (14), причем вторичный воздух и первичный воздух, подаваемый через воздухопровод (15), смешиваются между собой для регулирования температуры в камере воспламенения (14). 6. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что между контейнером (16) для хранения топлива и подающим шнеком (8) расположен регулятор подачи (26) для регулирования количества топлива, подаваемого за единицу времени к горелке (2). 7. Горелка по п.6, отличающаяся тем, что регулятор подачи (26) содержит вращаемое колесо (27), имеющее несколько выемок (28), последовательно расположенных по его периферии, и направляющую пластину (29), расположенную в контейнере (16), с помощью которой карманы (28) захватывают определенное количество топлива для подачи его частями к шнеку (8) через загрузочное отверстие (30).