Отопительный котел Российский патент 2004 года по МПК F24H1/00 F23B1/16 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котлах, работающих в системах центрального отопления и горячего водоснабжения.

Известна печь, содержащая вертикальный цилиндрический корпус с верхней крышкой и огнеупорный воздухонепроницаемый поддон, ограничивающий камеру сгорания в нижней части корпуса. Внутри корпуса установлены две соосные вертикальные трубы. Внутренняя труба снабжена открытым приемником и подает через верхнюю крышку топливо, которое поступает через отверстие над поддоном для питания топливом камеры сгорания. Наружная труба ограничивает внутреннюю поверхность корпуса цилиндрического дымохода для подъема потока горячих газовых продуктов сгорания, а также ограничивает с внутренней стороны цилиндрический проход, окружающий топливную трубу, и имеет входное отверстие на верхней крышке и цилиндрическое выходное отверстие в камере сгорания для подачи потока воздуха из отверстия вниз в камеру сгорания, одновременно изолируя топливную трубу от тепла дымохода. Имеется выходное отверстие для удаления из корпуса газообразных продуктов сгорания. Твердое топливо под действием силы тяжести падает через топливную трубу на поддон для сжигания в камере сгорания, образуя на поддоне коническую кучу горящего топлива и золы. Коническая форма непрерывно поддерживается нисходящим потоком воздуха.

Введена наружная водяная рубашка, окружающая корпус (см. патент США №4836115, кл. F 23 В 7/00, 1989).

Недостатком известного решения является низкое качество сжигания топлива из-за его перемешивания с золой и, как следствие, низкая экономичность.

Наиболее близким из известных технических решений к описываемому является отопительный котел, содержащий цилиндрический корпус с расположенной по его оси камерой сгорания, образующей с корпусом кольцевую водяную рубашку, снабженную патрубками подвода и отвода воды, а в камере сгорания установлено дополнительное топочное устройство, выполненное в виде пакета конусообразных колец, скрепленных между собой стержнями и расположенных ярусами с образованием зазоров между собою и кольцевого зазора с камерой сгорания (см. патент РФ №2009406, кл. F 24 Н 1/08, 1994).

Недостатком известных котлов является низкая эффективность вследствие затруднения горения топлива по оси топочного устройства из-за периферийного подвода воздуха.

Задачей изобретения является повышение эффективности отопительного котла путем увеличения полноты сгорания топлива.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном отопительном котле, содержащем цилиндрический корпус с расположенной по его оси камерой сгорания, образующей с корпусом кольцевую водяную рубашку, снабженную патрубками подвода и отвода воды, колосник и зольник, а также установленное в камере сгорания дополнительное топочное устройство, выполненное в виде вертикальной топливной трубы, под которой, соосно с ней, на колоснике установлен конус с диаметром основания, равным диаметру топливной трубы, и углом при основании, примерно равным углу естественного откоса топлива, а величина зазора между колосником и нижней кромкой топливной трубы определяется соотношением где h - величина зазора между колосником и нижней кромкой топливной трубы; D_k - диаметр камеры сгорания; D_t - диаметр топливной трубы; α - угол естественного откоса топлива. При этом топливная труба может быть снабжена водяной рубашкой, соединенной посредством патрубков с водяной рубашкой корпуса.

Отличие предлагаемого устройства от известного состоит в том, что дополнительное топочное устройство содержит конус с диаметром основания, равным диаметру топливной трубы и углом при основании примерно, равным углу естественного откоса топлива, а величина зазора между колосником и нижней кромкой топливной трубы определяется соотношением При этом топливная труба может быть снабжена водяной рубашкой, соединенной посредством патрубков с водяной рубашкой корпуса.

Технический результат, который получается от использования изобретения заключается в увеличении полноты сгорания топлива и повышении эффективности работы котла.

Конструкция дополнительного топочного устройства с установленным на колоснике конусом позволяет предотвратить образование застойной зоны с неполным сгоранием топлива в центральной зоне колосника, обусловленное периферийной подачей воздуха в камеру сгорания. Твердое топливо под действием силы тяжести через топливную трубу падает на конус ссыпается на периферийную часть колосника, где происходит его сгорание. Для более рационального использования площади колосника, на которой происходит сгорание топлива, необходимо учитывать, что топливо из топливной трубы ссыпается конусообразно с углом конусности, равным углу естественного откоса топлива, поэтому величина зазора между колосником и нижней кромкой топливной трубы должна быть такой, чтобы топливо полностью покрывало площадь между конусом дополнительного топочного устройства и стенкой камеры сгорания, что обеспечит полное сгорание топлива. Величина зазора, диаметр топливной трубы и диаметр камеры сгорания связаны определенным соотношением.

На чертеже изображен общий вид отопительного котла.

Котел содержит цилиндрический корпус 1 с камерой сгорания 2, образующей кольцевую водяную рубашку 3, снабженную патрубками 4 и 5 подвода и отвода воды, а также колосник 6 и зольник 7, причем в верхней части зольника имеются отверстия 8 для подачи воздуха. Корпус сверху закрыт крышкой 9.

В камере сгорания 2 установлено дополнительное топочное устройство, выполненное в виде вертикальной топливной трубы 10, проходящей сквозь крышку 9 корпуса, а под трубой, соосно с ней, на колоснике установлен конус 11, диаметр основания которого равен диаметру топливной трубы и угол при основании конуса примерно равен углу естественного откоса топлива. Топливная труба 9 может быть снабжена водяной рубашкой 12, соединенной посредством патрубков 13 и 14 с водяной рубашкой 3 корпуса. Камера сгорания снабжена патрубком 15, сообщенным с дымовой трубой.

Котел работает следующим образом.

Для розжига топлива на колосник 6 укладывают быстровозгораемое топливо, например щепки, стружки и т.п. После прогрева топливную трубу 10 заполняют твердым топливом. Благодаря наличию на колоснике конуса 11 топливо ссыпается из топливной трубы по конусу на периферийную часть колосника, где происходит подача воздуха, что позволяет увеличить полноту сгорания топлива и повысить экономичность работы котла.

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в системах центрального отопления и горячего водоснабжения. Котел включает в себя цилиндрический корпус с расположенной по его оси камерой сгорания, образующей с корпусом кольцевую водяную рубашку, снабженную патрубками подвода и отвода воды, колосник и зольник, а также установленное в камере сгорания дополнительное топочное устройство, выполненное в виде вертикальной топливной трубы, под которой, соосно с ней, на колоснике установлен конус с диаметром основания, равным диаметру топливной трубы, и углом при основании, равным углу естественного откоса топлива. Величина зазора между колосником и нижней кромкой топливной трубы определяется соотношением где h - величина зазора между колосником и нижней кромкой топливной трубы; D_k - диаметр камеры сгорания; D_t - диаметр топливной трубы; α - угол естественного откоса топлива. При этом топливная труба может быть снабжена водяной рубашкой, соединенной посредством патрубков с водяной рубашкой корпуса. Изобретение повышает эффективность отопительного котла путем увеличения полноты сгорания топлива. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Отопительный котел, содержащий цилиндрический корпус с расположенной по его оси камерой сгорания, образующей с корпусом кольцевую водяную рубашку, снабженную патрубками подвода и отвода воды, колосник и зольник с отверстиями для подачи воздуха, а также установленное в камере сгорания дополнительное топочное устройство, отличающийся тем, что дополнительное топочное устройство выполнено в виде вертикальной топливной трубы, под трубой, соосно с ней, на колоснике установлен конус с диаметром основания, равным диаметру топливной трубы, и углом при основании, равным углу естественного откоса топлива, а величина зазора между колосником и нижней кромкой топливной трубы определяется соотношением

где h - величина зазора между колосником и нижней кромкой топливной трубы;

D_k - диаметр камеры сгорания;

D_t - диаметр топливной трубы;

α - угол естественного откоса топлива.