ТЕПЛОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2004 года по МПК F24H3/00 

Предлагаемое изобретение относится к области техники, служащей для получения тепловой энергии от сжигания топлива твердых видов (дров, древесных отходов, угля и т. п.), и может быть использовано для воздушного отопления бытовых и производственных помещений, а также для сушки материалов, например зерна.

Известна сушилка (В.П.Зуев, B.C.Шкрабак. Применение тепла в сельском хозяйстве. Л.: Колос, 1976, стр. 116, 117, рис.34), содержащая топочную камеру с колосниковой решеткой и горелкой, дымоходный канал, напорный радиальный вентилятор, воздухоподводящие и отводящие каналы, газовоздушный теплообменник, сушильные секции, управляющие заслонки и дымоотвод. Генератор теплоносителя может работать как на твердом топливе, так и на жидком.

Известен также твердотопливный теплогенератор (RU 2147106, кл. F 24 Н 3/02, 1999), содержащий кожух, топочную камеру с колосниковой решеткой, дымоходный канал, напорный радиальный вентилятор, воздухоподводящие и отводящие каналы, газовоздушный теплообменник и дымоотвод.

Анализ конструкций известных установок показывает, что они оборудованы газовоздушным теплообменником с одним дымоходным каналом. При этом суммарная поверхность, через которую происходит передача тепловой энергии, ограничена по величине. Вследствие этого эти установки имеют низкие эксплуатационные характеристики: количество воздуха, нагреваемого до заданной температуры в единицу времени; прирост температуры нагрева на выходе генератора по сравнению с входом; тепловая мощность по воздуху.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому объекту является теплогенераторная отопительная установка УТГО, выбранная в качестве прототипа (фактографическая информация по установке УТГО прилагается). Эта установка содержит зольник-поддувало, топочную камеру с колосниковой решеткой, два трубных газовоздушных теплообменника, расположенные в едином кожухе, вентилятор с электроприводом, управляющие заслонки и дымовую трубу. Каждый из двух теплообменников представляет собой несколько труб, расположенных в один ряд. Трубы верхнего теплообменника проводят нагреваемый воздух. Снаружи они объяты пламенем и дымовыми газами. Трубы другого - переднего теплообменника, наоборот, проводят дымовые газы, а снаружи они обдуваются нагреваемым воздухом.

Анализ показывает, что установка УТГО снабжена несколькими воздухо-нагревательными и дымоходными каналами в виде труб, что позволяет увеличить теплообменные поверхности по сравнению с известными установками. Однако число таких каналов ограничено тем количеством труб, которые могут быть расположены в одном ряду. Поэтому эксплуатационные характеристики установки УТГО невысокие.

Технической задачей изобретения является улучшение эксплуатационных (тепловоздушных) характеристик теплогенератора за счет увеличения теплообменных поверхностей, а также за счет увеличения площади проходного сечения воздуховодного канала, по которому происходит движение и нагревание воздушного потока.

Решение указанной технической задачи достигается тем, что каждый из дымоходных патрубков, соединяющих топку по наклонной линии с приточно-вытяжной камерой, выполнен из отрезка цилиндрической трубы, торцам которого придана форма повернутых на 90° относительно друг друга эллипсов. Один торец патрубка имеет прямоугольный вырез и состыкован с угловой частью топки так, что малая ось эллипса располагается в поперечном сечении воздуховодного канала. Второй торец патрубка выполнен со скосом и состыкован с вертикальной плоскостью приточно-вытяжной камеры.

Такое конструктивное решение обеспечивает как можно большую по площади теплообменную поверхность топки, обдуваемую нагреваемым воздушным потоком, сводит к минимуму уменьшение проходного сечения воздуховодного канала расположенными в нем дымоходными патрубками, уменьшает потери тепловой энергии в окружающую среду.

Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, где на фиг.1 схематично показана теплогенераторная установка, общий вид; на фиг.2 - вид А; на фиг.3 - местный горизонтальный разрез Б-Б.

Теплогенераторная установка содержит топочную камеру 1 с колосниками 2 и зольник-поддувало 3, расположенные в одном корпусе 4, два дымоходных патрубка 5, приточно-вытяжные камеры 6, 7, 8, 9, 10, соединенные между собой дымоходными трубами 11, радиальный вентилятор-дымосос 12 с приводом 13, дымовую трубу 14, соединенную патрубком 15 с выходом вентилятора 12, и воздуховодный капал 16, 17, 18. Последний начинается оттопки 1, где он образован кожухом 19 и тремя плоскостями корпуса 4 и в поперечном сечении имеет вид буквы П (фиг.2), охватывает дымоходные патрубки 5, проходит между дымоходными трубами 11 (фиг.3) и заканчивается диффузором 18. На выходе канала установлен осевой вентилятор 20 с приводом 21. Топочная камера 1 и зольник-поддувало 3 имеют технологические проемы, которые перекрываются дверцами 22, 23. На боковых плоскостях корпуса 4 и на его верхней горизонтальной плоскости снаружи закреплены сваркой ребра в виде пластин 24, которые увеличивают теплоотдающую поверхность нагретой топки (фиг.2). Каждый из дымоходных патрубков 5, соединяющих по наклонной прямой линии топку 1 с приточно-вытяжной камерой 6, выполнен из отрезка цилиндрической трубы, торцы которого сжаты в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В результате такого сжатия торцовым сечениям придана форма эллипса. Один торец патрубка для плотной стыковки с угловой частью топки имеет соответствующий прямоугольный вырез и при этом располагается так, чтобы малая ось эллипса лежала в поперечном сечении воздуховодного канала 16. Соответственно в корпусе 4 вырезано выходное отверстие согласно очертаниям пристыкованного торца патрубка 5. Второй торец патрубка выполнен со скосом для плотной стыковки с вертикальной входной плоскостью камеры 6. Соответственно в камере вырезано выходное отверстие согласно очертаниям пристыкованного торца патрубка 5.

Дымоходные трубы 11 располагаются внутри кожуха 19 несколькими параллельными рядами (фиг.3); причем каждый ряд смещен по отношению к двум соседним на половину шага, с которым эти трубы располагаются в ряду.

Верхняя часть дымоходных патрубков 5, не охваченная кожухом 19, а также наружные поверхности камер 6, 8 закрыты теплоизоляционным покрывалом 25 (фиг.1), выполненным из негорючего материала, например, на основе асбеста или минеральной ваты.

Таким образом, заявляемый теплогенератор относится к установкам с теплообменником, который осуществляет нагревание движущего воздушного потока газопродуктами от сгорания твердого топлива. Между нагреваемым воздухом и продуктами сгорания топлива непосредственный контакт отсутствует.

Запуск установки в работу происходит следующим образом.

Загружается топливо в камеру 1 и разжигается в ней огонь. Одновременно с этим включается привод вентилятора-дымососа 12. Интенсивность сгорания топлива регулируется положением дверцы 23 зольника-поддувала 3. После того как теплообменная система, включающая корпус 4 топки 1, два дымоходных патрубка 5 и дымоходные трубы 11, нагреется до заданной температуры, включается в работу осевой вентилятор 20. Последний подает тепловоздушный поток к месту потребления тепловой энергии. По мере сгорания топлива его добавляют в камеру 1 через проем в корпусе 4, перекрываемой дверцей 22.

В теплообменнике, образованном дымоходными трубами 11, нагреваемый воздушный поток разделяется на несколько воздушных струй по числу проходов между трубами в одном ряду. Движение воздушной струи происходит по волнистой линии, охватывающей наружную поверхность всех дымоходов на своем пути. Вместе с этим воздушные струи многократно смешиваются между собой, что приводит к выравниванию температуры нагрева во всей воздушной среде.

Изобретение предназначено для получения тепловой энергии и может быть использовано для отопления помещений и сушки материалов. Теплогенераторная установка содержит топочную камеру, зольник-поддувало, дымоходный канал в составе патрубков, приточно-вытяжных камер и дымоходных труб, воздуховодный канал, вентилятор и дымовую трубу. Торцам дымоходных патрубков придана форма повернутых на 90° относительно друг друга эллипсов, причем один торец патрубка имеет прямоугольный вырез и состыкован с угловой частью топки так, что малая ось эллипса располагается в поперечном сечении воздуховодного канала, а второй торец выполнен со скосом и состыкован с вертикальной плоскостью приточно-вытяжной камеры. Изобретение обеспечивает увеличение теплообменной поверхности топочной камеры и уменьшение потерь тепловой энергии в окружающую среду. 3 ил.

Теплогенераторная установка, содержащая топочную камеру, зольник-поддувало, дымоходный канал в составе патрубков, приточно-вытяжных камер и дымоходных труб, воздуховодный канал, вентилятор и дымовую трубу, отличающаяся тем, что торцам дымоходных патрубков придана форма повернутых на 90° относительно друг друга эллипсов, причем один торец патрубка имеет прямоугольный вырез и состыкован с угловой частью топки так, что малая ось эллипса располагается в поперечном сечении воздуховодного канала, а второй торец выполнен со скосом и состыкован с вертикальной плоскостью приточно-вытяжной камеры.