Устройство для центрального воздушного отопления теплиц, оранжерей и т.п. Советский патент 1933 года по МПК A01G9/24 

Изобретение касается устройства для центрального воздушного отопления теплиц, оранжерей и т. п., в котором использовано в качестве теплоносителя биологическое топливо (навоз), через массу которого при помощи вентилятора просасывается подлежащий нагреванию воздух.

Предлагаемое устройство состоит из устанавливаемой в преднг1значенном для заполнения топливом помещении полой колонны, снабженной по высоте рядом воздухопропускных каналов и связанной со стенками помещения при помощи балок колосников, располагаемых в определенном порядке для равномерного распределения по высоте топлива, загружаемого в верхнюю часть помещения.

На чертеже фиг. 1 изображает устройство в продольном разрезе; фиг. 2-то же разрез по линии ЛS на фиг. 1; фиг. 3 и 4-детали устройства; фиг. 5-устройство по другому варианту в продольном разрезе; фиг. 6-нижний ряд колосников и фиг. 7-деталь дна.

393

Для центрального отопления теплиц и парников посредством биологического топлива предлагается устройство, общий вид которого представляет собой башню с круглым основанием. Для этой цели могут быть использованы готовые конструкции силосных башен. Для больших теплоцентралей, рассчитанных на обогрев нескольких теплиц, потребуются прямоугольные здания, разделенные на секции.

В настоящем устройстве применена цилиндрическая кирпичная или бетонная башня емкостью до 1000 куб. м. Ее высота до крыши около 10-12 лс, диаметр основания 12 м.

В центре башни имеется полая колонна 2, сделанная из того же материала. Верхний конец ее закрыт, а нижний сообщается посредством горизонтальной трубы 9 с теплицей. Кроме этого колонна 2 имеет небольшие каналы JO в боковой ее части, через которые поступает нагретый воздух из башни.

Пространство между наружными стенками колонны 2 и внутренними башни J

предназначается для биологического топлива.

Имеется в виду непрерывное действие -отопительной установки, поэтому процесс отопления будет происходить с постепенными добавлениями топлива и удалением продуктов горения. С другой стороны, активная жизненная деятельность термофильных бактерий, выделяющих тепло за счэт органического вещзства топлива, возможна только при достаточном доступе воздуха ко всей массе его. Для выполнения этих условий внутреннее пространство башни оборудуется системой колосников 3, поддерживающих отдельные слои биологического топлива и уменьшающих, таким образом, давление его на нижние. Колосники представляют собой круглые бревна диаметром 8-10 См, уложзнные концами в специально для этой цзли оставленные при кладке стен башни и трубы пазы. Колосники располагаются радиально и горизонтально. Удобнее всего разместить их по нисходящей винтовой спирали иа оасстоянне один от другого в отдаленных от центра концах в 0,5 м. Такая система их в состоянии удержать большие массы биологического топлива в подвешенном состоянии и устранить чрезмерное уплотнение нижних слоев его. Нижний последний ряд колосников располагается в виде конуса, причем расстояние между ними в удаленной от центра части берется 0,5 м. Эти колосНИКИ своими концами свободно лежат в специальных цилиндрических или полуцилиндрических гнездах, вделанных в стенках трубы и башни.

Через круглое отверстие в стене 7 концы колосников выведены на наружную поверхность ее. Посредством специальной ручки J3 с квадратным ухом, охватывающим затесанный на квадрат // конец колосника, последние могут поворачиваться в ту или другую сторону. Это делается для того, чтобы облегчить удаление перегноя, ск:пляющегося в нижней части колосников. С этой же целью на диаметрально противоположных сторонах подвижных колосников набиваются железные короткие поперечины 5, которые во время вращения колосанков захватывают перегной и сбрасывают его вниз. В том же случае, когда

поперечины находятся в горизонтальном положгнии, OHIJ препятствуют падению его. Два крайних зуба 72 служат упором для колосника, препятствующим его поступательному движению через отверстие.

Ниже подвижных колосников расположено сплошное коническое днище б, по которому падающий сверху перегной скатывается по уклону вниз к люкам 7, имеющим дверки 8. Через эти люки использованное биологическое топливо удаляется.

Для загрузки биологического топлива предназначается пневматический элеватор 75, который посредством трубы J6, расположенной для предупреждения обмерзания внутри печи, передает его в верхнюю часть башнл. Излишек воздуха, поступающий из трубы элеватора вместе с топливом, удаляется через автоматически открывающийся клапан 77, вделанный в вершине конической крыши.

Выбрасываемое трубой элеватора топливо поступает на распрзделительный щит 79, опирающийся на верхнюю часть колонны 2 и стены башни. Он сделан из радиально расходящихся узких досок, положенных на ребро с уклоном в 30-40° к стене башни, и образующих в целом конус. Падающее из отверстия трубы топливо сползает по ним вниз и постепенно проскакивает в расширяющееся отверстие, распределяясь равномерно по всей площади башни.

Воздух к топливу подводится посредством вертикальных каналов М, сделанных в стене башни на расстоянии один от другого на 1 Л1 и открытых внутрь нее. Воздух устремляется по этим каналам и распределяется по порам и пустотам топлива под действием разрежения в трубе 2, производимом всасывающим вентилятором 27.

Закладываемое топливо подается пневматически элеватором вверх печи. Если топливо перемерзло и представляет собой большие глыбы, оно должно быть измельчено. После оттаивания и согревания топлива в печи начинается процесс разложения целлюлозы, которая служит пищей для бактерий. Тогда же начинается и выделение тепла. Вместе с этим происходит опускание всей массы топлива вниз, в виду разрушения и перехода

в газообразное состояние связывающих органичзских частиц топлива. Этот процесс разложэния органического вещества пpoдv лжaeтcя в условиях свободного доступа воздуха 40-50 дней. Однако, для практического использования можно вести расчет на нахождение его в печи 25-30 дней, так как за это время оно выделит 70-80% всей теплоты. За это время уменьшение всего /вещества (не сухого) составит 50-60%. Удаление перегнившей части совершазтся посредством вышеописанных подвижных колосников, наклоном нижнего днища 5через люк/.

Воздух подазтся также через эти люки; хотя большое значение будет иметь и воздух, поступающий из пневматического элеватора, приток которого в печь будет регулироваться открытием и закрытием дверок 8. Воздух будет устремляться вверх по каналам 14 и распрзделяться по пустотам под колосниками, а затзм по порам биологического топлива, постепенно приближаясь к каналам 10 в колонне 2 под- действием ее вакуума. Наконец, частицы воздуха проникают через эти каналы 10 и захватываются струей воздуха, всасываемого вентилятором 21, и поступают в культивационное помещение.

Каналь 10 сделаны на расстоянии 1,5 д от нижнего и верхнего края биологического топлива для того, чтобы воздух не устремлялся в них сразу же, а проходил через всю толщу его. Периодичэское добавление топлива в печь в холодное время не должно совпадать с удалением из него продуктов горения; в таком случае будет иметь место чрезмерная аэрация топлива и охлаждение всей массы его. То и другое не должно происходить при работ 2 вентилятора. Однако, может оказаться полезным брать от печи в некоторых случаях по возможности большее количество тепла, чтобы предупредить чрезмерное нагревание биологического топлива и самовозгорание метана. Таким образом, может осуществляться регу.лирование температуры брржения биологического топлива.

По другому варианту (фиг. 5) имеется в виду вместо подвижных колосников, регулирующих удаление использованного топлива, дать другую конструкцию нижней части печи, при которой удаление

его будет происходить автоматически под влиянием силы тяжести. Все остальные детали такие же, что и в первом варианте, за исключением добавочного устройства-лаза 23, сделанного на крыше 18 башни, который необходим для контроля над процессом разложения биологического топлива, а также и для прочистки нередко засоряющейся трубы 16 пневматического элеватора. Вместо нижнего подвижного ряда колосников устраивается такой же ряд неподвижных, с таким же расстоянием один от другого, но с большим наклоном до 25° к стене 7 и без железных зубьев. Ниже этих колосников вместо конической деревянной опалубки делается такой же конической формы бетонное основание с наклоном образующей конус линии в 45°. Получившаяся наклонная плоскость будет служить для того, чтобы по ней скатывалось к люкам 7 падающее с колосников использованное биологическое топливо. Для того, чтобы Оно все целиком сползало к люкам 7, а не задерживалось в промежутках между ними, делаются из каменного или кирпичного щебня бетонные распределительные плоскости, представляющие собой двухгранные наклонные к стене 7 углы 24, по граням которых оно сползает, к люкам 7 (фиг. 7). Каждые две смежные распределительные плоскости имеют в общем форму четырехгранной наклонной пирамиды. Между гранями двух соседних пирамид образуются наклонные прямоугольные площадки шириной, равной люку 7, по которому использованное топливо, как было сказано выше, будет сползать от стенки трубы 2 по направлению к люку 7.

Таким образом, описанное устройство для печи и нижнего ряда колосников дает возможность автоматического передвижения использованных остатков топ-, лива к люку 7 под действием своей тяжести, что значительно упрощает самую конструкцию печи, а также и уход за ней.

Горизонтальная труба Р, по которой нагрзтый воздух направ.1яется в теплицу, может быть проведена над поверхностью воды. В этом случае выход ее к наружной стенке башни может быть сделан через вышеописанные пирамиды.

Главное преимущество центрального биологического сжигания топлива заключается в том, что бактериальный процесс будет протекать в более благоприятных воздушных и температурных условиях, чем обеспечивается быстрое и полное разложение топлива и большой процент выделения теплоты. С другой стороны потери тепла сведены до минимума.

При центральном сжигании топлива могут быть механизированы все произведенные процессы, чего невозможно достигнуть при обычном парниковом способе.

Теплоцентраль может отапливать культивационное помещение в течение круглого года, чего нельзя достигнуть при других способах биологического отопления. BeEi jSAiiiiJu ffiii ,

Мусоросожигание целиком может быть заменено биологическим сжиганием его с таким же результатом обеззараживания.

Регулирование теплоты разложения топлива открывает возможность создавать более благоприятные условия для жизненной деятельности тех термофильных или патогенных бактерий, которые более производительно перерабатывают органическое вещество в теплоту. Эти бактерии, кроме того, могут культивироваться и прививаться искусственно.

В перспективе возникает возможность химико - бактериологического выделения теплоты из биологических материалов, i еоретически это вполне возможно, а практически доказывается самовозгоранием шелковых коконов, а также и вышеупомянутыми случаями с самовозгора нием в силосных башнях.

Предмет изобретения.

1.Устройство для центрального воздушного отопления теплиц, оранжерей и т. п. с использованием в качества теплоносителя биологического топлива (навоза), через массу которого при помощи вентилятора просасывается подлежащий нагреванию воздух, отличающееся применением устанавливаемой в предназначенном для заполнения топливом помещении (напр., силосного типа башне) полой колонны 2, снабженной по высоте рядом воздухопропускных каналов 10 и связанной со стенами помещения при помощи балок колосников, располагаемых в определенном порядке, напр., по винтовой линии, в целях равномерного распределения по высоте топлива, загружаемого в верхнюю часть помещения.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что балки - колосники 3 нижнего ряда выполнены поворотными и снабжены поперечинами 5, в целях сбрасывания отработавшего топлива на наклонное днище б для выгрузки его через спускные люки 7.

3. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что для выгрузки топлива днище 6 устанавливается под углом, превышающим угол естественного откоса топлива (фиг. Ь).

4. В устройстве по п. п. 1-3 применение устанавливаемых на верхней части колонны 2 наклонных направляющих брусьев 19 для равномерного распределения топлива, поступившего из трубы 16 элеватора.