Теплогенератор

(51) 24 1/189 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ камерой, расположенной между топкой и камерой дожигания, а также каналом наддува воздуха в зольник, имеющем вертикальный патрубок для подачи воздуха и в завихрительную камеру,указанный вертикальный патрубок размещен в вертикальном патрубке большего диаметра канала подачи вторичного воздуха, оба вертикальных патрубка установлены соосно с завихрительной камерой и камерой дожигания, при этом теплообменная камера, топка и зольник снабжены водяной рубашкой,а водоносные трубы теплообменной камеры установлены вертикально. Конструктивные особенности предлагаемого теплогенератора обеспечивает повышение его мощности.(57) Изобретение относится к конструкции теплогенераторов-водогрейных котлов с сжиганием твердого топлива и может быть использовано для отопления бытовых и промышленных зданий. Теплогенератор,содержащий топку с колосниками и зольником, теплообменную камеру с водоносными трубами, установленную над топкой,камеру дожигания, канал подвода вторичного воздуха и дымоход, снабжен завих-рительной Изобретение относится к конструкции теплогенераторов-водогрейных котлов с сжиганием твердого топлива и может быть использовано для отопления бытовых и промышленных зданий. Известна терморадиационная печь, имеющая топку с колосниками,поддувало-зольник,теплообменную камеру с установленными горизонтально водоносными трубами по обе стороны от камеры дожигания, которая имеет конусообразные элементы,направленные вершинами друг к другу,дымоход. Терморадиационная печь снабжена каналом подачи вторичного воздуха,установленного с возможностью подачи воздуха на нижний конусообразный элемент (инн. патент РК 24280, кл. 24 1/189, оп. 15.07.2011). Недостатком конструкции является невысокая мощность, так как через канал подачи вторичного воздуха он подается между топкой и камерой дожигания и подпирает избыточным давлением выходящие из топки горючие газы, уменьшая тягу и замедляя процесс горения топлива, что приводит к неполному его сгоранию. Вследствие этого недогоревшие компоненты топлива - копоть и сажа оседают в нижней части теплообменной камеры. Кроме того, на горизонтальных трубах в теплообменной камере образуются пылевые отложения,которые ухудшают теплозабор,препятствуют прохождению газов через камеру,требуют достаточной частой очистке с разбором всей камеры. Задачей изобретения является разработка конструкции теплогенератора, обеспечивающего повышение мощности за счет повышения тяги,увеличения температуры и скорости горения топлива. Для этого теплогенератор, содержащий топку с колосниками и зольником, теплообменную камеру с водоносными трубами, установленную над топкой,камеру дожигания, канал подвода вторичного воздуха и дымоход, согласно изобретению снабжен завихрительной камерой, расположенной между топкой и камерой дожигания, а также каналом наддува воздуха в зольник, имеющем вертикальный патрубок для подачи воздуха и в завихрительную камеру,указанный вертикальный патрубок размещен в вертикальном патрубке большего диаметра канала подачи вторичного воздуха, оба вертикальных патрубка установлены соосно с завихрительной камерой и камерой дожигания, при этом теплообменная камера, топка и зольник снабжены водяной рубашкой, а водоносные трубы теплообменной камеры установлены вертикально. В конструкции теплогенератора каналы наддува воздуха и подвода вторичного воздуха снабжены регулирующими заслонками. Футеровка топки,завихрительной камеры и камеры дожигания выполнены из каолинсодержащего шамотного кирпича. В стенке теплообменной камеры на уровне нижних концов вертикальных водоносных труб выполнены технологические люки. Выполнение в предлагаемой конструкции теплогенератора завихрительной камеры между топкой и камерой дожигания обеспечивает создание дополнительной зоны реакции горения топлива с кислородом. Канал наддува кислородсодержащего воздуха с помощью вентилятора или компрессора создает избыточное давление в топке, что способствует увеличению скорости горения и повышению температуры. Вертикальные патрубки канала наддува и канала вторичного воздуха,подающие воздух в завихрительную камеру и установленные коаксиально с завихрительной камерой и камерой дожигания,создают турбулентные потоки, интенсивно смешивают горючие газы, ускоряют реакции горения в завихрительной камере и камере дожигания,благодаря эжекторному эффекту, способствуя максимальному сгоранию топлива. Наличие заслонок в обоих каналах подвода воздуха обеспечивает возможность регулирования эффективности режима горения. За счет того, что теплообменная камера, топка и зольник снабжены водяной рубашкой повышается теплозабор, что также увеличивает мощность теплогенератора. Установка водоносных труб теплообменной камеры вертикально максимально снижает накопление оставшихся в небольшом количестве пыли и копоти. Выполнение футеровки топки, завихрительной камеры и камеры дожигания из каолинсодержащего шамотного кирпича, в составе которого преобладает оксид алюминия, позволяет за счет его каталитических свойств,в свою очередь интенсифицировать процесс горения топлива. На предлагаемых чертежах изображен общий вид заявленного теплогенератора - фиг.1 и вид со стороны топки и технологических люков - фиг.2. Теплогенератор состоит из топки 1,футерованной термостойким материалом каолинсодержащим шамотным кирпичем с загрузочной дверцей 29, которая также снабжена футеровкой со стороны топки и устанавливается на внешней стороне водяной рубашки 7. Через патрубки 11 и 12 отводится теплоноситель в приемный патрубок 15 внешней рубашки 8 теплообменной камеры 37 для поглощения теплового излучения от переднего торца топки 1. Топка 1 установлена на водяной рубашке 19 зольника 3, которая поглощает тепло от золы 32,футеровки 30 и отводит тепло через патрубки 13 и 14 в приемный патрубок 15. Над зольником 3 расположены чугунные колосники 2, на которых сжигается твердое топливо 4. В зольнике 3 имеется дверца зольника 27 и выход канала наддува 31 с заслонкой 28 для регулировки наддува и состава топливо-воздушной смеси в завихрительной камере 5. Завихрительная камера 5 установлена на водяной рубашке 19 зольника 3 между топкой 1,1 с которой соединена газоходным каналом 25 и камерой дожигания 6. Вертикальный патрубок 18, которым снабжен канал наддува 31, подает вторичный воздух в завихрительную камеру 5. а заслонка 28 регулирует подачу воздуха. Канал подвода вторичного воздуха 23 имеет вертикальный патрубок 39, в котором размещен вертикальный патрубок 18 канала наддува 31. Вертикальный патрубок 39 снабжен заслонкой 20. Вертикальный патрубок 18 и вентилятор 21 создают эжекторный поток вторичного воздуха в завихрительной камере 5. В стенке теплообменной камеры 37 на уровне нижних концов вертикальных водоносных труб выполнены два технологических люка 26. Водоносные трубы 9 теплообменной камеры 37 установлены вертикально. Количество воздуха регулируется по топливовоздушной смеси системой контроля датчика кислорода 33 (лямбда зонд). Заслонкой 28 регулируется наддув воздуха в зольник 3 по температуре теплоносителя,контролирующим датчиком температуры 36. Заслонки 20, 28 соединены с управляющими механизмами 34, 35,управляемыми электронным контроллером (на чертеже не показан). Вентилятор (компрессор) 21 управляется контроллером по температурному датчику 36 на выходе из патрубка 17 и топливовоздушной смеси в завихрительной камере 5. Предлагаемый теплогенератор работает следующим образом. Топливо подают через топочную дверцу 26 на колосники 2. Топливо горит с выделением газов, которые поступают в завихрительную камеру 5. Через канал 23 подводится вторичный воздух, который через вертикальный патрубок 39 поступает в завихрительную камеру 5. Через канал наддува 31 вторичный воздух подается в зольник 3 и через вертикальный патрубок 18,размещенный коаксиально в вертикальном патрубке 39, в завихрительную камеру 5, благодаря чему происходит турбулентное завихрение вторичного воздуха и горючих газов, что обеспечивает максимальное смешивание горючих газов и кислорода. В нижней части камеры дожигания 6 происходит увеличение температуры горючих газов,эффективно смешанных в завихрительной камере 5,а также каталитическое догорание топливо воздушной смеси, после чего раскаленные газы выходят в верхнюю полость 37 внешней водяной рубашки 8, где интенсивно происходит забор тепла температуры верхней полостью внешней водяной рубашки теплообменной камеры 8, после чего газы опускаются вдоль вертикальных водоносных труб 9,попадая в борова 38, где пыль оседает на пол боровов 38, а свободные от пыли газы через газоотводную трубу 22 выходят в атмосферу. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Теплогенератор, содержащий топку с колосниками и зольником, теплообменную камеру с водоносными трубами, установленную над топкой,камеру дожигания, канал подвода вторичного воздуха и дымоход, отличающийся тем, что он снабжен завихрительной камерой, расположенной между топкой и камерой дожигания, а также каналом наддува воздуха в зольник, имеющем вертикальный патрубок для подачи воздуха и в завихрительную камеру, указанный вертикальный патрубок размещен в вертикальном патрубке большего диаметра канала подачи вторичного воздуха, оба вертикальных патрубка установлены соосно с завихрительной камерой и камерой дожигания, при этом теплообменная камера, топка и зольник снабжены водяной рубашкой, а водоносные трубы теплообменной камеры установлены вертикально. 2. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем,что каналы наддува воздуха и подвода вторичного воздуха снабжены регулирующими заслонками. 3. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем,что футеровка топки, завихрительной камеры и камеры дожигания выполнены из каолинсодержащего шамотного кирпича. 4. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем,что в стенке теплообменной камеры на уровне нижних концов вертикальных водоносных труб выполнены технологические люки. 5. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем,что канал наддува воздуха снабжен вентилятором или компрессором.