Отопительный аппарат верхнего горения

Отопительный аппарат предназначен для использования в системе локального отопления и снабжения потребителей горячей водой. Отопительный аппарат верхнего горения содержит корпус, в котором выполнена камера сгорания, имеются два окна с герметично закрывающимися дверцами для загрузки топлива и для удаления золы, полость для подачи теплоносителя и отвода его потребителю, устройство для подачи воздуха и распределения его в камере сгорания, в котором распределитель воздуха соединен с помощью телескопической трубы с камерой для нагрева воздуха, с этой камерой соединена труба, подведенная снизу под колосниковую решетку, труба ввода теплоносителя и патрубок отвода его потребителю оснащены трехходовыми клапанами, между которыми закреплена труба для рециркуляции теплоносителя в его полости, а распределитель воздуха выполнен в виде конусообразного наконечника, в верхней части которого смонтирован полый диск, образующий между собой и внутренней стенкой камеры сгорания кольцевой зазор, в стенках диска выполнены отверстия в виде сопел для равномерного распределения расходуемого объема воздуха, подаваемого по полости упомянутой телескопической трубы с помощью пневмонасоса. Изобретение позволяет существенно увеличить теплоотдачу, повысить КПД на 30-35%, улучшить технические и экологические показатели за счет полного сжигания топлива и дожигания газа CO. 3 ил.

Предложение относится к системе локального отопления, в частности, к конструкции водогрейных котлов, используемых для обогрева помещений и снабжения потребителей горячей водой.

Известна топка, содержащая металлический корпус, колосниковую решетку, трубу для подвода вторичного воздуха с возможностью перемещения относительно поверхности решетки. Боковая стенка корпуса имеет отверстие снабженное наружным клапаном. [SU 1048250, F23L 9/02]. Существенным недостатком конструкции является незначительная тепловая отдача топки ввиду ее малых размеров, ограниченного объема загрузки и быстрого сгорания топлива. Это требует частых остановок топки и отключения потребителей от теплоснабжения.

Известна также тока для сжигания гранулированного твердого топлива и нагрева воздуха помещений, состоящая из камеры сгорания, в ее центр вставлены трубы подачи воздуха и шнековое устройство. Воздух в очаг сгорания подают сверху, а гранулированное топливо при помощи шнекового устройства загружают снизу [US 4782765, F23L 1/00].

Недостатком такой конструкции топки является, постоянное наличие электропитания и потребления энергии, сложность конструкции воздуховодов, ненадежность шнекового устройства, применение только гранулированного топлива, что требует наличия дополнительного гранулирующего пресса.

Наиболее близким по технической конструкции и достигаемому результату является отопительный котел, содержащий камеру сгорания, выполненную вертикально, имеющий двойную стенку образующую полость, заполненную водой, в верхней части камеры выполнено отверстие выхода дыма и отверстие для загрузки топлива, патрубки для подачи и отвода воды; окно для удаления золы. Камера сгорания в верхней части имеет телескопическую трубу для подачи воздуха через его распределитель, занимающий 45-50% площади горения топлива в камере сгорания [EA 005303, F23L 9/02, 30.12.2004].

Существенным недостатком конструкции этого котла является, неполное сгорание топлива по поверхности, необходимость применения только сухого топлива, медленный прогрев котла и образование конденсата на его наружных стенках, приводящее к увлажнению помещения и дискомфорту обслуживающего персонала. Эти недостатки резко снижают тепловые показатели и производительность котла.

Технической задачей и положительным результатом заявленного отопительного аппарата является улучшение условий его эксплуатации за счет более быстрого вывода его на стабильный рабочий режим; предупреждение образования конденсата на стенках аппарата; более полное дожигание окиси углерода. Это приводит к улучшению санитарной ситуации при использовании однородных и разнородных топлив.

Указанная задача и достигаемый технический результат решены за счет того, что отопительный аппарат верхнего горения содержит корпус, в котором выполнена камера сгорания, колосниковая решетка, окна с герметизируемыми дверцами для загрузки топлива и для удаления золы, полость для подачи теплоносителя и отвода его потребителю, устройство для подачи воздуха и распределения его в камере сгорания, в котором распределитель воздуха соединен с помощью телескопической трубы с камерой для нагрева воздуха, нагнетаемого в эту камеру с помощью пневмонасоса, с полостью камеры соединена труба, подведенная снизу под колосниковую решетку, труба ввода теплоносителя и патрубок отвода его потребителю оснащены трехходовыми клапанами между которыми закреплена труба для рециркуляции теплоносителя в его полости, а распределитель воздуха выполнен в виде конусообразного наконечника, в верхней части которого смонтирован полый диск, образующий между собой и внутренней стенкой камеры сгорания кольцевой зазор, в стенках диска выполнены отверстия в виде сопел для равномерного распределения расходуемого объема воздуха, подаваемого по полости упомянутой телескопической трубы.

Отопительный аппарат представлен на чертежах, где:

- на фиг.1 показан общий вид с разрезом по вертикальной оси;

- на фиг.2 - деталь А распределителя воздуха на фиг.1;

- на фиг.3 - узел Б на фиг.1.

Отопительный аппарат содержит камеру сгорания 1, выполненную в виде вертикально ориентированного цилиндра или многогранника. Камера имеет двойную стенку, образуя полость 2 для теплоносителя, и наружную стенку 3 с теплоизоляцией, экранированную металлическим листом. В полости аппарата имеется камера нагрева воздуха 4, соединенная с телескопической трубой 5, на конце которой закреплен распределитель воздуха 6. С камерой 4 соединена труба 7 для подачи воздуха снизу. В верхней части аппарата имеется дымоход 8, а с наружной стороны аппарата - имеется труба для рециркуляции теплоносителя 9, идущая от регулируемого трехходового клапана 10. Камера 4 аппарата оснащена заслонкой 11 для переключения направления потока воздуха по трубе 7. Нижняя часть аппарата оснащена колосниковой решеткой 12. Вывод теплоносителя из аппарата осуществляется посредством патрубка 13, а подачу теплоносителя ведут по трубе 14. Отопительный аппарат оснащен воздушной заслонкой 15, с помощью которой контролируют количество воздуха, подаваемого в аппарат; воздух нагнетается пневмонасосом или вентилятором 16, который управляется датчиком терморегулятора 17. В стенке отопительного аппарата выполнено отверстие 18 в которое введен термометр. В стенке аппарата имеются два окна с герметично закрывающимися дверцами 19 и 20, предназначенными для загрузки топлива - 19 и удаления золы - 20. Аппарат оснащен тросом 21, часть длины его находится снаружи корпуса, а конец троса соединен с телескопической трубой 5. На стенке аппарата трос 21 фиксируется крючком 22. Отопительный аппарат загружается топливом 23 любого рода.

Распределитель 6 выполнен в виде конусообразного наконечника 24 с воздухоподающим каналом 25, на верхней части которого смонтирован полый металлический диск 26 таким образом, чтобы получалось открытое кольцевое пространство в виде кольцевого зазора между диском 26 и внутренней стенкой камеры сгорания 1; этот зазор по площади кольца составляет 20-30% от площади поперечного сечения камеры 1. Полый диск имеет отверстия 27 в виде сопел для расхода воздуха: через наконечник 24 около 40%, и около 60% - сопла 27. Распределитель имеет опорные ножки 28 для установки на топливо 23 с некоторыми зазорами.

Работа топливного аппарата осуществляется следующим образом. В камеру 1 через дверцу 19 загружают топливо 23, сверху укладывают немного материала растопки и поджигают. Кольцо металлического троса 21 снимают с крючка 22 и поднимают наверх, таким образом распределитель воздуха 6 опускается на топливо 23. Дверцу 19 плотно закрывают. Включают вентилятор 16 и нагнетают воздух через воздушную заслонку 15 в камеру нагрева воздуха 4. Из камеры нагрева 4 воздух распределяется на два потока - верхний и нижний в пропорциях: 60-70% через распределитель 6 и 30-40% через трубу 7. Нижний поток воздуха, проходя по трубе 7 в полости камеры 1 сильно нагревается и, попадая под колосники 12, устремляется вверх, по пути высушивая топливо 23, и обеспечивая зону горения кислородом. На патрубке 13 вывода теплоносителя установлен трехходовой терморегулируемый клапан 10, который служит для обеспечения быстрого нагрева и стабильной работы аппарата. В момент нагревания аппарата клапан 10 направляет поток теплоносителя по трубе рециркуляции 9. При достижении рабочей температуры аппарата, клапан 10 постепенно начинает отдавать нагретый теплоноситель в систему отопления, при этом аппарат работает стабильно и экономично. Такой режим работы обеспечивает быстрое нагревание, что дает возможность избежать образования конденсата на стенках и стабилизирует работу аппарата. Универсальный распределитель воздуха 6 обеспечивает новый процесс горения топлива и создает условия для более полного сгорания топлива и недоокисленных продуктов горения. Таким образом увеличивается на 30-40% КПД так как энергия не тратится на разогрев и просушку топлива. Нагретый, в камере 4 воздух, стремится вниз по телескопической трубе 5 верхней подачи воздуха к распределителю 6 обеспечивая зону горения кислородом сверху. Распределитель 6 на телескопической трубе 5 опускается вниз по мере прогорания топлива 23, обеспечивая горение только в верхней зоне. После того как аппарат набирает рабочую температуру терморегулятор 17 отключает вентилятор, а воздушная заслонка 15 перекрывает попадание воздуха в полость аппарата. Происходит угасание пламени и начинается тление топлива. Заслонка 11 служит для отключения подачи воздуха под колосники 12. Отопительная система функционирует стабильно, а при начале понижения температуры теплоносителя процесс работы данного отопительного аппарата активизируется, как отмечено выше, что обеспечивает надежную и экономическую подачу тепла потребителю.

Отопительный аппарат верхнего горения, содержащий корпус, в котором выполнена камера сгорания, имеются два окна с герметично закрывающимися дверцами для загрузки топлива и для удаления золы, полость для подачи теплоносителя и отвода его потребителю, устройство для подачи воздуха и распределения его в камере сгорания, в котором распределитель воздуха соединен с помощью телескопической трубы с камерой для нагрева воздуха, отличающийся тем, что с этой камерой соединена труба, подведенная снизу под колосниковую решетку, труба ввода теплоносителя и патрубок отвода его потребителю оснащены трехходовыми клапанами, между которыми закреплена труба для рециркуляции теплоносителя в его полости, а распределитель воздуха выполнен в виде конусообразного наконечника, в верхней части которого смонтирован полый диск, образующий между собой и внутренней стенкой камеры сгорания кольцевой зазор, в стенках диска выполнены отверстия в виде сопел для равномерного распределения расходуемого объема воздуха, подаваемого по полости упомянутой телескопической трубы с помощью пневмонасоса.

РИСУНКИ