Газогенераторный котел с подогреваемым воздуховодом

Авторы патента:


 

Полезная модель к теплоэнергетики, а именно - к бытовым печам для твердого топлива. Технический результат от использования заявленного технического решения заключается в повышении эффективности устройства за счет снижения энергозатрат на подогрев воздуха для горения топлива. Устройство содержит корпус из листового металла, в котором размещены пиролизная камера с колосниковой решеткой, теплообменник и зольный отсек с поддувалом, зольный отсек и блок управления. Котел имеет внешнюю водяную рубашку, а теплообменник состоит из секций с дымоходом между ними. В котле смонтирована система подачи воздуха, включающая в себя вентилятор и воздуховоды и, имеющая дымоотвод с вытяжной трубой. Пиролизная камера и теплообменник сопряжены и разнесены в горизонтальной плоскости с возможностью образования между ними внутренней водяной рубашки. Секции теплообменника расположены вертикально, Над пиролизной камерой и над теплообменником выполнены люки для их прочистки, а в нижней части корпуса предусмотрено сливное отверстие. Средство подачи воздуха в пиролизную камеру выполнено в виде основного и дополнительного коробов-воздуховодов П-образного поперечного сечения, размещенных во внешней водяной рубашке между обшивкой корпуса и обшивкой пиролизной камеры и, прикрепленных открытой частью к последней над вертикальным рядом сквозных отверстий в ней. На основном коробе-воздуховоде сверху или снизу установлен вентилятор, верхние торцы обоих коробов-воздуховодов закрыты заглушками, а их нижние торцы размещены в зольном отсеке, причем указанные дверцы шарнирно прикреплены к обшивке котла и снабжены резьбовым запором с рукояткой, а каждая дверца с внутренней стороны имеет термо-огнезащитные элементы. Варианты конструкции корпуса и теплообменника и размещения его элементов в пиролизной камере. Фиг.3 - в бюлл, 1 н.п., 6 з.п. ф-лы, 18 ил.

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, а именно - к бытовым печам для твердого топлива.

Известен газогенераторный котел с подогреваемым воздуховодом, содержащий корпус в виде обшивки из листового металла, в котором размещены пиролизная. камера с колосниковой решеткой, теплообменник, выполненный в виде ряда полых секций, сообщенных с внешней водяной рубашкой жидкого теплоносителя и межсекционным пространством, связанным с дымоходом, зольный отсек, блок управления, систему рециркуляции жидкого теплоносителя, систему подачи воздуха с вентилятором, и дымоотвод, связанный с вытяжной трубой, при этом пиролизная камера и зольный отсек имеют люки с дверцами (сайт http://gion-teplo.com/kotly-tverdotoplivnye/18-kotly-tverdotoplivnye-defro-optima-komfort. Твердотопливные котлы DEFRO, 2013 г.).

Данное техническое решение является наиболее близким к полезной модели, поэтому принято за прототип.

Недостатками прототипа являются невысокая эффективность горения из-за низкой температуры поступающего в топку воздуха и энергозатрат на его нагревание.

Технический результат от использования заявленного технического решения заключается в повышении эффективности устройства за счет снижения энергозатрат на подогрев воздуха для горения топлива.

Ниже приведены общие и частные существенные признаки, характеризующие причинно-следственную связь полезной модели с указанным техническим результатом.

Газогенераторный котел с подогреваемым воздуховодом содержит корпус в виде обшивки из листового металла, в котором размещены пиролизная. камера с колосниковой решеткой, теплообменник, выполненный в виде ряда полых секций, сообщенных с внешней водяной рубашкой жидкого теплоносителя и межсекционным пространством, связанным с дымоходом, зольный отсек, блок управления, систему рециркуляции жидкого теплоносителя, систему подачи воздуха с вентилятором, и дымоотвод, связанный с вытяжной трубой. Пиролизная камера и зольный отсек имеют люки с дверцами. Пиролизная камера и теплообменник разнесены в горизонтальной плоскости на расстояние равное высоте распорок между ними, являющееся внутренней водяной рубашкой. Нижняя часть внешней водяной рубашки размещена выборочно: на уровне колосниковой решетки или ниже нее. Пиролизная камера расположена с передней стороны котла, а, прикрепленный к ней теплообменник размещен с задней стороны котла. Секции теплообменника расположены вертикально, а ширина части его дымохода, ориентированного к пиролизной камере в 1,5-3 раза превышает ширину последующих частей дымохода. Упомянутая колосниковая решетка выполнена из труб, сообщенных с внешней водяной рубашкой, во внутренней обшивке над пиролизной камерой и над теплообменником выполнены люки сгруппированные в одну рамку со съемными крышкой. В нижней части котла смонтирован сливной узел с пробкой. Средство подачи воздуха в пиролизную камеру выполнено в виде основного и дополнительного коробов-воздуховодов П-образного поперечного сечения, размещенных во внешней водяной рубашке между обшивкой корпуса и обшивкой пиролизной камеры и, прикрепленных открытой частью к последней над вертикальным рядом сквозных отверстий в ней. На основном коробе-воздуховоде установлен упомянутый вентилятор, верхние торцы обоих коробов закрыты заглушками, а их нижние торцы размещены в зольном отсеке. Указанные дверцы шарнирно прикреплены к обшивке котла и снабжены резьбовым запором с рукояткой, а каждая дверца с внутренней стороны имеет термо-огнезащитные элементы. Нижняя часть внешней и внутренней водяных рубашек может быть закрыта поддоном зольного отсека с расположением на расстоянии от него нижних частей секций. Листы обшивки теплообменника могут быть закрыты днищем в промежутке между указанными поддоном и нижними частями секций с возможностью образования придонной горизонтальной водяной рубашки. Нижние части внешней и внутренней водяных рубашек могут быть герметично соединены с верхней частью зольного отсека. Обшивка теплообменника может быть герметично закрыта днищем, расположенным на расстоянии от верхней части зольного отсека с возможностью образования горизонтальной водяной рубашки, соединенной с внешней и внутренней водяными рубашками. Указанный вентилятор может быть расположен в верхней или в нижней части основного короба-воздуховода.

Устройство иллюстрируется чертежами, где: на фиг.1 представлен вид спереди; на фиг.2 - вид А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - вид В-В на фиг.1, вариант; на фиг.5 - продольный разрез котла с расширяющимся корпусом и вариантами I и II конструкции теплообменника; на фиг.6 - вид А-А на фиг.1, вариант; на фиг.7 - вид III на фиг.5; на фиг.8 - вид сбоку котла с частичным разрезом; на фиг.9 - вид IV на фиг.8; на фиг.10 - продольный разрез пиролизной камеры, вариант; на фиг.11 - вид Е на фиг.10; на фиг.12 - поперечный разрез пиролизной камеры, вариант; на фиг.13 - вид В-В на фиг.1, вариант; на фиг.14 - вид В-В на фиг.1, вариант; на фиг.15 - вид В-В на фиг.1, вариант; на фиг.16 - дверца, вид спереди; на фиг.17 вид Д-Д на фиг.8; на фиг.18 - вид Ж-Ж на фиг.16.

Газогенераторный котел с подогреваемым воздуховодом содержит корпус 1 в виде обшивки из листового металла, в котором размещены пиролизная. Камера 2 с колосниковой решеткой 3, теплообменник 4, выполненный в виде ряда полых секций, сообщенных с внешней водяной рубашкой F жидкого теплоносителя и межсекционным пространством, связанным с дымоходом 5, зольный отсек 6, блок управления 7, систему рециркуляции жидкого теплоносителя, систему подачи воздуха с вентилятором 8, и дымоотвод 9, связанный с вытяжной трубой 10.

Пиролизная камера 2 и зольный отсек 6 имеют люки с дверцами 11.

Пиролизная камера 2 и теплообменник 4 разнесены в горизонтальной плоскости на расстояние равное высоте распорок 12 между ними, являющееся внутренней водяной рубашкой L

Нижняя часть внешней водяной рубашки F размещена выборочно: на уровне колосниковой решетки 3 или ниже нее.

Пиролизная камера 2 расположена с передней стороны котла, а, прикрепленный к ней теплообменник 4 размещен с задней стороны котла.

Секции теплообменника 4 расположены вертикально, а ширина части его дымохода 13, ориентированного к пиролизной камере в 1,5-3 раза превышает ширину последующих частей 14 дымохода.

Упомянутая колосниковая решетка 3 выполнена из труб, сообщенных с внешней водяной рубашкой F.

Во внутренней обшивке над пиролизной камерой и над теплообменником выполнены люки сгруппированные в одну рамку 15 со съемными крышкой 16.

В нижней части котла смонтирован сливной узел 17 с пробкой 18.

Средство подачи воздуха в пиролизную камеру 2 выполнено в виде основного 19 и дополнительного 20 коробов-воздуховодов П-образного поперечного сечения, размещенных во внешней водяной рубашке F между обшивкой корпуса 1 и обшивкой пиролизной камеры 2 и, прикрепленных открытой частью к последней над вертикальным рядом сквозных отверстий 21 в ней.

На основном коробе-воздуховоде 19 установлен упомянутый вентилятор 8.

Верхние торцы обоих коробов-воздуховодов 19 и 20 закрыты заглушками (не показано), а их нижние торцы размещены в зольном отсеке 6.

Указанные дверцы 11 шарнирно прикреплены к обшивке корпуса 1 и снабжены резьбовым запором 22 с рукояткой 23, а каждая дверца 11 с внутренней стороны имеет термо-огнезащитные элементы (не показано).

Указанная нижняя часть внешней F и внутренней L водяных рубашек может быть закрыта поддоном 25 зольного отсека 6 с расположением на расстоянии от него нижней части 26 секций (фиг.13).

Листы обшивки теплообменника 4 могут быть закрыты днищем 27 в промежутке между поддоном 25 и нижней частью 26 секций с возможностью образования придонной горизонтальной водяной рубашки N (фиг.4).

Нижние части внешней F и внутренней L водяных рубашек могут быть герметично соединены с верхней частью 28 зольного отсека 6 (фиг.14).

Обшивка теплообменника 4 может быть герметично закрыта днищем 29, расположенным на расстоянии от верхней части 28 зольного отсека 6 с возможностью образования горизонтальной водяной рубашки R, соединенной с указанными внешней F и внутренней L водяными рубашками фиг.15).

Внутренняя секция 30 теплообменника 4, расположенная у пиролизной камеры 2 имеет Г-образную форму, короткая полка которой, внедрена в пиролизную камеру 2, а наружная секция 31, расположенная около дымоотвода 9 выполнена с наклонным срезом в верхней части, ориентированным в сторону выхода из котла.

Наружная секция 31 теплообменника 4, расположенная около дымоотвода 9 может быть наклонена в сторону выхода из котла из положения I в положение II.

Передняя и задняя стенки корпуса 1 могут быть выполнены наклонными с возможностью его расширения вверх (фиг.5).

Указанный вентилятор 8 может быть расположен в верхней или в нижней частях основного короба-воздуховода 19.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники известными из научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках не выявило средство, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле полезной модели, включая характеристику назначения, т.е., совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна и не тождественна каким-либо известным техническим решениям, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности новизна.

Данное техническое решение промышленно применимо, поскольку в описании к заявке и названии полезной модели указано его назначение, оно может быть изготовлено промышленным способом и использовано в отопительных печах.

Техническое решение работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, а отличительные признаки устройства позволяют получить заданный технический результат - повышение эффективности устройства за счет снижения энергозатрат на подогрев воздуха для горения топлива.

Полезная модель в том виде, как она охарактеризована в каждом из пунктов формулы, может быть осуществлена с помощью средств и методов, описанных в прототипе, ставшим общедоступным до даты приоритета полезной модели. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности промышленная применимость.

Осуществление полезной модели выполняется следующим образом.

Газогенераторный котел с подогреваемым воздуховодом собирается из двух основных узлов пиролизной камеры 2 и теплообменника 4, между которыми и вокруг них формируется водяная рубашка для жидкого теплоносителя, в качестве которого может использоваться вода или незамерзающие жидкости типа тосола. Также прикрепляется зольный отсек 6.

Горизонтальное расположение подсборок пиролизной камеры 2 и теплообменника 4 расширяет эксплуатационные возможности, т.к. позволяет прикреплять пиролизные камеры 2 различного размера, в зависимости от необходимой мощности.

Котел 1 встраивается в жидкостную систему обогрева и может длительно работать без обслуживания до закладки следующей порции топлива за счет системы управления.

Электрическая схема устройства предусматривает питание системы управления или от сети или от аккумулятора через преобразователь, соединенный с блоком управления.

При розжиге рабочий насос отключен пока температура жидкости в котле не поднимется до температуры 60°, при этом вентилятор 8 работает на повышенных оборотах, а при достижении 60 градусов включается насос, который отключается при понижении температуры на 5 градусов от установленной.

Это нужно для полноценного горения пиролизного газа.

После полного прогрева жидкости насос отключается при температуре 40°.

При температуре, достигшей 60°, вентилятор ступенчато сбавляет обороты регулятором подачи воздуха 32 через каждый градус и отключается полностью при 65°.

При понижении температуры вентилятор 8 включается и увеличивает с каждым градусом по 10% оборотов на каждый градус.

За счет автоматического плавного управления достигается экономия топлива до 30%.

Технический результат - повышение эффективности устройства за счет снижения энергозатрат на подогрев воздуха для горения топлива достигается путем размещения коробов-воздуховодов 19 в зоне, прогреваемой пиролизной камерой 2 и внешней водяной рубашкой F (фиг.3).

Воздух вентилятором 8 подается в основной 19 и дополнительный 20 короба-воздуховоды, в которых подогревается и попадает через отверстия 21 в пиролизной камере 2 в ее зону горения, повышая его эффективность за счет полноценного горения пиролизного газа.

Производительность вентилятора 8 регулируется блоком управления 7 (компьютером) в зависимости от заданных условий горения, определяемых необходимой температурой теплоносителя в зависимости от теплотворной способности и плотности топлива.

Устройство имеет следующие преимущества перед известными котлами:

большая камера загрузки, водопропускающие колосники, перегородки омываются жидкостью, т.е. нечему перегорать, удобная наклонная дверца для загрузки, автоматическое управление температурой, не механическим регулятором тяги, а компьютерным блоком управления, котел благодаря правильной подачей воздуха горит на любом качестве угля и не требует калиброванного угля в сравнении с другими аналогами пиролизных котлов.

Расположение теплообменика с задней стороны пиролизной камеры позволяет сделать котел большой мощности - 530 квт - площадь отопления 5000 квадратных метров. С задним расположением теплообменника можно делать большую камеру загрузки - что увеличивает время работы котла до 7 суток.

Использование полезной модели позволяет повысить эффективность устройства за счет снижения энергозатрат на подогрев воздуха для горения топлива.

1. Газогенераторный котел с подогреваемым воздуховодом, содержащий корпус в виде обшивки из листового металла, в котором размещены пиролизная камера с колосниковой решеткой, теплообменник, выполненный в виде ряда полых секций, сообщенных с внешней водяной рубашкой жидкого теплоносителя и межсекционным пространством, связанным с дымоходом, зольный отсек, блок управления, систему рециркуляции жидкого теплоносителя, систему подачи воздуха с вентилятором, и дымоотвод, связанный с вытяжной трубой, при этом пиролизная камера и зольный отсек имеют люки с дверцами, отличающийся тем, что пиролизная камера и теплообменник разнесены в горизонтальной плоскости на расстояние, равное высоте распорок между ними, являющееся внутренней водяной рубашкой, при этом внешняя водяная рубашка размещена выборочно - на уровне колосниковой решетки или ниже нее, пиролизная камера расположена с передней стороны котла, а прикрепленный к ней теплообменник размещен с задней стороны котла, причем секции теплообменника расположены вертикально, а ширина части его дымохода, ориентированной к пиролизной камере, в 1,5-3 раза превышает ширину последующих частей дымохода, упомянутая колосниковая решетка выполнена из труб, сообщенных с внешней водяной рубашкой, во внутренней обшивке над пиролизной камерой и над теплообменником выполнены люки, сгруппированные в одну рамку со съемной крышкой, а в нижней части котла смонтирован сливной узел с пробкой, при этом средство подачи воздуха в пиролизную камеру выполнено в виде основного и дополнительного коробов-воздуховодов П-образного поперечного сечения, размещенных во внешней водяной рубашке между обшивкой корпуса и обшивкой пиролизной камеры и прикрепленных открытой частью к последней над вертикальным рядом сквозных отверстий в ней, при этом на основном коробе установлен упомянутый вентилятор, верхние торцы обоих коробов-воздуховодов закрыты заглушками, а их нижние торцы размещены в зольном отсеке, причем указанные дверцы шарнирно прикреплены к обшивке котла и снабжены резьбовым запором с рукояткой, а каждая дверца с внутренней стороны имеет термо-огнезащитные элементы.

2. Газогенераторный котел по п.1, отличающийся тем, что указанные внешняя и внутренняя водяные рубашки закрыты поддоном зольного отсека с расположением на расстоянии от него указанных секций.

3. Газогенераторный котел по п.1 или 2, отличающийся тем, что листы обшивки теплообменника закрыты днищем с возможностью образования придонной горизонтальной водяной рубашки.

4. Газогенераторный котел по п.1, отличающийся тем, что внешняя и внутренняя водяные рубашки герметично соединены с верхней частью зольного отсека.

5. Газогенераторный котел по п.1 или 4, отличающийся тем, что обшивка теплообменника герметично закрыта днищем, расположенным на расстоянии от верхней части зольного отсека с возможностью образования горизонтальной водяной рубашки, соединенной с указанными внешней и внутренней водяными рубашками.

6. Газогенераторный котел по п.1, отличающийся тем, что вентилятор расположен в верхней части основного короба-воздуховода.

7. Газогенераторный котел по п.1, отличающийся тем, что вентилятор расположен в нижней части основного короба-воздуховода.



 

Похожие патенты:
Наверх