Водогрейный твердотопливный котел

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2516727:

Благодаров Юрий Петрович (RU)

Изобретение относится к энергетике, в частности к твердотопливным котлам для отопления производственных и жилых помещений. Водогрейный твердотопливный котел содержит корпус, загрузочный бункер для топлива, герметичный сверху и ограниченный колосниковой решеткой снизу. Камера дожигания горючих газов установлена за загрузочным бункером для топлива и отделена от загрузочного бункера вертикальной перегородкой с проходным отверстием в нижней части перегородки. Указанный котел содержит механизм подачи воздуха в загрузочный бункер для топлива, проходной канал для дымогазов, заслонку перепуска дымогазов, теплообменник в виде емкости, примыкающий к наружным поверхностям загрузочного бункера для топлива и камеры дожигания горючих газов. Проходное отверстие располагается на определенном расстоянии от уровня колосниковой решетки, позволяющем производить термохимическую реакцию соединения кислорода воздуха с углеродом топлива в слое древесного угля. Теплообменник выполнен увеличивающимся в объеме на единицу высоты, начиная от уровня колосниковой решетки и выше. В зоне наибольшего объема теплообменника на единицу высоты через теплообменник проходят дымогарные трубы, соединяющие камеру дожигания газов с проходным каналом для дымогазов. Техническим результатом является упрощение конструкции и обеспечение давления теплоносителя, в том числе и вырабатываемого пара, выше, чем это предусмотрено в пластинчатых теплообменниках. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к энергетике, в частности к твердотопливным котлам для отопления производственных и жилых помещений, снабжения паром и горячей водой для производственных и бытовых нужд.

Известен водогрейный твердотопливный котел, содержащий корпус, загрузочный бункер для топлива, герметичный сверху и ограниченный колосниковой решеткой снизу, камеру дожигания горючих газов, установленную за загрузочным бункером для топлива и разделенную от загрузочного бункера вертикальной перегородкой, с проходным отверстием в нижней части перегородки, механизм подачи воздуха в загрузочный бункер для топлива, проходной канал для дымогазов, заслонку перепуска дымогазов, теплообменник в виде емкости, примыкающий к наружным поверхностям загрузочного бункера для топлива и камеры дожигания горючих газов (1). Техническим результатом является упрощение конструкции и обеспечение давления теплоносителя, в том числе и вырабатываемого пара, выше, чем это предусмотрено в пластинчатых теплообменниках. Сущность устройства водогрейного пиролизного котла заключается в том, что проходное отверстие располагается на определенном расстоянии от уровня колосниковой решетки, позволяющем производить термохимическую реакцию соединения кислорода воздуха с углеродом топлива в слое древесного угля, теплообменник выполнен увеличивающимся в объеме на единицу высоты, начиная от уровня колосниковой решетки и выше, в зоне наибольшего объема теплообменника на единицу высоты через теплообменник проходят дымогарные трубы, соединяющие камеру дожигания газов с проходным каналом для дымогазов, при этом между проходным каналом для дымогазов и загрузочным бункером для топлива имеется отверстие с заслонкой перепуска дымогазов. Механизм подачи воздуха в камеру газификации устроен таким образом, что воздух подается под колосниковые решетки с торцевой поверхности котла, а забор воздуха осуществляется сверху, с полости, примыкающей к боковой поверхности котла. Дымогарные трубы проходят через теплообменник вдоль загрузочного бункера и соединяются с проходным каналом для дымогазов над участком расположения загрузочного бункера, а над участком камеры дожигания газов дымогарные трубы поворачивают направление и входят в камеру дожигания газов. Теплообменник, выполненный увеличивающимся в объеме на единицу высоты, начиная от уровня колосниковой решетки и выше, образован между радиальными поверхностями разных по диаметру труб. Ниже уровня колосниковой решетки зола, скапливающаяся на поверхности трубы малого диаметра, сгребается скребком в емкость для сбора золы, располагаемую под котлом.

На чертеже изображен водогрейный твердотопливный котел.

Водогрейный твердотопливный котел содержит корпус 1, загрузочный бункер 2 для топлива, герметичный сверху и ограниченный колосниковой решеткой 3 снизу, камеру дожигания горючих газов 4, установленную за загрузочным бункером 2 для топлива и разделенную от загрузочного бункера 2 вертикальной перегородкой 5, с проходным отверстием 6 в нижней части перегородки 5, теплообменник 7, выполненный в виде емкости и примыкающий к наружным поверхностям загрузочного бункера 2 для топлива и камеры дожигания горючих газов 4. Проводное отверстие 6 располагается на определенном расстоянии от уровня колосниковой решетки 3, позволяющем производить термохимическую реакцию соединения кислорода воздуха с углеродом топлива в слое древесного угля. Теплообменник 7 выполнен увеличивающимся в объеме на единицу высоты, начиная от уровня колосниковой решетки 3 и выше. В зоне наибольшего объема теплообменника 7 на единицу высоты через теплообменник 7 проходят дымогарные трубы 8, соединяющие камеру дожигания горючих газов 4 с проходным каналом 9 для дымогазов. При этом между проходным каналом 9 для дымогазов и загрузочным бункером 2 для топлива имеется отверстие 10 с заслонкой 11 перепуска дымогазов. Механизм подачи воздуха в камеру газификации устроен таким образом, что воздух подается под колосниковые решетки 3 с торцевой поверхности котла, а забор воздуха осуществляется сверху, с полости 12, примыкающей к боковой поверхности котла. Дымогарные трубы 8 проходят через теплообменник 7 вдоль загрузочного бункера 2 и соединяются с проходным каналом 9 для дымогазов над участком расположения загрузочного бункера 2, а над участком камеры дожигания горючих газов 4 дымогарные трубы 8 поворачивают направление и входят в камеру дожигания газов 4. Теплообменник 7, выполненный увеличивающимся в объеме на единицу высоты, начиная от уровня колосниковой решетки 3 и выше, образован между радиальными поверхностями разных по диаметру труб 13 и 14. Ниже уровня колосниковой решетки 3 зола, скапливающаяся на поверхности трубы 13 малого диаметра, сгребается скребком 15 в емкость 16 для сбора золы, располагаемую под котлом, перед этим открывается задвижка 17. Загрузочный бункер 2 с торца имеет дверцу 18, а в камере дожигания горючих газов установлены сопла 19 для подачи дополнительного воздуха.

Водогрейный твердотопливный котел работает следующим образом. В загрузочный бункер 2 загружают топливо, к примеру дрова, через дверцу 17. Вниз бункера , на колосниковые решетки 3 укладывают лучинки. Их разжигают, а затем уже укладывают поленья. Заслонку 11 перепуска дымогазов открывают для вывода дыма через отверстие 10. Дверцу 17 закрывают герметично, а заслонку 11 пока оставляют открытой до тех пор, пока дрова не разгорятся. Далее заслонку 11 закрывают. Процесс сжигания топлива с объемного переходит на нижнее, т.е. топливо горит в нижнем слое. В результате сжигания топлива в нижнем слое дрова в загрузочном бункере 2 начинают сохнуть. Из них выделяется влага, а еще ближе к колосниковой решетке 3 начинается карбонизация дров и выход летучих горючих газов и балласта в виде азота и пр. Образуется торрефикат, который при закалке на колосниковой решетке 3 переходит в состояние древесного угля. Влага в состоянии перегретого пара выходит через проходное отверстие 6 в перегородке 5, охлаждая очаг горения. Но остается внутренняя влага в дровах, которая трудно выводится из дров. Но, в то же время, испаряясь в небольших количествах из дров продолжительное время и проходя через слой древесного угля в виде перегретого пара, образует водяной газ, который дожигается в камере дожигания горючих газов 4, в кислороде дополнительного воздуха, поступающего из сопел 18. Из дров также происходит выход горючих газов, которые также сгорают в кислороде дополнительного воздуха, поступающего из сопел 18. Основной процесс горения и выделения тепловой энергии осуществляется при прохождении воздуха через колосниковые решетки 3 в слое древесного угля, располагаемого на колосниковых решетках. В этом случае при соединении кислорода воздуха с углеродом топлива образуется углекислый газ (СО2), который дожигается в среде кислорода воздуха, поступающего из сопел 18. Образующиеся дымогазы с приращенной тепловой энергией проходят через дымогарные трубы 8, отдавая тепловую энергию через конвективный теплообмен теплоносителю, располагаемому в теплообменнике 7. Так как теплообменник 7 выполнен из труб 13 и 14 разного диаметра, то можно увеличивать давление в котле и генерировать пар из теплоносителя, не боясь, что котел разорвет от высокого давления, в виду того что статическое напряжение от повышения давления теплоносителя равномерно распределяется по всей радиальной поверхности труб 13 и 14.

Источники информации

1. Водогрейный твердотопливный газогенераторный котел Kalvic - www.kalvis.lt

1. Водогрейный твердотопливный котел, содержащий корпус, загрузочный бункер для топлива, герметичный сверху и ограниченный колосниковой решеткой снизу, камеру дожигания горючих газов, установленную за загрузочным бункером для топлива и разделенную от загрузочного бункера вертикальной перегородкой, с проходным отверстием в нижней части перегородки, механизм подачи воздуха в загрузочный бункер для топлива, проходной канал для дымогазов, заслонку перепуска дымогазов, теплообменник в виде емкости, примыкающий к наружным поверхностям загрузочного бункера для топлива и камеры дожигания горючих газов, отличающийся тем, что проходное отверстие располагается на определенном расстоянии от уровня колосниковой решетки, позволяющем производить термохимическую реакцию соединения кислорода воздуха с углеродом топлива в слое древесного угля, теплообменник выполнен увеличивающимся в объеме на единицу высоты, начиная от уровня колосниковой решетки и выше, в зоне наибольшего объема теплообменника на единицу высоты через теплообменник проходят дымогарные трубы, соединяющие камеру дожигания газов с проходным каналом для дымогазов.

2. Котел по п.1, отличающийся тем, что между проходным каналом для дымогазов и загрузочным бункером для топлива имеется отверстие с заслонкой перепуска дымогазов.

3. Котел по п.1, отличающийся тем, что механизм подачи воздуха в камеру газификации устроен таким образом, что воздух подается под колосниковые решетки с торцевой поверхности котла, а забор воздуха осуществляется сверху, с полости, примыкающей к боковой поверхности котла.

4. Котел по п.1, отличающийся тем, что дымогарные трубы проходят через теплообменник вдоль загрузочного бункера и соединяются с проходным каналом для дымогазов над участком расположения загрузочного бункера, а над участком камеры дожигания газов дымогарные трубы поворачивают направление и входят в камеру дожигания газов.

5. Котел по п.1, отличающийся тем, что теплообменник, выполненный увеличивающимся в объеме на единицу высоты, начиная от уровня колосниковой решетки и выше, образован между радиальными поверхностями разных по диаметру труб.

6. Котел по п.5, отличающийся тем, что ниже уровня колосниковой решетки зола, скапливающаяся на поверхности трубы малого диаметра, сгребается скребком в емкость для сбора золы, располагаемую под котлом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области тепловой энергетики. .

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для отопления индивидуальных жилых домов и снабжения горячей водой для хозяйственных нужд в местах, где отсутствуют современные источники тепла и имеется избыток отходов горючесмазочных материалов.

Изобретение относится к области получения тепла или пара и может быть использовано при создании прямоточных паровых и водогрейных котлов. .

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к котлоагрегатам для сжигания твердого топлива в кипящем слое, и может быть использовано при строительстве и реконструкции промышленно-отопительных котельных.

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано в отопительных водогрейных котлах малой мощности, особенно на котлах, устанавливаемых на небольших, стесненных и модульных котельных.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно, к водогрейным котлам и может быть использовано для отопления жилых и производственных помещений, а также для горячего водоснабжения.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, области конструкции устройств, применяемых для целей автономного отопления горячей водой помещений жилого, производственного и коммунального назначения, в частности, водогрейных котлов, и может быть использовано в теплоснабжении жилых, коммунальных и промышленных помещений, как в городской, так и в сельской местности.

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к устройствам для нагрева воды и способам их изготовления, и может быть использовано в котельных установках различной мощности.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Жаротрубный водогрейный котел содержит горизонтальный цилиндрический корпус с фронтальной дверью, в которой установлена горелка. Внутри корпуса размещены водяной объем с патрубками входа и выхода теплоносителя, камера сгорания в виде жаровой трубы, заглушенной с противоположного горелке торца, и дымогарные трубы, сообщенные с камерой сгорания посредством поворотной камеры, образованной углублением в двери. Дверь выполнена с внутренней полостью, разделенной вертикальной перегородкой на два объема, сообщенных между собой посредством отверстия в нижней части перегородки. Первый объем в верхней части сообщен с водозаборной трубкой, второй конец которой врезан в патрубок входа теплоносителя. Второй объем сообщен с водоотводящей трубкой, второй конец которой врезан в патрубок выхода теплоносителя. Концы водозаборной и водоотводящей трубок, размещенные внутри соответствующих патрубков, обращены своим выходным отверстием в направлении свободного конца патрубка. Достигаемый технический результат заключается в повышении интенсивности циркуляции теплоносителя внутри водоохлаждаемой дверцы и повышении эффективности ее охлаждения. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел содержит цилиндрический корпус с топкой и соосную с ней конвективную камеру. На переднем фронте топки на ее продольной оси установлена горелка, а у заднего фронта топки установлен рассекатель дымовых газов. Параллельно поверхности топки размещена экранная поверхность нагрева. Экранная поверхность нагрева топки и поверхности нагрева конвективной камеры подсоединены к подводящему и отводящему коллекторам. Продольная ось котла ориентирована горизонтально. Водогрейный котел выполнен разъемным в вертикальной продольной плоскости, для чего пара параллельных коллекторов, выполненных на всю длину котла, разделенных внутренними перегородками на подводящие и отводящие участки, размещены соответственно в верхней и нижней частях корпуса по обе стороны от диаметральной вертикальной плоскости разъема половин корпуса котла, при этом верхний и нижний коллекторы, размещенные с одной стороны от плоскости разъема, на участке топки сообщены дугообразными трубами, конгруэнтными очертаниям внутренней поверхности котла, образующими топочные экраны, а поверхности нагрева конвективной камеры содержат поперечно-обтекаемые трубные пучки, выполненные из параллельных пакетов, каждый из которых содержит дугообразные трубы, концы которых сообщены либо с верхним и нижним коллекторами соответствующей половины котла, либо с нисходящим и восходящим соосными патрубками, сообщенными с этими коллекторами. Рассекатель дымовых газов содержит рассекающий конус и скрепленный с ним трубчатый элемент, соосные продольной оси котла, причем поверхность рассекающего конуса рассекателя дымовых газов, обращенная к топке, выполнена в виде гиперболоида вращения. При использовании изобретения обеспечивается снижение себестоимости производства котлоагрегата, повышение КПД и повышение ремонтопригодности. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к системам теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел содержит цилиндрический корпус с топкой и соосной с ней конвективной камерой. Топка и конвективная камера размещены последовательно в корпусе котла, жестко скрепленного с основанием. Экранная поверхность нагрева выполнена единой на всю длину. Теплообменный блок конвективной камеры выполнен в виде единой конструкции и размещен в полости конвективной камеры, ограниченной экранной поверхностью нагрева, с возможностью возвратно-поступательного перемещения в ней, и с возможностью его разъема в вертикальной диаметральной плоскости, для чего содержит по паре параллельных коллекторов, выполненных на всю его длину, соответственно в его верхней и нижней частях по обе стороны от плоскости разъема. Рассекатель дымовых газов содержит рассекающий конус и скрепленный с ним трубчатый элемент, соосные продольной оси котла. Поверхность рассекающего конуса, обращенная к топке, выполнена в виде гиперболоида вращения. В объеме теплообменного блока конвективной камеры размещены две цилиндрические обечайки, соосные друг другу и продольной оси котла, выполненные из двух симметричных половин с возможностью их газоплотного соединения при сборке теплообменного блока. Тепловая изоляция котла выполнена с разъемом по стыку цилиндрической обечайки и торцовых деталей, составляющих газоплотный корпус котла. При использовании изобретения снижается себестоимость производства котлоагрегата, повышаются КПД и ремонтопригодность. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к водотрубным водогрейным котлам с тепловой производительностью до 4 мВт. Водогрейный котел содержит цилиндрический корпус с топкой и соосной с ней конвективной камерой. Продольная ось котла ориентирована горизонтально, при этом топка и конвективная камера размещены последовательно в корпусе котла, жестко скрепленного с основанием. Экранная поверхность нагрева выполнена единой на всю длину корпуса котла. Теплообменный блок конвективной камеры выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в ней и возможностью его разъема в вертикальной диаметральной плоскости. Рассекатель дымовых газов содержит рассекающий конус и скрепленный с ним трубчатый элемент. Торцы цилиндрического корпуса котла снабжены фланцами, выполненными с возможностью разъемного скрепления с торцовыми элементами, образующими обшивку переднего фронта котла и его заднюю стенку. При использовании изобретения обеспечивается повышение КПД и ремонтопригодности, снижение себестоимости производства котлоагрегата. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх