RU139341U1

RU139341U1 - UPPER COMBUSTION HEATING UNIT

Info

Publication number: RU139341U1
Application number: RU2013131422/06U
Authority: RU
Inventors: Максим Юрьевич Ваганов; Валдас Красаускас
Original assignee: Максим Юрьевич Ваганов; Валдас Красаускас
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2014-04-20

Abstract

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. The upper combustion heater, comprising a housing in which the combustion chamber is made, has two windows with hermetically closing doors for loading fuel and for removing ash, a cavity for supplying coolant and removing it to the consumer, a device for supplying air and distributing it in the combustion chamber, wherein the air distributor is connected by means of a telescopic pipe to a chamber for heating air, characterized in that a pipe connected to this chamber is connected below from the grate, the heat input pipe the carrier and the outlet pipe to its consumer are equipped with three-way valves, between which a pipe is fixed for recirculating the coolant in its cavity, and the air distributor is made in the form of a conical tip, in the upper part of which a hollow disk is mounted, which forms an annular gap between itself and the inner wall of the combustion chamber, in holes made in the form of nozzles for the walls of the disk to evenly distribute the expendable volume of air supplied through the cavity of said telescopic pipe using a pneumatic pump.

Description

Предложение относится к системе локального отопления, в частности, к конструкции водогрейных котлов, используемых для обогрева помещений и снабжения потребителей горячей водой.The proposal relates to a local heating system, in particular, to the design of hot water boilers used for space heating and supplying consumers with hot water.

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.Known a furnace containing a metal casing, a grate, a pipe for supplying secondary air with the possibility of movement relative to the surface of the grate. The side wall of the housing has an opening provided with an external valve. [SU 1048250, F23L 9/02]. A significant design flaw is the insignificant heat output of the furnace due to its small size, limited loading volume and rapid fuel combustion. This requires frequent shutdowns of the furnace and disconnection of consumers from the heat supply.

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].Also known is a current for burning granular solid fuel and heating indoor air, consisting of a combustion chamber, air supply pipes and a screw device are inserted in its center. Air is supplied to the combustion chamber from above, and granular fuel is charged from below using a screw device [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.The disadvantage of this design of the furnace is the constant availability of power and energy consumption, the complexity of the design of the ducts, the unreliability of the screw device, the use of granular fuel only, which requires an additional granulating press.

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].The closest in technical design and the achieved result is a heating boiler containing a combustion chamber made vertically, having a double wall forming a cavity filled with water, a smoke outlet and a hole for loading fuel, a nozzle for supplying and discharging water are made in the upper part of the chamber; window for ash removal. The combustion chamber in the upper part has a telescopic pipe for supplying air through its distributor, which occupies 45-50% of the combustion area of the fuel in the combustion chamber [EA 005303, F23L 9/02, 12/30/2004].

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.A significant drawback of the design of this boiler is the incomplete combustion of fuel on the surface, the need to use dry fuel only, slow heating of the boiler and the formation of condensate on its outer walls, leading to room wetting and discomfort for maintenance personnel. These shortcomings dramatically reduce the thermal performance and productivity of the boiler.

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.The technical task and the positive result of the claimed heating apparatus is to improve the conditions of its operation due to its more rapid conclusion to a stable operating mode; prevention of condensation on the walls of the apparatus; more complete burning of carbon monoxide. This leads to an improvement in the sanitary situation when using homogeneous and dissimilar fuels.

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. This problem and the technical result achieved are solved due to the fact that the upper combustion heater contains a housing in which a combustion chamber, a grate, windows with sealed doors for loading fuel and for removing ash, a cavity for supplying coolant and exhausting it to the consumer are made, device for supplying air and distributing it in the combustion chamber, in which the air distributor is connected via a telescopic pipe to a chamber for heating the air pumped into this chamber by means of air pump, with a pipe connected to the chamber cavity below the grate, the coolant inlet pipe and the outlet pipe to its consumer are equipped with three-way valves between which a pipe is fixed for recirculating the coolant in its cavity, and the air distributor is made in the form of a conical tip, in the upper part of which is mounted a hollow disk forming an annular gap between itself and the inner wall of the combustion chamber; holes in the form of nozzles are made in the walls of the disk for uniform distribution of the races the walking volume of air supplied through the cavity of said telescopic pipe.

Отопительный аппарат представлен на чертежах, где:The heater is shown in the drawings, where:

- на фиг.1 показан общий вид с разрезом по вертикальной оси;- figure 1 shows a General view with a cut along the vertical axis;

- на фиг.2 - деталь А распределителя воздуха на фиг.1;- figure 2 - detail And the air distributor in figure 1;

- на фиг.3 - узел Б на фиг.1.- figure 3 - node B in figure 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.The heating apparatus includes a combustion chamber 1, made in the form of a vertically oriented cylinder or polyhedron. The chamber has a double wall, forming a cavity 2 for the coolant, and the outer wall 3 with thermal insulation, shielded by a metal sheet. In the cavity of the apparatus there is an air heating chamber 4 connected to a telescopic pipe 5, at the end of which an air distributor 6 is fixed. A pipe 7 for supplying air from below is connected to the camera 4. In the upper part of the apparatus there is a chimney 8, and on the outside of the apparatus there is a pipe for recirculating the coolant 9, coming from an adjustable three-way valve 10. The chamber 4 of the apparatus is equipped with a damper 11 for switching the direction of air flow through the pipe 7. The lower part of the apparatus is equipped with a grate 12 The coolant is removed from the apparatus by means of a pipe 13, and the coolant is supplied through a pipe 14. The heating apparatus is equipped with an air damper 15, by means of which the amount of air is controlled by supplying emogo the apparatus; air is pumped by a pneumatic pump or fan 16, which is controlled by a temperature regulator sensor 17. An opening 18 is made in the wall of the heating apparatus into which a thermometer is inserted. In the wall of the apparatus there are two windows with hermetically sealed doors 19 and 20, designed to load fuel - 19 and remove ash - 20. The apparatus is equipped with a cable 21, part of its length is located outside the housing, and the end of the cable is connected to a telescopic pipe 5. On the wall of the device the cable 21 is fixed by a hook 22. The heating apparatus is loaded with fuel 23 of any kind.

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.The distributor 6 is made in the form of a conical tip 24 with an air supply channel 25, on the top of which a hollow metal disk 26 is mounted so that an open annular space is obtained in the form of an annular gap between the disk 26 and the inner wall of the combustion chamber 1; this gap in the area of the ring is 20-30% of the cross-sectional area of the chamber 1. The hollow disk has holes 27 in the form of nozzles for air flow: about 40% through the tip 24, and nozzles 27 about 60%. The distributor has support legs 28 for fuel installation 23 with some gaps.

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.The operation of the fuel apparatus is as follows. Fuel 23 is loaded into chamber 1 through door 19, a little kindling material is placed on top and set on fire. The ring of the metal cable 21 is removed from the hook 22 and lifted up, so that the air distributor 6 is lowered onto the fuel 23. The door 19 is tightly closed. The fan 16 is turned on and air is pumped through the air damper 15 into the air heating chamber 4. From the heating chamber 4, the air is distributed into two flows - upper and lower in proportions: 60-70% through the distributor 6 and 30-40% through the pipe 7. Lower flow air passing through the pipe 7 in the cavity of the chamber 1 heats up strongly and, falling under the grates 12, rushes up, drying the fuel 23 along the way, and providing a combustion zone with oxygen. A three-way thermostatic valve 10 is installed on the coolant outlet pipe 13, which serves to ensure fast heating and stable operation of the apparatus. At the moment of heating the device, the valve 10 directs the flow of coolant through the recirculation pipe 9. When the operating temperature of the device is reached, the valve 10 gradually begins to transfer the heated coolant to the heating system, while the device works stably and economically. This mode of operation provides rapid heating, which makes it possible to avoid the formation of condensate on the walls and stabilizes the operation of the apparatus. Universal air distributor 6 provides a new process of fuel combustion and creates conditions for more complete combustion of fuel and unoxidized combustion products. Thus, the efficiency increases by 30-40% since energy is not spent on heating and drying the fuel. The heated air in the chamber 4 tends downward along the telescopic pipe 5 of the upper air supply to the distributor 6 providing the combustion zone with oxygen from above. The distributor 6 on the telescopic pipe 5 lowers down as the fuel 23 burns through, providing combustion only in the upper zone. After the device is gaining operating temperature, the temperature controller 17 turns off the fan, and the air damper 15 blocks the ingress of air into the cavity of the device. The flame goes out and fuel decay begins. The damper 11 is used to turn off the air supply under the grates 12. The heating system functions stably, and when the temperature of the coolant begins to decrease, the operation of this heating apparatus is activated, as noted above, which ensures reliable and economical heat supply to the consumer.

Claims

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.

The upper combustion heater, comprising a housing in which the combustion chamber is made, has two windows with hermetically closing doors for loading fuel and for removing ash, a cavity for supplying coolant and removing it to the consumer, a device for supplying air and distributing it in the combustion chamber, wherein the air distributor is connected by means of a telescopic pipe to a chamber for heating air, characterized in that a pipe connected to this chamber, connected below from the grate, is connected to the inlet pipe the carrier and the outlet pipe to its consumer are equipped with three-way valves, between which a pipe is fixed for recirculating the coolant in its cavity, and the air distributor is made in the form of a conical tip, in the upper part of which a hollow disk is mounted, forming an annular gap between itself and the inner wall of the combustion chamber, in holes made in the form of nozzles for the walls of the disk to evenly distribute the expendable volume of air supplied through the cavity of said telescopic pipe using a pneumatic pump.