RU178634U1 - FUEL CELL FOR SOLID FUEL HOUSEHOLD BOILER - Google Patents

Abstract

Топливный элемент для твердотопливного бытового котла предназначен для отопления жилых домов. Элемент имеет вид отрезка дерева, полученного при условно параллельном распиле ствола дерева диаметром 6-16 см через каждые 6-14 см в направлении, условно перпендикулярном оси ствола. Торцевые стороны 1 условно перпендикулярны оси ствола дерева и имеют вид ровного среза. Площадь поверхности элемента меньше площади поверхности традиционного полена вытянутой в длину формы с таким же объемом древесины. Укладка элементов в топке котла позволяет значительно уменьшить суммарную площадь всех элементов. Скорость горения топлива снижается, топливо сгорает полностью, теплоотдача увеличивается. Частота загрузок топки меньше, чем при использовании традиционных дров, обогрев помещения более экономный. Элемент имеет малую себестоимость, изготовление простое и дешевое, без использования дорогостоящего оборудования. Элемент можно изготавливать из древесины, полученной при вырубке лесосек в экологических целях. 1 з.п. ф-лы, 5 фиг., 1 табл.The fuel cell for a solid fuel domestic boiler is designed for heating residential buildings. The element has the form of a segment of a tree obtained by conditionally parallel cutting of a tree trunk with a diameter of 6-16 cm every 6-14 cm in a direction conditionally perpendicular to the axis of the trunk. The end sides 1 are conditionally perpendicular to the axis of the tree trunk and have the form of an even cut. The surface area of the element is less than the surface area of a traditional log of elongated form with the same volume of wood. Laying the elements in the boiler furnace can significantly reduce the total area of all elements. The burning rate of the fuel decreases, the fuel burns out completely, the heat transfer increases. The loading frequency of the furnace is less than when using traditional firewood, the heating of the room is more economical. The element has a low cost, manufacturing is simple and cheap, without the use of expensive equipment. The element can be made from wood obtained by cutting down cutting areas for environmental purposes. 1 s.p. crystals, 5 Fig., 1 tab.

Description

Полезная модель относится к топливным элементам, используемым при отоплении жилых домов бытовыми котлами, работающими на твердом топливе.The utility model relates to fuel cells used in heating residential buildings with solid fuel boilers.

В связи с развитием малоэтажного строительства в настоящее время при отоплении жилых домов широко применяются бытовые котлы, работающие на твердом топливе. В качестве такого топлива чаще всего используют топливные брикеты (евродрова), представляющие собой спрессованные отходы деревообработки, сельского хозяйства, торфа, угля и других горючих материалов. Такие брикеты являются удобными и экологически безопасными топливными элементами, однако широкое применение их сдерживается высокой ценой, вызванной необходимостью приобретения дорогостоящего оборудования, большими трудо- и энергозатратами.In connection with the development of low-rise construction, nowadays, solid fuel boilers are widely used for heating residential buildings. As such fuel, fuel briquettes (euro-wood) are most often used, which are compressed waste from woodworking, agriculture, peat, coal and other combustible materials. Such briquettes are convenient and environmentally friendly fuel cells, however, their widespread use is constrained by the high price caused by the need to purchase expensive equipment, high labor and energy costs.

Известен способ получения топливных элементов (патент на изобретение № 2421504 RU, МПК С10L 5/44, опубл. 20.06.2011), согласно которому топливный элемент состоит из древесных опилок и бесподстилочного навоза крупного рогатого скота естественной влажности 80-90% в соотношении 1:1по объему. Указанную смесь формуют и сушат в естественных условиях. Недостатком известного способа является необходимость приобретения специального оборудования для смешивания и формовки, длительность технологического процесса, связанная с сушкой в естественных условиях, наличие значительных производственных площадей для сушки топливных элементов, причем в холодное время года эти производственные площади необходимо отапливать, что ведет к увеличению энергозатрат.A known method of producing fuel cells (patent for the invention No. 2421504 RU, IPC С10L 5/44, published on 06/20/2011), according to which the fuel cell consists of sawdust and bedding manure of cattle of natural humidity 80-90% in the ratio 1: 1 by volume. The specified mixture is molded and dried in vivo. The disadvantage of this method is the need to purchase special equipment for mixing and molding, the duration of the process associated with drying in natural conditions, the presence of significant production areas for drying fuel cells, and in the cold season, these production areas need to be heated, which leads to an increase in energy consumption.

Вместе с тем, в России есть большие запасы древесины, которые могли бы заменить евродрова и снизить стоимость отопления. Расчетные лесосеки, определяющие допустимый объем изъятия древесины, обеспечивающий рациональное и неисточительное использование лесов для сохранения биологического разнообразия, водоохранных, защитных и иных полезных свойств лесов, в настоящее время в полном объеме не освоены.At the same time, in Russia there are large stocks of wood that could replace euro-woods and reduce the cost of heating. Estimated cutting areas that determine the allowable amount of timber harvesting, ensuring the rational and inexhaustible use of forests to preserve the biological diversity, water conservation, protective and other beneficial properties of forests, are currently not fully utilized.

Известны такие топливные элементы, как дрова в форме полена. Поленья получают из стволов деревьев и толстых веток путем распилки их на отрезки длиной от 0,25 м и последующей расколки в продольном направлении на более мелкие части. Такие поленья используют издавна, поэтому их можно назвать традиционными. Недостатком использования в качестве топлива традиционных поленьев является их быстрое сгорание из-за большой поверхности контакта с кислородом воздуха, что требует дополнительной закладки дров и ведет к удорожанию процесса обогрева помещения. Кроме того, рыночный ассортимент бытовых котлов значителен и размеры топок различных моделей отличаются, что создает сложности как для пользователя, ввиду поиска дров необходимого конкретного размера, так и для изготовителя дров из-за неопределенности при создании запаса продукции в целях быстрого удовлетворения спроса любого покупателя.Fuel cells such as firewood are known. Logs are obtained from tree trunks and thick branches by sawing them into pieces of length from 0.25 m and subsequent splitting in the longitudinal direction into smaller parts. Such logs have long been used, so they can be called traditional. The disadvantage of using traditional logs as fuel is their rapid combustion due to the large contact surface with atmospheric oxygen, which requires additional laying of firewood and leads to an increase in the cost of the room heating process. In addition, the market assortment of domestic boilers is significant and the sizes of the furnaces of various models differ, which creates difficulties both for the user, due to the search for firewood of the required specific size, and for the firewood manufacturer due to the uncertainty in creating a stock of products in order to quickly meet the demand of any customer.

Известен одноразовый источник тепла (патент на изобретение № 2400530 RU, МПК C10L 11/00, F23B 20/00, опубл. 27.09.2010), выполненный в виде объемного тела из древесины, по меньшей мере, две грани которого параллельны друг другу и образуют его торцовые части. Объемное тело с одного из торцов имеет продольные пропилы, глубина которых составляет большую часть его высоты. Пропилы выполнены двумя группами, причем в каждой группе пропилы расположены в параллельных плоскостях, а пропилы одной группы расположены под углом 70-90 градусов к пропилам другой группы. Данный одноразовый источник тепла может быть использован при обогреве помещений бытовыми котлами, но выполнение пропилов увеличивает трудозатраты, при этом пропилы увеличивают площадь поверхности источника тепла и усиливают конвекцию, в результате чего скорость сгорания будет велика, а теплоотдача неэффективна, т.к. сильный поток исходящих газов будет уносить тепло через дымоход на улицу.Known disposable heat source (patent for the invention No. 2400530 RU, IPC C10L 11/00, F23B 20/00, publ. 09/27/2010), made in the form of a three-dimensional body of wood, at least two faces of which are parallel to each other and form its end parts. A volumetric body from one of the ends has longitudinal cuts, the depth of which is a large part of its height. The cuts are made in two groups, and in each group the cuts are located in parallel planes, and the cuts of one group are located at an angle of 70-90 degrees to the cuts of the other group. This disposable heat source can be used for heating rooms with domestic boilers, but cutting cuts increases labor costs, while cutting cuts increase the surface area of the heat source and increase convection, as a result of which the combustion rate will be high and the heat transfer will be inefficient, because a strong flow of exhaust gases will carry heat through the chimney to the street.

Эффективность работы твердотопливных котлов зависит от таких показателей, как длительность горения топлива (для исключения образования сильного потока исходящих газов) и полнота его сгорания, которые определяют эффективность теплоотдачи, кроме того, увеличение длительности горения уменьшает частоту загрузок топки, что делает обогрев помещения более экономным.The efficiency of solid fuel boilers depends on such indicators as the duration of fuel combustion (to exclude the formation of a strong flow of exhaust gases) and the completeness of its combustion, which determine the efficiency of heat transfer, in addition, an increase in the duration of combustion reduces the frequency of the furnace loading, which makes room heating more economical.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание топливного элемента из древесины для твердотопливных бытовых котлов, обеспечивающего длительность процесса горения, при этом дешевого и простого в изготовлении. The objective of the proposed utility model is the creation of a fuel cell made of wood for solid fuel household boilers, ensuring the duration of the combustion process, while cheap and easy to manufacture.

Технический результат:Technical result:

- увеличение времени горения топливных элементов за счет уменьшения поверхности контакта с кислородом воздуха (в сравнении с дровами в виде традиционных поленьев вытянутой в длину формы);- an increase in the burning time of fuel cells due to a decrease in the contact surface with atmospheric oxygen (in comparison with firewood in the form of traditional logs with an elongated shape);

- уменьшение себестоимости топливных элементов за счет снижения трудоемкости, энергоемкости и отсутствия дорогостоящего специального оборудования, особенно в сравнении с процессом изготовления топливных брикетов (евродров).- reducing the cost of fuel cells by reducing the complexity, energy intensity and the lack of expensive special equipment, especially in comparison with the process of manufacturing fuel briquettes (euro-woods).

Технический результат достигается тем, что топливный элемент для твердотопливного бытового котла выполнен в виде отрезка дерева, у которого две противоположные торцевые стороны условно параллельны друг другу, при этом, согласно полезной модели, высота топливного элемента составляет 6-14 см, а его диаметр составляет 6-16 см, торцевые стороны которого условно перпендикулярны оси ствола дерева и имеют вид ровного среза. Кроме того, форма торцевых сторон соответствует форме ствола дерева при его поперечном распиле.The technical result is achieved in that the fuel element for a solid fuel boiler is made in the form of a piece of wood, in which two opposite end sides are conditionally parallel to each other, while, according to a utility model, the height of the fuel element is 6-14 cm and its diameter is 6 -16 cm, the end sides of which are conventionally perpendicular to the axis of the tree trunk and have the appearance of a smooth cut. In addition, the shape of the end faces corresponds to the shape of the tree trunk with its transverse cut.

Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами и таблицей:The essence of the utility model is illustrated by the following drawings and table:

фиг. 1 - общий схематический вид топливного элемента, полученного при поперечном распиле дерева с условно круглой формой ствола;FIG. 1 is a general schematic view of a fuel cell obtained by cross-cutting a tree with a conditionally round trunk;

фиг. 2 - фрагмент схематического изображения частного случая укладки топливных элементов в топке бытового котла;FIG. 2 is a fragment of a schematic representation of a particular case of laying fuel cells in the furnace of a domestic boiler;

фиг. 3 - общий схематический вид традиционного полена вытянутой в длину цилиндрической формы;FIG. 3 is a general schematic view of a conventional cylindrical elongated log;

фиг. 4 - фрагмент схематического изображения укладки традиционного полена в топке бытового котла;FIG. 4 is a fragment of a schematic representation of the laying of a traditional log in the furnace of a domestic boiler;

фиг. 5 - схематическое изображение варианта укладки топливных элементов в топке бытового котла;FIG. 5 is a schematic illustration of a fuel cell stacking option in a furnace of a domestic boiler;

таблица - содержит сопоставимые по объему древесины данные для сравнения площади поверхности топливного элемента по всему диапазону его высоты и диаметра с площадью поверхности традиционного полена. table - contains data comparable by volume of wood for comparing the surface area of a fuel cell over the entire range of its height and diameter with the surface area of a traditional log.

Топливный элемент (фиг.1) имеет вид отрезка дерева, полученного при условно параллельном распиле ствола дерева диаметром 6-16 см через каждые 6-14 см в направлении, условно перпендикулярном оси ствола. Полученные таким образом топливные элементы похожи внешне условно на цилиндр с торцевыми сторонами 1 в форме ствола дерева при его поперечном распиле (на фиг. 1 форма выполнена условно круглой). Высота топливного элемента значительно меньше, чем у традиционного полена (фиг. 3) с вытянутой в длину формой, минимальная высота которого согласно ГОСТ 3243-88 «Дрова» составляет 0,25 м. Предлагаемая форма выполнения топливного элемента позволяет уменьшить площадь его поверхности по сравнению с традиционным поленом с вытянутой в длину формой, имеющим такой же объем древесины.The fuel cell (figure 1) has the form of a piece of wood obtained by conditionally parallel cutting of a tree trunk with a diameter of 6-16 cm every 6-14 cm in a direction conditionally perpendicular to the axis of the trunk. The fuel cells thus obtained are similar in appearance to conditionally look like a cylinder with end faces 1 in the form of a tree trunk with its transverse cut (in Fig. 1, the shape is made conditionally round). The height of the fuel cell is significantly less than that of a traditional log (Fig. 3) with a long elongated shape, the minimum height of which, according to GOST 3243-88 "Firewood" is 0.25 m. The proposed form of the fuel cell can reduce its surface area in comparison with traditional logs with an elongated shape, having the same volume of wood.

Кроме того, позволяет исключить такую трудоемкую операцию, как расколка дров, и тем самым снизить себестоимость топливного элемента.In addition, it eliminates the time-consuming operation such as splitting firewood, and thereby reduce the cost of the fuel cell.

Длительность горения двух одинаковых по объему, но различных по размерам или по форме кусков древесины различается. Чем больше площадь поверхности куска древесины, тем больше при горении он взаимодействует с кислородом воздуха, значит, скорость горения такого куска будет выше.The duration of burning of two pieces of wood, identical in volume, but different in size or in shape, varies. The larger the surface area of a piece of wood, the more it interacts with atmospheric oxygen during combustion, which means that the burning rate of such a piece will be higher.

Ниже приведен пример сопоставления площадей поверхности традиционного полена вытянутой в длину формы и предлагаемого топливного элемента. Для простоты расчета для традиционного полена выбрана цилиндрическая форма. Поскольку при равном объеме кусков древесины одинаковой цилиндрической формы, но с различным соотношением длины и диаметра, площадь их поверхности будет различной, то для корректности сравнения выбраны традиционное полено и предлагаемый топливный элемент с размерами, сопоставимыми по условиям применения (размер топки твердотопливного бытового котла и плотность ее наполнения дровами). The following is an example of a comparison of the surface areas of a traditional log of elongated shape and the proposed fuel cell. For ease of calculation, a cylindrical shape is selected for traditional logs. Since, with an equal volume of pieces of wood of the same cylindrical shape, but with a different ratio of length and diameter, their surface area will be different, then for the correctness of the comparison, the traditional log and the proposed fuel cell with sizes comparable by application conditions (the size of the furnace of a solid fuel boiler and density its filling with firewood).

При расчетах величины округлены до целых единиц.In the calculations, the values are rounded to whole units.

Предлагаемый топливный элемент диаметром d=16 см и высотой h=10 см будет иметь объем, определяемый по формуле V= π r² h.The proposed fuel cell with a diameter of d = 16 cm and a height of h = 10 cm will have a volume determined by the formula V = π r ² h.

V₁= 3,14 × 64 × 10 =2010 (см³)V ₁ = 3.14 × 64 × 10 = 2010 (cm ³ )

Площадь поверхности составит: The surface area is:

S₁= π d h + 2 π r² = 3,14 × 16 × 10 + 2 × 3,14 × 64 = 904 (см²)S ₁ = π dh + 2 π r ² = 3.14 × 16 × 10 + 2 × 3.14 × 64 = 904 (cm ² )

Расчетному топливному элементу по объему будет соответствовать традиционное полено диаметром d=10 см и длиной l=25,6 см. Это подтверждает следующий расчет по выше указанной формуле: The calculated fuel cell by volume will correspond to a traditional log of diameter d = 10 cm and a length of l = 25.6 cm. This confirms the following calculation according to the above formula:

V₂= 3,14 × 25 × 25,6 = 2010 (см³) V ₂ = 3.14 × 25 × 25.6 = 2010 (cm ³ )

Площадь поверхности такого полена составит:The surface area of such a log is:

S₂= π d l + 2 π r² =3,14 × 10 × 25,6 + 2 × 3,14 × 25 = 961 (см²)S ₂ = π dl + 2 π r ² = 3.14 × 10 × 25.6 + 2 × 3.14 × 25 = 961 (cm ² )

Сравнение величин S₁= 904 см² и S₂=961 см² показывает, что площадь поверхности предлагаемого топливного элемента меньше площади традиционного полена вытянутой в длину формы на 57 см² или на 6% при условии их равного объема.A comparison of the values of S ₁ = 904 cm ² and S ₂ = 961 cm ² shows that the surface area of the proposed fuel cell is less than the area of a traditional log of elongated shape by 57 cm ² or 6%, provided that they are equal in volume.

Свойство предлагаемого топливного элемента иметь меньшую площадь поверхности, чем у традиционного полена при условии их равного объема, сохраняется для топливного элемента высотой от 6 см до 14 см в диапазоне его диаметра от 6 см до 16 см. Это свойство подтверждают данные, приведенные в таблице.The property of the proposed fuel cell to have a smaller surface area than that of traditional log, provided they are equal in volume, is preserved for the fuel cell from 6 cm to 14 cm high in the range of its diameter from 6 cm to 16 cm. This property is confirmed by the data given in the table.

Таблица содержит результаты расчетов величин площадей поверхностей S₁, S₂ и объемов V₁, V₂, рассчитанных по выше приведенным формулам, а также результаты сравнения площадей поверхностей S₁ и S₂. Сравнение выполнено для всего диапазона высоты h и диаметра d предлагаемого топливного элемента, а именно, по высоте h от 6 см до 14 см с шагом в 2 см, по диаметру d от 6 см до 16 см с шагом в 2 см. Для наглядности преимущества предлагаемого топливного элемента таблица содержит по всем позициям сравнения одинаковую длину традиционного полена l, равную 25 см, что соответствует минимальной длине, указанной в ГОСТ 3243-88 «Дрова».The table contains the results of calculations of the surface areas S_one, S₂ and volumes V_one, V₂, calculated by the above formulas, as well as the results of comparing the surface areas S_one and S₂. The comparison was made for the entire range of height h and diameter d of the proposed fuel element, namely, height h from 6 cm to 14 cm in increments of 2 cm, diameter d from 6 cm to 16 cm in increments of 2 cm. For clarity, the advantages of the proposed fuel cell, the table contains for all comparison items the same length of the traditional log l equal to 25 cm, which corresponds to the minimum length specified in GOST 3243-88 "Firewood".

Из таблицы видно, что разница площадей поверхностей предлагаемого топливного элемента и традиционного полена достигает 30%.The table shows that the difference in surface areas of the proposed fuel cell and traditional logs reaches 30%.

Таким образом, длительность горения предлагаемого топливного элемента будет больше, чем у равного по объему традиционного полена при равных условиях сжигания. Эта разница в длительности горения будет расти при изменении в традиционном полене соотношения длины и диаметра в сторону увеличения длины при условии сохранения объема, т.к. площадь традиционного полена в этом случае будет увеличиваться.Thus, the duration of the combustion of the proposed fuel cell will be longer than that of an equal in volume traditional logs under equal combustion conditions. This difference in burning duration will increase when the ratio of length and diameter changes in the traditional log to the side of increasing length, provided that the volume is preserved, because the area of traditional logs in this case will increase.

Также следует учесть, что в приведенном примере и в таблице традиционное полено имеет цилиндрическую форму, в то время как после расколки дрова имеют другой вид, преимущественно - прямой треугольной призмы, площадь поверхности которой больше, чем у цилиндра. Таким образом, в реальных условиях разница в скорости горения предлагаемого топливного элемента и традиционного полена будет еще более значительной. Предлагаемая форма выполнения топливного элемента обеспечивает более длительное горение, при котором топливо будет сгорать полностью, эффективность его теплоотдачи будет выше.It should also be noted that in the above example and in the table, the traditional log has a cylindrical shape, while after splitting the firewood has a different look, mainly a straight triangular prism, the surface area of which is larger than that of the cylinder. Thus, in real conditions, the difference in the burning rate of the proposed fuel cell and the traditional log will be even more significant. The proposed form of the fuel cell provides longer burning, in which the fuel will burn completely, the efficiency of its heat transfer will be higher.

Кроме описанного выше свойства топливного элемента иметь меньшую площадь поверхности по сравнению с равными по объему древесины традиционными поленьями, предлагаемая форма его выполнения позволяет также дополнительно снижать суммарную площадь поверхностей топливных элементов при укладке их в топку бытового котла с целью увеличения длительности горения.In addition to the above-described property of a fuel cell to have a smaller surface area compared to traditional logs that are equal in volume of wood, the proposed form of its execution also allows to further reduce the total surface area of the fuel cells when laying them in the furnace of a domestic boiler in order to increase the duration of combustion.

Благодаря расположению торцевых сторон 1 условно параллельно друг другу и условно перпендикулярно оси ствола дерева топливный элемент, как упоминалось выше, имеет вид условно цилиндра, у которого диаметр торца превышает его высоту или приблизительно равен ей. Торцевые стороны, полученные при распиле дерева, имеют вид ровного среза, без обусловленных структурой дерева неровностей, выступов и углублений, которые получаются при расколе традиционных дров. Выше описанные свойства дают возможность укладывать топливные элементы в топке бытового котла торцевыми сторонами друг на друга (фиг. 2). Образованный таким образом «столбик» из топливных элементов устойчив, не распадается на отдельные элементы, зазоры между элементами настолько малы, что почти не оказывают влияния на тягу, а, значит, и на скорость горения, при этом площадь «столбика» меньше, чем общая сумма площадей составляющих его элементов.Due to the location of the end sides 1, it is conditionally parallel to each other and conditionally perpendicular to the axis of the tree trunk, the fuel element, as mentioned above, has the form of a conditionally cylinder in which the diameter of the end face exceeds its height or is approximately equal to it. The end faces obtained by sawing a tree have the appearance of an even cut, without the irregularities, protrusions and indentations caused by the structure of the tree, which are obtained when traditional firewood is split. The properties described above make it possible to stack fuel cells in the furnace of a domestic boiler with end faces facing each other (Fig. 2). The “column” of fuel cells formed in this way is stable, does not break up into individual elements, the gaps between the elements are so small that they have almost no effect on traction, and, therefore, on the burning speed, while the area of the “column” is less than the total the sum of the areas of its constituent elements.

Например, при укладке в «столбик» трех топливных элементов с выше приведенными размерами (d=16 см и h=10 см) и с площадью поверхности каждого 904 см² общая площадь такого «столбика» составит:For example, when laying in a “column” of three fuel cells with the above dimensions (d = 16 cm and h = 10 cm) and with a surface area of each 904 cm ^{2, the} total area of such a “column” will be:

S= π d h + 2 π r² = 3,14 × 16 × 30 + 2 × 3,14 × 64 = 1909 (см²). S = π dh + 2 π r ² = 3.14 × 16 × 30 + 2 × 3.14 × 64 = 1909 (cm ² ).

Если же эти три топливных элемента укладывать в топке раздельно, то их общая площадь составит 2712 см², т.е. разница в площади горения около 30%, что является фактором, позволяющим в значительной мере регулировать скорость горения топлива.If these three fuel cells are stacked separately in the furnace, then their total area will be 2712 cm ² , i.e. the difference in the burning area is about 30%, which is a factor that allows to significantly regulate the burning rate of the fuel.

Приведенный пример является частным случаем фрагмента укладки топливных элементов в топке бытового котла. В реальных условиях варианты укладки топливных элементов могут быть различными, конкретный вариант будет определять потребитель в зависимости от своих предпочтений и опыта. Такими вариантами могут быть: укладка торцами 1 друг на друга, причем как «столбиками», так и со смещением топливных элементов, например, в шахматном порядке на элементы соседнего «столбика», укладка на боковую поверхность 2, в том числе образуя «столбики», расположенные горизонтально, сочетание укладки торцами друг на друга с укладкой на боковую поверхность, сочетание в укладке топливных элементов различного диаметра и т.д. The given example is a special case of a fragment of laying fuel cells in the furnace of a domestic boiler. In real conditions, the options for laying fuel cells can be different, a specific option will be determined by the consumer depending on their preferences and experience. Such options can be: laying with ends 1 on each other, both with “columns” and with displacement of fuel elements, for example, in a checkerboard pattern on elements of an adjacent “column”, laying on a side surface 2, including forming “columns” located horizontally, a combination of stacking ends on top of each other with laying on the side surface, a combination of stacking fuel cells of various diameters, etc.

Возможность укладки топливных элементов в различных вариантах позволяет в широком диапазоне выбирать площадь горения топлива и силу тяги, тем самым определять скорость горения, необходимую в конкретных условиях, в том числе укладывать топливные элементы таким образом, чтобы суммарная площадь их поверхностей была бы минимальной для максимально длительного горения. Это является преимуществом по сравнению с традиционными поленьями удлиненной формы, у которых указанная возможность отсутствует или сильно ограничена (фиг. 4).The possibility of stacking fuel cells in various versions allows a wide range to choose the area of fuel combustion and traction, thereby determining the burning rate necessary in specific conditions, including laying fuel cells in such a way that the total area of their surfaces would be minimal for as long as possible burning. This is an advantage compared to traditional elongated logs, in which this possibility is absent or severely limited (Fig. 4).

Предлагаемый топливный элемент имеет высоту от 6 см до 14 см и диаметр от 6 см до 16 см. В указанном диапазоне высоты и диаметра топливные элементы позволяют максимально использовать объем топки бытового котла. Сушка топливных элементов предлагаемых размеров будет быстрой, что не только снижает энергозатраты на сушку в сушильных камерах, но и позволяет сушить их в естественных условиях. Высота и диаметр менее 6 см нецелесообразны, т.к. при этом будет легко нарушаться механическая прочность топливного элемента, а укладка его в топку бытового котла будет трудоемкой. Высота более 14 см создает неудобство при закладке топливных элементов в топку, кроме того, сушка таких элементов будет недостаточно быстрой, что будет увеличивать их себестоимость. The proposed fuel cell has a height of 6 cm to 14 cm and a diameter of 6 cm to 16 cm. In the specified range of height and diameter, the fuel cells allow the maximum use of the volume of the furnace of a domestic boiler. Drying of the fuel cells of the proposed sizes will be quick, which not only reduces the energy consumption for drying in the drying chambers, but also allows them to dry in natural conditions. Height and diameter less than 6 cm are impractical because in this case, the mechanical strength of the fuel cell will be easily violated, and laying it in the furnace of a domestic boiler will be time-consuming. The height of more than 14 cm creates inconvenience when laying fuel cells in the furnace, in addition, drying of such elements will not be fast enough, which will increase their cost.

Таким образом, предлагаемая форма и размер топливных элементов обеспечивают свободное прохождение их через входное отверстие в топке бытового котла, которое имеет преимущественно размеры: (30…40) см × (40…50) см. При этом форма торцевых сторон топливного элемента соответствует форме ствола дерева при его поперечном распиле.Thus, the proposed shape and size of the fuel cells ensures their free passage through the inlet in the furnace of the domestic boiler, which has mainly dimensions: (30 ... 40) cm × (40 ... 50) cm. The shape of the end faces of the fuel cell corresponds to the shape of the barrel wood with its cross cut.

Предлагаемое техническое решение решает поставленную задачу и обеспечивает достижение технического результата:The proposed technical solution solves the problem and ensures the achievement of the technical result:

увеличение времени горения топливных элементов за счет уменьшения поверхности контакта с кислородом воздуха (в сравнении с дровами в виде традиционных поленьев вытянутой в длину формы), что достигается уменьшением площади поверхности топливного элемента и сокращением суммарной площади топливных элементов при укладке их в топку бытового котла;an increase in the burning time of fuel cells due to a decrease in the contact surface with air oxygen (in comparison with firewood in the form of traditional logs elongated in length), which is achieved by reducing the surface area of the fuel cell and reducing the total area of the fuel cells when laying them in the furnace of a domestic boiler;

уменьшение себестоимости топливных элементов за счет снижения трудоемкости, энергоемкости и отсутствия дорогостоящего специального оборудования, особенно в сравнении с процессом изготовления топливных брикетов (евродров), т.к. процесс изготовления топливных элементов очень прост и состоит только в поперечном распиле стволов деревьев и последующей быстрой сушке полученных элементов.reduction in the cost of fuel cells by reducing the complexity, energy consumption and the absence of expensive special equipment, especially in comparison with the process of manufacturing fuel briquettes (euro-woods), because the manufacturing process of fuel cells is very simple and consists only in the transverse cutting of tree trunks and the subsequent rapid drying of the resulting elements.

Таким образом, предлагаемый топливный элемент обеспечивает эффективную теплоотдачу твердотопливных бытовых котлов, уменьшая при этом частоту загрузок топки, что делает обогрев помещения более экономным и является простым и дешевым в изготовлении. Кроме этого, предлагаемые топливные элементы можно изготавливать из древесины, полученной при вырубке лесосек в целях сохранения биологического разнообразия, водоохранных, защитных и иных полезных свойств лесов, что способствует решению экологических проблем.Thus, the proposed fuel cell provides efficient heat dissipation of solid fuel household boilers, while reducing the frequency of the furnace loading, which makes heating the room more economical and is simple and cheap to manufacture. In addition, the proposed fuel cells can be made from wood obtained by cutting down felling areas in order to preserve the biological diversity, water protection, protective and other beneficial properties of forests, which contributes to solving environmental problems.

Предлагаемый топливный элемент используют на практике следующим образом.The proposed fuel cell is used in practice as follows.

Топливные элементы укладывают в топку бытового котла одним из возможных выше указанных способов, например, для максимального увеличения времени горения, торцами 1 друг на друга, образуя «столбики», количество которых зависит от размеров бытового котла и размеров топливных элементов (фиг. 5). Для быстроты розжига и сокращения количества специальных средств для розжига в самом начале топки бытового котла укладывают вертикально (на боковые стороны 2) или наклонно друг к другу самые тонкие топливные элементы небольшого диаметра, оставляя между ними щели для создания тяги. В щели размещают специальные средства для розжига и поджигают. Fuel elements are placed in the furnace of a domestic boiler using one of the methods mentioned above, for example, to maximize the burning time, with ends 1 facing each other, forming "columns", the number of which depends on the size of the domestic boiler and the size of the fuel cells (Fig. 5). To speed up ignition and reduce the number of special means for ignition, at the very beginning of the furnace, the furnaces of a domestic boiler are laid vertically (on the sides 2) or inclined to each other the thinnest fuel cells of small diameter, leaving gaps between them to create traction. Special means for ignition are placed in the slit and set on fire.

Предлагаемый топливный элемент может быть использован не только для обогрева жилых домов бытовыми твердотопливными котлами, но также для обогрева подсобных помещений, бань, теплиц и т.п., для разведения костров на открытом воздухе.The proposed fuel cell can be used not only for heating residential houses with solid fuel boilers, but also for heating utility rooms, baths, greenhouses, etc., for making bonfires in the open air.

Предлагаемое техническое решения соответствует критерию «новизна», т.к. по результатам поиска не выявлены технические решения с предложенной совокупностью признаков и критерию «промышленная применимость».The proposed technical solution meets the criterion of "novelty", because the search results did not reveal technical solutions with the proposed set of features and the criterion of "industrial applicability".

ТаблицаTable

Предлагаемый топливный элементSuggested Fuel Cell Традиционное поленоTraditional log Разница площадей
S₂ - S₁
см² Area difference
S ₂ - S ₁
cm ²
Разница площадей S₂ - S₁
%
Area difference S ₂ - S ₁
% d
смd
cm h
смh
cm S₁
см² S ₁
cm ² V₁
см³ V ₁
cm ³ d
см d
cm l
смl
cm S₂
см² S ₂
cm ² V₂
см³ V ₂
cm ³ 66 66 169,56169.56 169,56169.56 2,942.94 2525 244,31244.31 169,56169.56 74,7574.75 30,630.6 88 66 251,2251.2 301,44301.44 3,923.92 2525 331,77331.77 301,44301.44 80,5780.57 24,2824.28 1010 66 345,4345.4 471471 4,904.90 2525 422,25422.25 471471 76,8576.85 18,218.2 1212 66 452,16452.16 678,24678.24 5,885.88 2525 515,74515.74 678,24678.24 63,5863.58 12,3312.33 1616 66 703,36703.36 1205,761205.76 7,847.84 2525 711,77711.77 1205,761205.76 8,418.41 1,18   1.18 66 88 207,24207.24 226,08226.08 3,393.39 2525 284,52284.52 226,08226.08 77,2877.28 27,16   27.16 88 88 301,44301.44 401,92401.92 4,534,53 2525 387,40387.40 401,92401.92 85,9685.96 22,1922.19 1010 88 408,2408.2 628628 5,665.66 2525 494,30494.30 628628 86,186.1 17,4217.42 1212 88 527,52527.52 904,32904.32 6,796.79 2525 605,22605.22 904,32904.32 77,777.7 12,8412.84 1616 88 803,84803.84 1607,681607.68 9,059.05 2525 839,12839.12 1607,681607.68 35,2835.28 4,24.2 66 1010 244,92244.92 282,6282.6 3,793.79 2525 320,49320.49 282,6282.6 75,5775.57 23,5823.58 88 1010 351,68351.68 502,4502.4 5,065.06 2525 437,37437.37 502,4502.4 85,6985.69 19,619.6 1010 1010 471471 785785 6,326.32 2525 559,28559.28 785785 88,2888.28 15,7815.78 1212 1010 602,88602.88 1130,41130.4 7,597.59 2525 686,21686.21 1130,41130.4 83,3383.33 12,1412.14 1616 1010 904,32904.32 2009,62009.6 10,1210.12 2525 955,13955.13 2009,62009.6 50,8150.81 5,325.32 66 1212 282,6282.6 339,12339.12 4,164.16 2525 353,45353.45 339,12339.12 70,8570.85 20,0520.05 88 1212 401,92401.92 602,88602.88 5,545.54 2525 483,32483.32 602,88602.88 81,481.4 16,8416.84 1010 1212 533,8533.8 942942 6,936.93 2525 619,22619.22 942942 85,4285.42 13,813.8 1212 1212 678,24678.24 1356,481356.48 8,318.31 2525 761,16761.16 1356,481356.48 82,9282.92 10,910.9 1616 1212 1004,81004.8 2411,522411.52 11,0911.09 2525 1063,101063,10 2411,522411.52 58,358.3 5,95.9 66 14fourteen 320,28320.28 395,64395.64 4,494.49 2525 384,12384.12 395,64395.64 63,8463.84 16,6216.62 88 14fourteen 452,16452.16 703,36703.36 5,995.99 2525 526,22526.22 703,36703.36 74,0674.06 14,0714.07 1010 14fourteen 596,6596.6 10991099 7,487.48 2525 675,36675.36 10991099 78,7678.76 11,6611.66 1212 14fourteen 753,6753.6 1582,561582.56 8,988.98 2525 831,53831.53 1582,561582.56 77,9377.93 9,379.37 1616 14fourteen 1105,281105.28 2813,442813.44 11,9711.97 2525 1164,981164.98 2813,442813.44 59,759.7 5,125.12

Claims (2)

1. Топливный элемент для твердотопливного бытового котла, выполненный в виде отрезка дерева, у которого две противоположные торцевые стороны условно параллельны друг другу, отличающийся тем, что высота топливного элемента составляет 6-14 см, а его диаметр составляет 6-16 см, при этом торцевые стороны условно перпендикулярны оси ствола дерева и имеют вид ровного среза.1. A fuel cell for a solid fuel domestic boiler, made in the form of a piece of wood, in which two opposite end sides are conditionally parallel to each other, characterized in that the height of the fuel cell is 6-14 cm and its diameter is 6-16 cm, while end sides are conventionally perpendicular to the axis of the tree trunk and have the form of an even cut. 2. Топливный элемент по п. 1, отличающийся тем, что форма торцевых сторон соответствует форме ствола дерева при его поперечном распиле.2. The fuel cell according to claim 1, characterized in that the shape of the end faces corresponds to the shape of the tree trunk during its transverse cut.

Images