RU200444U1 - HOT WATER BOILER - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к системам отопления на твердом топливе, и может быть использована в котлах с повышенной эффективностью и широкими функциональными возможностями для отопления жилых и производственных помещений. 1. Водогрейный твердотопливный котел содержит корпус, топку, загрузочную и прочистную дверцы, дверцу зольника, расположенную в нижней части корпуса, водяную рубашку, включающую теплообменник, патрубок для отвода дымовых газов, устройство подачи первичного воздуха, устройство подачи вторичного воздуха, колосник с механизмом очистки, патрубки входа и выхода воды, заслонку прямого хода дымовых газов и заслонку выбора режима работы, причем теплообменник выполнен в виде водонаполненных перегородок, размещенных в корпусе котла и обеспечивает лабиринтное прохождение дымовых газов по трем вертикальным зонам, кроме этого, котел содержит сообщающиеся с атмосферой каналы регулируемой подачи третичного воздуха. При работе котла обеспечивается избирательная подача вторичного и третичного воздуха для сжигания угля в режиме нижнего горения и сжигания дров в режиме верхнего горения.The utility model relates to heat and power engineering, namely to solid fuel heating systems, and can be used in boilers with increased efficiency and wide functionality for heating residential and industrial premises. 1. A hot-water solid fuel boiler contains a body, a furnace, a loading and cleaning door, an ash pan door located in the lower part of the body, a water jacket including a heat exchanger, a flue gas outlet, a primary air supply device, a secondary air supply device, a grate with a cleaning mechanism , nozzles for inlet and outlet of water, a damper for the direct passage of flue gases and a damper for selecting the operating mode, and the heat exchanger is made in the form of water-filled partitions located in the boiler body and provides a labyrinthine passage of flue gases through three vertical zones, in addition, the boiler contains channels communicating with the atmosphere regulated tertiary air supply. When the boiler is operating, a selective supply of secondary and tertiary air is provided for burning coal in the lower combustion mode and burning wood in the upper combustion mode.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к системам отопления на твердом топливе, и может быть использована в котлах с повышенной эффективностью и широкими функциональными возможностями для отопления жилых и производственных помещений.The utility model relates to heat power engineering, namely to solid fuel heating systems, and can be used in boilers with increased efficiency and wide functionality for heating residential and industrial premises.

Известен водогрейный стальной котел Logano S111 фирмы Buderus https://www.buderus.ru/files/201206141404480.service_manual_Buderus_Loga_no S111-2.pdf.Known hot water steel boiler Logano S111 from Buderus https://www.buderus.ru/files/201206141404480.service_manual_Buderus_Loga_no S111-2.pdf.

Котел состоит из корпуса, загрузочной камеры с заслонкой, через которую подается топливо, а в холодном состоянии через нее можно чистить котел, топочной камеры, снабженной теплообменными элементами, встряхивающей с помощью рычага колосниковой решетки, зольной камеры с дверцей. За дверцей зольника находится зольный ящик. Благодаря перемещениям рычага встряхивания колосниковой решетки, зола попадает в зольный ящик. Водяная рубашка образована вертикальными боковыми стенками корпуса и стенками загрузочной и топочной камерами. Кроме этого, котел содержит патрубки для подсоединения к системе отопления, патрубок для терморегулятора и указателя температуры воды и дымовыводящего патрубка для соединения с дымоходом. Первичный и вторичный воздух поступает через регулируемую воздушную заслонку дверцы зольной камеры. Вторичный воздух подводится в топочную камеру через канал в охлаждающем ребре. Подача вторичного воздуха не регулируется. Подача третичного воздуха происходит через регулируемые отверстия в боковых стенках котла. Наличие растопочной заслонки позволяет, при разогреве холодного котла, горячие дымовые газы направлять напрямую в дымоход для создания лучшей тяги. Котел снабжен термоманометром, который показывает температуру в котле и давление воды.The boiler consists of a body, a loading chamber with a damper through which fuel is supplied, and in a cold state through it, the boiler can be cleaned, a combustion chamber equipped with heat exchange elements, shaking with a grate lever, an ash chamber with a door. There is an ash drawer behind the ash pan door. Thanks to the movements of the grate shaking lever, the ash falls into the ash box. The water jacket is formed by the vertical side walls of the body and the walls of the loading and combustion chambers. In addition, the boiler contains branch pipes for connection to the heating system, a branch pipe for a thermostat and a water temperature indicator and a flue pipe for connection to a chimney. Primary and secondary air is supplied through an adjustable air damper in the ash chamber door. Secondary air is fed into the combustion chamber through a channel in the cooling fin. The secondary air supply is not regulated. Tertiary air is supplied through adjustable holes in the side walls of the boiler. The presence of the ignition flap allows, when heating a cold boiler, hot flue gases are directed directly into the chimney to create better draft. The boiler is equipped with a thermomanometer, which indicates the temperature in the boiler and the water pressure.

Недостатком данного котла является низкая его эффективность. Это обусловлено тем, что в котле осуществляется только режим нижнего горения, в то время как при использовании дров, режим нижнего горения не позволяет получить высокую эффективность сгорания данного топлива. Кроме этого, недостатком является низкая эффективность теплоотдачи топочных газов из-за малых площадей нагрева. Механизм шурования топлива выполнен таким образом, что возможно заклинивание колосниковой решетки и требуется отжать зольным ножом решетку и шуровкой удалить камни и шлак, что снижает удобство обслуживания котла. Котел работает только на твердом топливе и отсутствует возможность использования альтернативных видов энергии.The disadvantage of this boiler is its low efficiency. This is due to the fact that only the lower combustion mode is carried out in the boiler, while when using firewood, the lower combustion mode does not allow obtaining high combustion efficiency of this fuel. In addition, the disadvantage is the low efficiency of heat transfer of flue gases due to small heating areas. The fuel shuffling mechanism is designed in such a way that jamming of the grate is possible and it is required to squeeze the grate with an ash knife and remove stones and slag with a shredder, which reduces the convenience of boiler maintenance. The boiler operates only on solid fuel and there is no possibility of using alternative types of energy.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату - прототипом, является чешский водонагревательный котел ОРОРН635 https.//gazanet.ru/UserFiles/doc/opop-h6-instruction.pdf. Особенностью этого котла является наличие двух камер, предназначенных для сжигания топлива. Корпус котла сварен из стальных листов, между кожухом и корпусом находится водяная рубашка. Кожух теплоизолирован. На передней стороне корпуса котла находятся дверцы зольника, дверцы загрузки и очистительные заслонки. Загрузочная шахта перекрыта в нижней части колосниковой решеткой. Противоположная стенка шахты, охлаждаемая водой, является перегородкой режима нижнего горения, оборудованная в верхней части опрокидывающейся заслонкой. С помощью этой заслонки производится выбор режима нижнего или верхнего горения топлива. За перегородкой нижнего горения находится камера выгорания. В нижней части камеры выгорания расположена суженная диффузионная часть, в которую по двум охлаждаемым водой патрубкам подается вторичный воздух. В верхней части камеры выгорания находится охлаждаемый водой топочный порог, контактируя с которым продукты сгорания проходят на теплообменную поверхность. Эта поверхность состоит из вертикальных пластин, через которую продукты сгорания двигаются с помощью опрокидывающейся заслонки, которая регулируется рычажком, установленным на верхней боковой стороне котла. Через очистительные заслонки производят очистку пластинчатой теплообменной поверхности.The closest in technical essence and the achieved result - the prototype, is the Czech water heating boiler ORORN635 https.//gazanet.ru/UserFiles/doc/opop-h6-instruction.pdf. A feature of this boiler is the presence of two chambers for fuel combustion. The boiler body is welded from steel sheets, there is a water jacket between the jacket and the body. The casing is thermally insulated. On the front side of the boiler drum there are ash pan doors, loading doors and cleaning flaps. The loading shaft is closed in the lower part by a grate. The opposite wall of the shaft, cooled with water, is a bottom combustion partition, equipped in the upper part with a tilting damper. This flap is used to select the mode of the lower or upper combustion of the fuel. There is a combustion chamber behind the lower combustion partition. In the lower part of the combustion chamber, there is a narrowed diffusion part, into which secondary air is supplied through two water-cooled nozzles. In the upper part of the combustion chamber there is a water-cooled furnace sill, in contact with which the combustion products pass to the heat exchange surface. This surface consists of vertical plates through which the combustion products move with the help of a tilting damper, which is regulated by a lever mounted on the upper side of the boiler. The plate heat exchange surface is cleaned through the cleaning dampers.

Недостатками данного котла являются: неэффективная схема теплосъема за счет малой поверхности теплообмена, не созданы условия для получения высокой эффективности сгорания дров в режиме верхнего горения из отсутствия подачи дополнительного воздуха, неудобство очистки внутренних поверхностей котла и удаления сажистых отложений. В котле отсутствует подача третичного воздуха для дожига продуктов горения как для сжигания угля, так и для сжигания дров. Подача первичного воздуха и регулятор тяги находится на задней стенки котла, что создает неудобства в настройке интенсивности горения котла и его обслуживании.The disadvantages of this boiler are: an ineffective heat removal scheme due to a small heat exchange surface, conditions have not been created for obtaining high efficiency of firewood combustion in the upper combustion mode from the lack of additional air supply, inconvenience of cleaning the internal surfaces of the boiler and removing soot deposits. There is no tertiary air supply in the boiler for afterburning combustion products both for burning coal and burning wood. The primary air supply and draft regulator are located on the rear wall of the boiler, which creates inconveniences in setting the boiler combustion intensity and in its maintenance.

Задачей полезной модели является повышение эффективности работы котла и улучшение условий его обслуживания и эксплуатации.The task of the utility model is to increase the efficiency of the boiler and improve the conditions for its maintenance and operation.

Техническим результатом, достигаемым данной полезной моделью является увеличение площади теплообмена, повышение эффективности сгорания топлива и увеличение продолжительности его горения, удобное расположение приборов управления.The technical result achieved by this utility model is an increase in the heat exchange area, an increase in the efficiency of fuel combustion and an increase in the duration of its combustion, a convenient location of control devices.

Указанный технический результат, при осуществлении полезной модели, достигается тем, что водогрейный твердотопливный котел, содержащий корпус, топку, загрузочную и прочистную дверцы, дверцу зольника, расположенную в нижней части корпуса, водяную рубашку, включающую теплообменник, патрубок для отвода дымовых газов, устройство подачи первичного воздуха, устройство подачи вторичного воздуха, колосник с механизмом очистки, патрубки входа и выхода воды, заслонку прямого хода дымовых газов и заслонку выбора режима работы, согласно формуле полезной модели, теплообменник выполнен в виде водонаполненных перегородок, размещенных в корпусе котла и обеспечивает лабиринтное прохождение дымовых газов по трем вертикальным зонам, кроме этого, котел содержит сообщающиеся с атмосферой каналы регулируемой подачи третичного воздуха, при этом, обеспечивается избирательная подача вторичного и третичного воздуха для режимов нижнего и верхнего горения.The specified technical result, in the implementation of the utility model, is achieved by the fact that a hot water solid fuel boiler containing a body, a furnace, a loading and cleaning door, an ash pan door located in the lower part of the body, a water jacket including a heat exchanger, a flue gas outlet, a feed device primary air, a secondary air supply device, a grate with a cleaning mechanism, water inlet and outlet pipes, a damper for the direct flow of flue gases and a damper for selecting the operating mode, according to the formula of the utility model, the heat exchanger is made in the form of water-filled partitions located in the boiler body and provides a labyrinth passage flue gases in three vertical zones, in addition, the boiler contains channels for the controlled supply of tertiary air communicating with the atmosphere, while selective supply of secondary and tertiary air is provided for the modes of lower and upper combustion.

Указанный результат достигается также тем, что внутренняя часть загрузочной дверцы защищена металлическим отбойником пламени в виде лотка, отбойник пламени выполнен из жаропрочного материала. Внутренняя часть прочистной дверцы защищена металлическим экраном. Защитный экран выполнен из жаропрочного материала. По меньшей мере одна из перегородок выполнена из огнеупорного материала. В качестве огнеупорного материала может быть использован шамот. Заслонка, перекрывающая неактивную зону в режиме верхнего горения и заслонка выбора режима работы, могут быть, выполнены отдельными элементами. Указанный результат достигается также тем, что патрубки входа и выхода воды из котла установлены на обеих противоположных боковых сторонах котла. Патрубок для отвода дымовых газов оснащен поворотным шибером. Водяная рубашка содержит водонаполненное дно. Ниша для установки блока ТЭНов является частью полости водяной рубашки. Регулятор тяги установлен на боковой стенке котла. Каналы регулируемой подачи третичного воздуха расположены в боковых стенках котла. Подача третичного воздуха регулируется створками.This result is also achieved by the fact that the inside of the loading door is protected by a metal flame arrester in the form of a tray, the flame arrester is made of heat-resistant material. The inside of the cleaning door is protected by a metal screen. The protective screen is made of heat-resistant material. At least one of the baffles is made of refractory material. Fireclay can be used as a refractory material. The damper covering the inactive zone in the upper combustion mode and the damper for selecting the operating mode can be made by separate elements. This result is also achieved by the fact that the pipes for the inlet and outlet of water from the boiler are installed on both opposite sides of the boiler. The flue gas outlet is equipped with a rotary damper. The water jacket contains a water-filled bottom. The niche for installing the heating element unit is part of the water jacket cavity. The draft regulator is installed on the side wall of the boiler. The channels for the regulated tertiary air supply are located in the side walls of the boiler. The tertiary air supply is regulated by flaps.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем существенным признакам заявленной полезной модели отсутствуют. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности «новизна».The applicant's analysis of the prior art, including a search for patents and scientific and technical sources of information and the identification of sources containing information about the analogues of the claimed utility model, made it possible to establish that there are no analogues characterized by a set of features identical to all essential features of the claimed utility model. Therefore, the claimed utility model meets the “novelty” condition of patentability.

Конструкция теплообменника, включающая три перегородки и создающая лабиринт для движения горячих дымовых газов, позволяет увеличить длину пути их прохождения. При этом развитая поверхность перегородок и внутреннего корпуса котла в целом способствует увеличению теплосъема и эффективному нагреву теплоносителя.The design of the heat exchanger, including three partitions and creating a labyrinth for the movement of hot flue gases, allows to increase the length of their path. At the same time, the developed surface of the partitions and the inner body of the boiler as a whole contributes to an increase in heat removal and effective heating of the coolant.

Заслонку выбора режима работы, перекрывающая неактивную зону в режиме верхнего горения (дрова), способствует оптимизации движения дымовых газов для увеличения эффективности горения.The operating mode selection flap, which covers the inactive zone in the upper combustion mode (wood), helps to optimize the movement of flue gases to increase combustion efficiency.

Подача вторичного воздуха в зону первого восходящего потока дымовых газов при сжигании угля и подача вторичного воздуха непосредственно в топку при сжигании дров приводит к эффективному процессу горения с наибольшей эффективностью и создает оптимальные условия горения топлива. Подача третичного воздуха, также, производится в разные зоны котла в зависимости от используемого топлива. Третичный воздух для сжигания угля подается в зону первого восходящего потока дымовых газов, а для сжигания дров в зону нисходящего потока дымовых газов. Данное разделение потоков позволяет подавать воздух в зону, необходимую для дожига дымовых газов, что, в свою очередь, увеличивает эффективность работы котла. Установка блока ТЭНов позволяет нагревать воду в котле, как при горении топлива в котле, так и без него, что расширяет функции котла и удобство при эксплуатации.The supply of secondary air to the zone of the first ascending flue gas flow during coal combustion and the supply of secondary air directly to the furnace when burning wood leads to an efficient combustion process with the highest efficiency and creates optimal conditions for fuel combustion. Tertiary air is also supplied to different zones of the boiler, depending on the fuel used. Tertiary air for coal combustion is supplied to the zone of the first upward flue gas flow, and for wood burning into the downward flue gas flow zone. This separation of flows allows air to be supplied to the zone required for the afterburning of flue gases, which, in turn, increases the efficiency of the boiler. Installation of a heating element block allows you to heat water in the boiler, both with fuel burning in the boiler, and without it, which expands the functions of the boiler and ease of use.

Наличие защитных экранов на внутренней стороне загрузочной дверцы и прочистной дверцы увеличивают ресурс работы котла, а выполнение защитного экрана в виде откидывающегося лотка, исключает просыпание топлива при загрузке.The presence of protective screens on the inner side of the loading door and the cleaning door increases the resource of the boiler, and the implementation of the protective screen in the form of a hinged tray eliminates fuel spillage during loading.

Расположение патрубков входа и выхода воды из котла на обеих противоположных боковых сторонах котла, а также установка регулятора тяги на боковой стенки создают удобство монтажа котла и его эксплуатации.The location of the water inlet and outlet pipes from the boiler on both opposite sides of the boiler, as well as the installation of a draft regulator on the side wall, make it easy to install the boiler and operate it.

Наличие водонаполненного дна котла защищает его от прогорания, увеличивая ресурс работы, а также увеличивает пожарную безопасность.The presence of a water-filled bottom of the boiler protects it from burning out, increasing the service life, and also increases fire safety.

Установка поворотного шибера способствует настройке тяги в дымоходе.Installing a rotary damper helps to adjust the draft in the chimney.

Использование неподвижных колосников позволяет исключить вероятность их заклинивания при прочистке. Механизм очистки колосника может быть автоматизирован.The use of fixed grates eliminates the possibility of jamming during cleaning. The grate cleaning mechanism can be automated.

Конструкция полезной модели представлена на чертежах, где:The design of the utility model is shown in the drawings, where:

на фиг. 1 показан котел в режиме нижнего горения на угле;in fig. 1 shows the boiler in the bottom combustion mode on coal;

на фиг. 2 - котел в режиме верхнего горения на дровах;in fig. 2 - boiler in top combustion mode on wood;

на фиг. 3 - вид котла с боку.in fig. 3 - view of the boiler from the side.

Полезная модель поясняется на примере конкретного выполнения.The utility model is illustrated by an example of a specific implementation.

Котел состоит из внутреннего корпуса 1, в котором расположены поперечные перегородки 2, разделяющие корпус на функциональные зоны: загрузочную шахту 3 она же является и топочной зоной, зону 4 первого восходящего хода газопламенного потока и дымовых газов, зону 5 нисходящего хода дымовых газов и зону 6 второго восходящего хода дымовых газов, по которому дымовые газы отводятся в патрубок 7 дымохода, и наружного корпуса 8, между которыми расположена водяная рубашка 9, включая водонаполненное дно котла. Загрузочная шахта 3 имеет большой объем по сравнению с прототипом, что позволяет увеличить продолжительность горения. Наружные поверхности котла облицованы декоративным панелями (на чертеже не показаны). Патрубки 10 выхода из котла теплоносителя установлены на противоположных боковых сторонах котла в верхней его части и используются для подсоединения котла к системе отопления. Патрубки 11 входа теплоносителя в котел находятся на противоположных боковых сторонах котла в нижней его части. Один из свободных патрубков 11 используется для установки блока ТЭНов. Ниша для установки блока ТЭНов является частью полости водяной рубашки 9. Патрубок 7 дымохода оснащен поворотным шибером 12. Котел оснащен прочистной дверцей 13, предназначенной для прочистки теплообменных поверхностей перегородок 2 и стенок внутреннего корпуса 1. Загрузочная дверца 14 служит для закладки топлива, а зольная дверца 15, закрывающая зольный ящик 16 используется для регулирования процесса горения. Дверца 15 оснащена створкой 17 подачи первичного и вторичного воздуха. Все дверцы имеют коробчатую конструкцию, теплоизолированы и обеспечивают герметичное закрывание. Внутренняя часть загрузочной дверцы 14 защищена экраном 18, выполненным в форме лотка из нержавеющей стали. Во время загрузки топлива защитный экран 18 способствует удобству загрузки топлива, а в закрытом положении выполняет роль отбойника пламени для защиты дверцы 14. Внутренняя часть прочистной дверцей 13 защищена экраном 19 из нержавеющей стали. Направление движения дымовых газов регулируется поворотными заслонками. Заслонка 20 открывает прямой ход дымовых газов в патрубок 7 дымохода, минуя зоны 4, 5 и 6, образованные перегородками 2. При выборе режима работы котла положение заслонки 21, обеспечивает верхнее или нижнее горение топлива. Управление заслонкой 20 осуществляют при помощи рычага. Высокоэффективный процесс горения обеспечивается управляемой подачей воздуха в зону горения. Первичный воздух подают через колосник, который состоит из наклонной и горизонтальных частей 22 и 23 соответственно. Для очистки колосников используется механизм 24 шурования топлива, который приводится в движение рычагом 25, при этом, рычаг может быть установлен как на левую, так и на правую боковую стенку котла. Вторичный воздух проходит в зону горения под колосниками 22 и 23 и далее по воздухоотводным каналам: в режиме нижнего горения по каналу 26 и в режиме верхнего горения по каналу 27, расположенным в загрузочной шахте 3 котла. Третичный воздух для нижнего горения подается в зону 4 первого восходящего хода газопламенного потока через каналы 28, сообщающиеся с атмосферой и расположенные в боковых стенках котла с обеих сторон. Третичный воздух для верхнего горения подается в зону 5нисходящего хода дымовых газов через каналы 29, сообщающиеся с атмосферой и расположенные в боковых стенках котла с обеих сторон. Для регулирования объема подаваемого воздуха, каналы 28 и 29 оснащены створками 30 и 31 соответственно. В нижней части котла на боковых стенках с двух сторон расположены ревизионные люки 32 для удаления сажистых отложений из камеры 34 сбора сажи. Створка 17 подачи воздуха оснащена регулировочным винтом либо подключена к регулятору тяги 33, установленному на боковой стенке котла. При горении дров в режиме верхнего горения, заслонкой 21 перекрывают движение дымовых газов через зону 4.The boiler consists of an inner body 1, in which transverse partitions 2 are located, dividing the body into functional zones: the loading shaft 3 is also a combustion zone, zone 4 of the first ascending course of the gas-flame flow and flue gases, zone 5 of the descending path of flue gases and zone 6 the second ascending path of flue gases, through which flue gases are discharged into the pipe 7 of the chimney, and the outer casing 8, between which the water jacket 9 is located, including the water-filled bottom of the boiler. The loading shaft 3 has a large volume compared to the prototype, which makes it possible to increase the duration of combustion. The outer surfaces of the boiler are lined with decorative panels (not shown in the drawing). The pipes 10 for the heat carrier outlet from the boiler are installed on opposite sides of the boiler in the upper part and are used to connect the boiler to the heating system. The nozzles 11 of the coolant inlet into the boiler are located on opposite sides of the boiler in its lower part. One of the free nozzles 11 is used to install the heating element block. The niche for installing the heating element block is part of the water jacket cavity 9. The chimney pipe 7 is equipped with a rotary gate 12. The boiler is equipped with a cleaning door 13, designed to clean the heat exchange surfaces of partitions 2 and the walls of the inner casing 1. Loading door 14 is used to fill fuel, and the ash door 15 covering the ash box 16 is used to control the combustion process. The door 15 is equipped with a flap 17 for supplying primary and secondary air. All doors are box-shaped, thermally insulated and tightly closed. The inside of the loading door 14 is protected by a stainless steel tray-shaped screen 18. During fuel loading, the protective screen 18 facilitates the convenience of fuel loading, and in the closed position acts as a flame arrester to protect the door 14. The inside of the cleaning door 13 is protected by a stainless steel screen 19. The direction of movement of the flue gases is regulated by rotary dampers. The damper 20 opens the direct passage of flue gases into the chimney pipe 7, bypassing zones 4, 5 and 6 formed by partitions 2. When the boiler operating mode is selected, the position of the damper 21 provides upper or lower combustion of fuel. The shutter 20 is controlled by a lever. The highly efficient combustion process is ensured by the controlled supply of air to the combustion zone. Primary air is supplied through a grate, which consists of inclined and horizontal parts 22 and 23, respectively. To clean the grate, the fuel shuffling mechanism 24 is used, which is driven by the lever 25, while the lever can be installed both on the left and on the right side wall of the boiler. Secondary air passes into the combustion zone under the grates 22 and 23 and further along the air outlet ducts: in the lower combustion mode through the channel 26 and in the upper combustion mode through the channel 27 located in the boiler loading shaft 3. Tertiary air for bottom combustion is supplied to the zone 4 of the first ascending course of the gas-flame flow through channels 28 communicating with the atmosphere and located in the side walls of the boiler on both sides. Tertiary air for upper combustion is supplied to the zone 5 of the downward flow of flue gases through channels 29 communicating with the atmosphere and located in the side walls of the boiler on both sides. To control the volume of supplied air, channels 28 and 29 are equipped with flaps 30 and 31, respectively. In the lower part of the boiler on the side walls on both sides there are inspection hatches 32 for removing soot deposits from the soot collection chamber 34. The flap 17 of the air supply is equipped with an adjusting screw or connected to a draft regulator 33 installed on the side wall of the boiler. When wood is burning in the upper combustion mode, the damper 21 blocks the movement of flue gases through zone 4.

Котел работает следующим образом.The boiler works as follows.

Заявляемый котел работает на твердых видах топлива и имеет возможность работать в двух режимах. Розжиг котла осуществляют после заполнения системы отопления водой. При выборе угля в качестве топлива, переводят заслонку 21 в режим нижнего горения, через открытую прочистную дверцу 13. Заслонкой 20 открывают прямой ход дымовых газов в патрубок 7 дымохода, что позволяет быстрее прогреть дымовую трубу для создания устойчивой тяги и быстрее достичь рабочей температуры теплоносителя. Каналы 28 и 29 подачи третичного воздуха закрывают створками 30 и 31. Открывают створку 17 подачи первичного воздуха и полностью открывают шибер 12 для обеспечения максимальной тяги. Через загрузочную дверцу 14 на колосники 22 и 23 закладывают бумагу, щепу и дрова для розжига и закрывают дверцу. Через зольную дверцу 15 осуществляют розжиг. Во время интенсивного горения дров, засыпают небольшую порцию угля через загрузочную дверцу 14. Наблюдая за пламенем в топке принимают решение о заполнении загрузочной шахты углем полностью до самого верха. После разгорания пламени заслонку 20 переводят в режим работы и направляют дымовые газы через зоны 4, 5 и 6. Пламя и раскаленные дымовые газы разогревают поверхности внутреннего корпуса 1 котла и поверхности перегородок 2, от которых тепло передается воде, заполняющей внутреннее пространство водяной рубашки 9 и перегородок 2, являющихся теплообменными элементами котла. Контроль температуры теплоносителя осуществляют указателем температуры (на чертеже не показан). Интенсивность процесса горения регулируют с помощью створки 17 подачи первичного и вторичного воздуха, расположенной на зольной дверце 15,изменяя ее положение регулировочным винтом либо регулятором 33 тяги. При этом первичный воздух подается в зону горения через колосник 22 и 23, а вторичный воздух из под колосника устремляется в канал 26, после чего попадает в нижнюю часть зоны 4. Для создания устойчивой тяги, равномерного и полного сгорания угля, необходимо постоянное поступление воздуха в зону горения через колосниковую решетку 22 и 23. В процессе горения, просветы в колосниковой решетке могут забиваться золой и спекшимися остатками угля. Очистку колосников осуществляют механизмом 24 путем качания рычага 25. Кроме этого, поворотным шибером 12 частично перекрывают патрубок 7 дымохода, изменяя силу тяги. Настраивают подачу третичного воздуха через каналы 28, регулируя объем подаваемого воздуха створками 30. Каналы 29 третичного воздуха в рассматриваемом режиме должны быть закрыты. При нижнем горении возможно добавление новой порции топлива в любой момент времени работы котла. Для исключения выброса дымовых газов в помещение при открывании загрузочной дверцы 14, необходимо закрыть створку 17 зольной дверцы 15, заслонкой 20 открыть прямой ход дымовых газов, закрыть створки 30 подачи третичного воздуха. Для эффективной работы котла необходимо очищать теплоотдающие поверхности перегородок 2, которые являются теплообменниками и теплообменные поверхности внутреннего корпуса 1. В результате очистки, сажистые отложения удаляют из камеры 34 сбора сажи через ревизионные люки 32. Удаление золы через колосниковую решетку 22 и 23 осуществляют, периодически приводя в движение механизм очистки 24 с помощью рычага 25. Затем открывают дверцу 15 зольной камеры, извлекают зольный ящик 16 и удаляют золу по мере накопления. Таким образом, обеспечивается оптимальная работа котла при сжигании угля и максимально эффективный и длительный режим его работы. При выборе дров в качестве топлива, переводят заслонку 21 в режим верхнего горения через открытую прочистную дверцу 13 и перекрывают зону 4. Заслонкой 20 открывают прямой ход дымовых газов в патрубоке 7 дымохода. Затем через загрузочную дверцу 14 на колосник 22 и 23 укладывают дрова, полностью заполнив загрузочную шахту 3. Сверху дров помещают бумагу, щепки и поджигают. После разгорания пламени, переводят заслонку 20 прямого хода в положение работы и горячие дымовые газы направляют в зоны 5 и 6. Настраивают подачу третичного воздуха через каналы 29 и регулируют объем подаваемого воздуха створками 31. Каналы 28 третичного воздуха в рассматриваемом режиме должны быть закрыты. Интенсивность горения регулируют подачей первичного и вторичного воздуха створкой 17. Вторичный воздух проходит через канал 27, расположенный на передней стенки загрузочной зоны 3, подогревается горячими топочными газами и теплоносителем, после чего попадает в зону горения. Интенсивность горения также регулируется силой тяги в патрубке 7 дымохода поворотным шибером 12. Удаление сажистых отложений и золы производят так же как в режиме работы котла при сжигания угля.The inventive boiler runs on solid fuels and has the ability to operate in two modes. The boiler is fired up after filling the heating system with water. When choosing coal as a fuel, the damper 21 is switched to the lower combustion mode, through the open cleaning door 13. The damper 20 opens the direct passage of flue gases into the chimney pipe 7, which allows the chimney to warm up faster to create a stable draft and quickly reach the operating temperature of the coolant. The channels 28 and 29 of the tertiary air supply are closed by the flaps 30 and 31. The flap 17 of the primary air supply is opened and the gate 12 is fully opened to ensure maximum thrust. Through the loading door 14, paper, chips and wood for ignition are placed on the grates 22 and 23 and the door is closed. Ignition is carried out through the ash door 15. During intensive firewood burning, a small portion of coal is poured through the loading door 14. Observing the flame in the furnace, a decision is made to fill the loading shaft with coal completely to the very top. After the flame has ignited, the damper 20 is transferred to the operating mode and flue gases are directed through zones 4, 5 and 6. The flame and incandescent flue gases heat up the surfaces of the inner body 1 of the boiler and the surfaces of partitions 2, from which heat is transferred to water filling the inner space of the water jacket 9 and partitions 2, which are heat exchange elements of the boiler. The coolant temperature is monitored by a temperature indicator (not shown in the drawing). The intensity of the combustion process is controlled by the flap 17 of the primary and secondary air supply, located on the ash door 15, changing its position with an adjusting screw or a draft regulator 33. In this case, the primary air is supplied to the combustion zone through the grate 22 and 23, and the secondary air from under the grate rushes into the channel 26, after which it enters the lower part of the zone 4. To create a stable thrust, uniform and complete combustion of coal, a constant supply of air is required the combustion zone through the grate 22 and 23. During the combustion process, the gaps in the grate can be clogged with ash and sintered coal residues. The grate is cleaned by the mechanism 24 by swinging the lever 25. In addition, the chimney pipe 7 is partially blocked by the rotary gate 12, changing the thrust force. Adjust the supply of tertiary air through the channels 28 by adjusting the volume of the supplied air by the flaps 30. The channels 29 of the tertiary air in the considered mode must be closed. In the case of bottom combustion, it is possible to add a new portion of fuel at any time during the operation of the boiler. To prevent the emission of flue gases into the room when opening the loading door 14, it is necessary to close the flap 17 of the ash door 15, open the direct passage of flue gases with the flap 20, and close the flaps 30 of the tertiary air supply. For efficient operation of the boiler, it is necessary to clean the heat-transfer surfaces of the partitions 2, which are heat exchangers and the heat-exchange surfaces of the inner case 1. As a result of cleaning, soot deposits are removed from the soot collection chamber 34 through the inspection hatches 32. Ash removal through the grate 22 and 23 is carried out periodically by the cleaning mechanism 24 is moved by means of the lever 25. Then, the door 15 of the ash chamber is opened, the ash box 16 is removed, and ash is removed as it accumulates. Thus, optimal operation of the boiler is ensured when burning coal and the most efficient and long-term mode of its operation. When choosing firewood as fuel, the shutter 21 is switched to the upper combustion mode through the open cleaning door 13 and overlap zone 4. The shutter 20 opens the direct passage of flue gases in the chimney pipe 7. Then, through the loading door 14, firewood is placed on the grate 22 and 23, completely filling the loading shaft 3. Paper and chips are placed on top of the firewood and set on fire. After the flame has ignited, the forward shutter 20 is moved to the operating position and the hot flue gases are directed to zones 5 and 6. The supply of tertiary air through channels 29 is adjusted and the volume of supplied air is regulated by the shutters 31. The channels 28 of the tertiary air in the considered mode should be closed. The intensity of combustion is regulated by the supply of primary and secondary air by the flap 17. Secondary air passes through the channel 27 located on the front wall of the loading zone 3, is heated by hot flue gases and a heat carrier, and then enters the combustion zone. The combustion intensity is also regulated by the thrust force in the chimney pipe 7 by the rotary gate 12. The removal of soot deposits and ash is carried out in the same way as in the boiler operating mode when burning coal.

Предлагаемый котел повышает эффективность горения топлива и увеличивает длительность его горения. Возможность использования различных видов топлива свидетельствует об универсальности предложенного устройства.The proposed boiler increases the efficiency of fuel combustion and increases the duration of its combustion. The possibility of using various types of fuel indicates the versatility of the proposed device.

Claims (16)

1. Водогрейный твердотопливный котел, содержащий корпус, топку, загрузочную и прочистную дверцы, дверцу зольника, расположенную в нижней части корпуса, водяную рубашку, включающую теплообменник, патрубок для отвода дымовых газов, устройство подачи первичного воздуха, устройство подачи вторичного воздуха, колосник с механизмом очистки, патрубки входа и выхода воды, заслонку прямого хода дымовых газов и заслонку выбора режима работы, отличающийся тем, что теплообменник выполнен в виде водонаполненных перегородок, размещенных в корпусе котла, и обеспечивает лабиринтное прохождение дымовых газов по трем вертикальным зонам, кроме этого, котел содержит сообщающиеся с атмосферой каналы регулируемой подачи третичного воздуха, при этом обеспечивается избирательная подача вторичного и третичного воздуха для режимов нижнего и верхнего горения.1. A hot-water solid fuel boiler containing a body, a furnace, a loading and cleaning doors, an ash pan door located in the lower part of the body, a water jacket, including a heat exchanger, a flue gas outlet, a primary air supply device, a secondary air supply device, a grate with a mechanism cleaning, water inlet and outlet pipes, a damper for the direct passage of flue gases and a damper for selecting an operating mode, characterized in that the heat exchanger is made in the form of water-filled partitions located in the boiler body, and provides a labyrinthine passage of flue gases through three vertical zones, in addition, the boiler contains channels for controlled supply of tertiary air communicating with the atmosphere, while providing selective supply of secondary and tertiary air for the modes of lower and upper combustion. 2. Котел по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя часть загрузочной дверцы защищена металлическим отбойником пламени в виде лотка.2. The boiler according to claim. 1, characterized in that the inside of the loading door is protected by a metal flame arrester in the form of a tray. 3. Котел по п. 1, отличающийся тем, что отбойник пламени выполнен из жаропрочного материала.3. A boiler according to claim 1, characterized in that the flame arrester is made of a heat-resistant material. 4. Котел по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя часть прочистной дверцы защищена металлическим экраном.4. The boiler according to claim 1, characterized in that the inside of the cleaning door is protected by a metal screen. 5. Котел по п. 1, отличающийся тем, что защитный экран выполнен из жаропрочного материала.5. A boiler according to claim 1, characterized in that the protective screen is made of heat-resistant material. 6. Котел по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из перегородок выполнена из огнеупорного материала.6. A boiler according to claim. 1, characterized in that at least one of the baffles is made of refractory material. 7. Котел по п. 1, отличающийся тем, что в качестве огнеупорного материала может быть использован шамот.7. The boiler according to claim 1, characterized in that fireclay can be used as a refractory material. 8. Котел по п. 1, отличающийся тем, что заслонка, перекрывающая неактивную зону в режиме верхнего горения и заслонка выбора режима работы, могут быть выполнены отдельными элементами.8. The boiler according to claim 1, characterized in that the damper covering the inactive zone in the upper combustion mode and the damper for selecting the operating mode can be made by separate elements. 9. Котел по п. 1, отличающийся тем, что патрубки входа и выхода воды из котла установлены на обеих противоположных боковых сторонах котла.9. The boiler according to claim. 1, characterized in that the pipes for inlet and outlet of water from the boiler are installed on both opposite sides of the boiler. 10. Котел по п. 1, отличающийся тем, что патрубок для отвода дымовых газов оснащен поворотным шибером.10. A boiler according to claim 1, characterized in that the flue gas outlet is equipped with a rotary gate. 11. Котел по п. 1, отличающийся тем, что водяная рубашка содержит водонаполненное дно.11. The boiler according to claim. 1, characterized in that the water jacket contains a water-filled bottom. 12. Котел по п. 1, отличающийся тем, что ниша для установки блока ТЭНов является частью полости водяной рубашки.12. The boiler according to claim 1, characterized in that the niche for installing the heating element unit is part of the water jacket cavity. 13. Котел по п. 1, отличающийся тем, что регулятор тяги установлен на боковой стенке котла.13. Boiler according to claim 1, characterized in that the draft regulator is installed on the side wall of the boiler. 14. Котел по п. 1, отличающийся тем, что каналы регулируемой подачи третичного воздуха расположены в боковых стенках котла.14. The boiler according to claim 1, characterized in that the channels for the controlled supply of tertiary air are located in the side walls of the boiler. 15. Котел по п. 1, отличающийся тем, что подача третичного воздуха регулируется створками.15. Boiler according to claim 1, characterized in that the supply of tertiary air is regulated by flaps. 16. Котел по п. 1, отличающийся тем, что механизм очистки колосника может быть автоматизирован.16. The boiler according to claim 1, characterized in that the grate cleaning mechanism can be automated.

Images