RU2424470C1

RU2424470C1 - Gas-generating boiler

Info

Publication number: RU2424470C1
Application number: RU2010107652/03A
Authority: RU
Original assignee: Благодаров Юрий Петрович
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2011-07-20

Abstract

FIELD: power industry. ^ SUBSTANCE: gas-generating boiler includes furnace chamber made in the form of closed cylindrical capacity, water jacket enclosing the furnace chamber, inlet and outlet connection pipes, for water circulation, ash pit, exhaust pipe, door for fuel charging to furnace chamber, and screen separating the supplied air flow above fuel surface. At that, screen is in movable state and touches the fuel surface, mechanism for mixing combustion gases with air. Furnace chamber is separated with sectors into gasification chamber and gas afterburner chamber. Fuel charging door, ash pit and screen rotating about furnace chamber axis are located in gasification chamber. Mechanism for mixing of combustion gases with air and exhaust pipe is located in gas afterburner chamber. Gas afterburner chamber is bell-type and designed so that mechanism for mixing combustion gases with air is located at the top, and exhaust pipe for outlet of exhaust gases is located at the bottom. Gasification chamber is separated from gas afterburner chamber with a partition. And the mixing mechanism consists of tubular header for distribution of air flow and hole made in partition for inlet of combustion gases to gas afterburner chamber. Air flow from tubular header is directed towards the hole. ^ EFFECT: providing complete burning of combustion gases and possibility of additional fuel charging at any combustion stage. ^ 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, в частности к твердотопливным котлам для отопления производственных и жилых помещений и снабжения горячей водой для бытовых нужд.The invention relates to energy, in particular to solid fuel boilers for heating industrial and residential premises and supplying hot water for domestic needs.

Известен газогенераторный котел, имеющий: топочную камеру, выполненную в форме замкнутой цилиндрической емкости, водяную рубашку, охватывающую топочную камеру, впускной и выпускной патрубки, для циркуляции воды, зольник, выхлопную трубу, дверцу для загрузки топлива в топочную камеру, экран, распределяющий поток вводимого воздуха над поверхностью топлива, при этом экран находится в подвижном состоянии и касается поверхности топлива, механизм смешивания горючих газов с воздухом [1].A gas-generating boiler is known having: a combustion chamber made in the form of a closed cylindrical tank, a water jacket covering the combustion chamber, an inlet and outlet pipe, for circulating water, an ash pan, an exhaust pipe, a door for loading fuel into the combustion chamber, a screen distributing the flow of input air above the surface of the fuel, while the screen is in a mobile state and touches the surface of the fuel, a mechanism for mixing combustible gases with air [1].

Технический результат заключается в полноте сгорания горючих газов и возможности дозагрузки топлива на любой стадии горения.The technical result consists in the completeness of combustion of combustible gases and the possibility of re-loading fuel at any stage of combustion.

Сущность устройства газогенераторного котла заключается в том, что топочная камера разделена секторами на камеру газификации и камеру дожигания газов, при этом в камере газификации располагаются дверца для загрузки топлива, зольник и экран, поворачивающийся вокруг оси топочной камеры, а в камере дожигания газов располагаются механизм смешивания горючих газов с воздухом и выхлопная труба, при этом камера дожигания газов выполнена колпакового типа и устроена таким образом, что механизм смешивания горючих газов с воздухом находится вверху, а выхлопная труба для вывода выхлопных газов - внизу. Камера газификации отделена от камеры дожигания газов перегородкой. А механизм смешивания состоит из трубчатого коллектора для распределения потока воздуха и отверстия в перегородке для ввода горючих газов в камеру дожигания газов. При этом поток воздуха из трубчатого коллектора направлен к отверстию.The essence of the device of the gas boiler is that the combustion chamber is divided into sectors into a gasification chamber and a gas afterburner, while the gasification chamber has a door for loading fuel, an ash pan and a screen that rotates around the axis of the combustion chamber, and a mixing mechanism is located in the gas afterburner combustible gases with air and an exhaust pipe, while the gas afterburning chamber is made of hood type and is arranged in such a way that the mechanism for mixing combustible gases with air is up y, and an exhaust pipe for the exhaust gas output - at the bottom. The gasification chamber is separated from the afterburning chamber by a partition. And the mixing mechanism consists of a tubular manifold for distributing the air flow and openings in the partition for introducing flammable gases into the gas afterburner. In this case, the air flow from the tubular manifold is directed to the hole.

На фиг.1 изображена аксонометрическая проекция пиролизного котла.Figure 1 shows a perspective view of a pyrolysis boiler.

На фиг.2 изображен пиролизный котел в разрезе.Figure 2 shows a pyrolysis boiler in the context.

Пиролизный котел состоит из топочной камеры 1, выполненной в виде замкнутой цилиндрической емкости, имеющий водяную рубашку 2. К водяной рубашке 2 присоединены впускной 3 и выпускной 4 патрубки для циркуляции воды. Топочная камера 1 освещена с торца: дверцей 5, для загрузки топлива, дверцей поддувала 6, для вывода золы и подачи воздуха, горловиной 7 для подачи воздуха в зону сжигания, выхлопной трубой 8. Внутреннее пространство топочной камеры 1 разделено секторами на камеры: газификации и дожигания газов. Камера газификации занимает нижний сектор топочной камеры 1. А камера дожигания газов - верхний сектор. Они разделены перегородками 9. Камера газификации занимает большую часть пространства топочной камеры 1. В камере газификации размещаются: дверца 5 для загрузки топлива, располагаемая в верхней части камеры газификации, рядом с перегородкой 9, смотровое окно 10, зольник, состоящий из поддувала 6 и колосниковой решетки 11, через которые оседает зола, и несгоревший остаток топлива. В камере газификации установлен также экран 12, касающийся поверхности топлива и распределяющий поток вводимого воздуха. Экран 12 выполнен из площадки труб - полая цилиндрическая труба 13, устанавливается на оси топочной камеры, а к радиальной поверхности цилиндрической трубы 13 присоединены несколько труб 34, имеющих отверстия 15, для вывода воздуха в камеру газификации. Трубы 14 и полая цилиндрическая труба 13 имеют в месте сопряжения проходные отверстая 16. Экран 12 может совершать вращательное движение до соприкосновения с перегородками 9. Для ручного углового перемещения экрана 12 установлена ручка 17. К ручке 17 прикреплен противовес 18 с целью вывода экрана 12 из нижнего положения выше по ходу углового движения. Для полноты при сжигании топлива в камере газификации отверстия 15 выполнены в трубах 14 сквозными, перпендикулярно площадке. Причем, нижние отверстия выполнены с большим диаметром, так как внизу осуществляется основной процесс сгорания топлива.The pyrolysis boiler consists of a combustion chamber 1, made in the form of a closed cylindrical tank having a water jacket 2. To the water jacket 2 are connected inlet 3 and outlet 4 pipes for water circulation. The combustion chamber 1 is lit from the end: door 5, for loading fuel, a door blowing 6, for ash removal and air supply, a neck 7 for supplying air to the combustion zone, exhaust pipe 8. The interior of the combustion chamber 1 is divided into sectors into chambers: gasification and afterburning of gases. The gasification chamber occupies the lower sector of the combustion chamber 1. And the gas afterburning chamber is the upper sector. They are separated by partitions 9. The gasification chamber occupies most of the space of the combustion chamber 1. In the gasification chamber are located: a door 5 for loading fuel, located in the upper part of the gasification chamber, next to the partition 9, an inspection window 10, an ash pan consisting of a blower 6 and a grate gratings 11, through which ash settles, and unburned fuel residue. A screen 12 is also installed in the gasification chamber, which touches the fuel surface and distributes the flow of introduced air. The screen 12 is made of a pipe site — a hollow cylindrical pipe 13, is mounted on the axis of the combustion chamber, and several pipes 34 having openings 15 are connected to the radial surface of the cylindrical pipe 13 to discharge air into the gasification chamber. The pipes 14 and the hollow cylindrical pipe 13 have a bore hole 16 at the interface. The screen 12 can rotate until it contacts the partitions 9. For manual angular movement of the screen 12, a handle 17 is installed. A counterweight 18 is attached to the handle 17 to withdraw the screen 12 from the bottom positions higher along the angular movement. For completeness, when burning fuel in the gasification chamber, the holes 15 are made in the pipes 14 through, perpendicular to the site. Moreover, the lower holes are made with a large diameter, since the main process of fuel combustion is carried out below.

Камера дожигания газов изолирована от камеры газификации перегородками 9. Они имеют проходные отверстия 19. Над проходным отверстием 19 установлен трубчатый коллектор для распределения потока воздуха 20 в камеру дожигания газов.The gas afterburning chamber is isolated from the gasification chamber by partitions 9. They have passage openings 19. A tubular collector is installed above the passage opening 19 to distribute the air flow 20 into the gas afterburning chamber.

Камера дожигания газов представляет собой элемент печи колпакового типа. В нижней части камеры дожигания газов с торца топочной камеры 1 располагается отверстие 21 от выхлопной трубы 8.The gas afterburner is an element of the bell-type furnace. In the lower part of the chamber afterburning gases from the end of the combustion chamber 1 is a hole 21 from the exhaust pipe 8.

Газогенераторный котел работает следующим образом.Gas boiler operates as follows.

Перед загрузкой топлива экран 12 устанавливают в вертикальное положение. Для этого ручку 17 поворачивают до упора вверх.Before loading fuel, the screen 12 is set in a vertical position. For this, the handle 17 is turned all the way up.

Открывают дверцу 5. В топочную камеру 1 укладывают топливо. К примеру, дрова. Дрова распределяются в топочной камере 1 на ³/₄ объема. Затем разжигают топливо, забрасывая легкогорючие материалы через смотровое окно 10. Экран 12 опускают вниз до упора с дровами. Дрова разгораются. Подачу воздуха в камеру газификации регулируют шибером, устанавливаемым над горловиной 7 (на фиг. не указан)Door 5 is opened. Fuel is placed in the combustion chamber 1. For example, firewood. Wood distributed in the combustion chamber 1 ^_3/4 volume. Then they kindle the fuel, throwing lightly combustible materials through the viewing window 10. The screen 12 is lowered down to the stop with firewood. Firewood is flaring up. The air supply to the gasification chamber is regulated by a gate mounted above the neck 7 (not shown in Fig.)

При горении дров происходит химический процесс соединения окислителя (воздуха) с горючими элементами топлива. К горючим элементам топлива относятся: углерод (C), водород (H), сера (S), а также горючие газы CO, H₂, С_мH_n. Температура воспламенения горючих газов в воздухе имеет следующие значения: водорода 580-:-590 градусов, окиси углерода 644-:-658 градусов, метана 650-:-750 градусов. При невысоких температурах горения дров в камере газификации средняя энергия молекул значительно ниже энергии активации и поэтому лишь небольшая доля молекул топлива и окислителя способна к реакции.When burning wood, a chemical process of combining an oxidizer (air) with combustible fuel elements occurs. Combustible fuel elements include: carbon (C), hydrogen (H), sulfur (S), as well as combustible gases CO, H ₂ , C _m H _n . The ignition temperature of combustible gases in the air has the following values: hydrogen 580 -: - 590 degrees, carbon monoxide 644 -: - 658 degrees, methane 650 -: - 750 degrees. At low combustion temperatures of wood in the gasification chamber, the average molecular energy is much lower than the activation energy and therefore only a small fraction of the fuel and oxidizer molecules are capable of reaction.

Основная часть горючих элементов топлива выделяются из дров в виде горючих газов, которые переходят в камеру дожигания газов через отверстия 19 в перегородке. Там при соответствующей температуре 580-:-750 градусов и подаче окислителя (воздуха) через трубчатый коллектор 20 они сгорают. Затем исходящие выхлопные газы входят в отверстие 21 дымовой трубы 8 и выходят в атмосферу. Создаваемая внутри топочной камеры 1 высокая температура от сгорания дров прогревает воду в водяной рубашке 2.The bulk of the combustible fuel elements are released from the wood in the form of combustible gases, which pass into the afterburning chamber through the openings 19 in the partition. There, at an appropriate temperature of 580 -: - 750 degrees and the supply of an oxidizing agent (air) through a tubular collector 20, they burn out. Then, the outgoing exhaust gases enter the opening 21 of the chimney 8 and exit into the atmosphere. The high temperature created by burning wood inside the combustion chamber 1 warms up the water in the water jacket 2.

Вода, циркулируя по трубопроводам и отопительным приборам, прогревает помещение. В процессе горения центр тяжести заложенной в топочную камеру 1 охапки дров смешается влево. Дрова сдвигаются вправо. Происходит это периодически, пока горят дрова. В момент, когда экран 12 займет нижнее положение в действие, вступает противовес 18, который поворачивает экран 12 влево, по ходу вращения. Этим маневром создаются условия для полноты сгорания топлива. Зола, образующаяся от сгорания дров, проходит через колосниковые решетки 11 и выводится через дверцу поддувала 6.Water, circulating through pipelines and heating devices, warms up the room. In the process of burning, the center of gravity of the pile of firewood laid in the combustion chamber 1 mixes to the left. Firewood moves to the right. This happens periodically while the firewood is burning. At the moment when the screen 12 is in its lower position, a counterweight 18 enters, which rotates the screen 12 to the left, in the direction of rotation. This maneuver creates the conditions for completeness of fuel combustion. Ash generated from the combustion of firewood passes through the grate 11 and is discharged through the blower door 6.

В процессе горения можно подкладывать дрова в камеру газификации через дверцу 5, не подымая экран 12. В этом случае за счет постепенного смещения центра тяжести охапки дров вправо экран 12 будет подыматься вверх. При этом древесный уголь, как более легкий, и расположенный на нем экран 12 будут располагаться выше уровня загрузочной дверцы 5.In the combustion process, you can put firewood into the gasification chamber through the door 5 without raising the screen 12. In this case, due to the gradual shift of the center of gravity of the pile of firewood to the right, the screen 12 will rise up. In this case, charcoal, as lighter, and the screen 12 located on it, will be located above the level of the loading door 5.

Применение газогенераторного котла с такой конфигурацией позволит осуществлять дозагрузку топлива на любой стадии горения и более эффективно сжигать генераторные газы.The use of a gas-generating boiler with such a configuration will allow additional fuel loading at any stage of combustion and more efficiently burn generator gases.

Источники информацииInformation sources

1. Котел на твердом топливе STROPUVA.1. Solid fuel boiler STROPUVA.

http://www.stropuva.lt/new/index.php?cid=362&lang=ru, 23.02.2010 г.http://www.stropuva.lt/new/index.php?cid=362&lang=en, 02/23/2010

Claims

1. Газогенераторный котел, имеющий: топочную камеру, выполненную в форме замкнутой цилиндрической емкости, водяную рубашку, охватывающую топочную камеру, впускной и выпускной патрубки, для циркуляции воды, зольник, выхлопную трубу, дверцу для загрузки топлива в топочную камеру, экран, распределяющий поток вводимого воздуха над поверхностью топлива, при этом экран находится в подвижном состоянии и касается поверхности топлива, механизм смешивания горючих газов с воздухом, отличающийся тем, что топочная камера разделена секторами на камеру газификации и камеру дожигания газов, при этом в камере газификации располагаются дверца для загрузки топлива, зольник и экран, поворачивающийся вокруг оси топочной камеры, а в камере дожигания газов располагаются механизм смешивания горючих газов с воздухом и выхлопная труба, при этом камера дожигания газов выполнена колпакового типа и устроена таким образом, что механизм смешивания горючих газов с воздухом находится в вверху, а выхлопная труба для вывода выхлопных газов - внизу.1. Gas generating boiler, having: a combustion chamber made in the form of a closed cylindrical tank, a water jacket covering the combustion chamber, an inlet and outlet pipe for water circulation, an ash pan, an exhaust pipe, a door for loading fuel into the combustion chamber, a screen distributing the flow introduced air above the surface of the fuel, while the screen is in a mobile state and touches the surface of the fuel, a mechanism for mixing combustible gases with air, characterized in that the combustion chamber is divided into sectors into chambers gasification and a gas afterburner, while in the gasification chamber there is a door for loading fuel, an ash pan and a screen that rotates around the axis of the combustion chamber, and in the gas afterburner there is a mechanism for mixing combustible gases with air and an exhaust pipe, while the gas afterburner is made of bell-type type and is arranged in such a way that the mechanism for mixing flammable gases with air is at the top, and the exhaust pipe for removing exhaust gases is at the bottom.

2. Газогенераторный котел по п.1, отличающийся тем, что камера газификации отделена от камеры дожигания газов перегородкой.2. The gas boiler according to claim 1, characterized in that the gasification chamber is separated from the gas afterburner by a partition.

3. Газогенераторный котел по пп.1 и 2, отличающийся тем, что механизм смешивания состоит из трубчатого коллектора для распределения потока воздуха и отверстия в перегородке для ввода горючих газов в камеру дожигания газов, при этом поток воздуха из трубчатого коллектора направлен к отверстию. 3. The gas boiler according to claims 1 and 2, characterized in that the mixing mechanism consists of a tubular manifold for distributing the air flow and an opening in the partition for introducing combustible gases into the afterburning gas, while the air flow from the tubular manifold is directed to the opening.