| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2263847
ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ДЛЯ ВИРОБНИЧИХ І ПОБУТОВИХ ПОТРЕБ
Ім'я винахідника: Болонкин Віталій Миколайович (UA)
Ім'я патентовласника: Болонкин Віталій Миколайович (UA)
Адреса для листування: 02232, г. Киев, ул. Данькевича, 3, кв.71, С.Г. Яблонської
Дата початку дії патенту: 2003.12.29
Винахід відноситься до теплотехніки. Область застосування винаходу - опалення виробничих, побутових та громадських будівель, сушильних камер. Теплогенератор для спалювання дров, торфу, деревних відходів має корпус, топку з камерами згоряння і допалювання, піддавали з регулятором подачі повітря, колосникові грати, внутрішню горизонтальну перегородку, що примикає до задньої стінки, камеру золоулавліванія, інжектори з патрубками підведення вторинного повітря, патрубок виведення продуктів згоряння. Теплогенератор має і піддавали з регулюючим шибером для відводу повітря знизу через колосники з горизонтально-щілинний і вертикально-колончатой подачею повітря. У камері допалювання встановлені поперечний і поздовжній інжектори подачі вторинного повітря, з'єднані тангенциально, з внутрішніми пластинчастими гвинтовими Завихрювачі, з подачею повітря через сопла з конусними отворами. Камера допалювання виконана Колпакова типу з нижнім відводом продуктів згоряння через вертикальний опускний канал з відбором при цьому твердих частинок димових викидів в камері золоулавліванія. Регулювання розрідження в топці здійснюють встановленої рухомий заслінкою для зміни перетину отвору з'єднання піддувала і димоходу. Технічний результат - значне збільшення ККД установки за рахунок повноти згоряння і поліпшення теплопередачі, зниження складу шкідливих викидів.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до теплотехніки, до пристроїв для нагрівання повітря і може бути використано для обігріву виробничих приміщень, громадських будівель, нагрівання технічного повітря, в сушильних установках, а й для опалення та нагрівання в побутових цілях.
Відомі пристрої для нагрівання повітря з метою обігріву приміщень, які складаються з топок з глухим подом і камери спалювання пічних газів. Піч для обігріву приміщень (Патент України №22890 кл. F 24 B 7/00, 1996) складається з камери згоряння, кожуха, перегородки всередині камери згоряння, передньої і задньої стінок з завантажувальним люком і впускний і випускний дросельними заслінками. Ці суттєві ознаки є спільними з винаходом, що заявляється. Причиною, яка не дозволяє аналогу досягти технічного результату, є відсутність ефективної системи подачі вторинного повітря в камеру догорання.
Нагрівач повітря (Патент України №31625 кл. F 24 B 7/02) складається з корпусу, виробленого з труб, передньої і задньої стінок, люка завантаження і шиберів подачі повітря і відводу диму, має систему подачі вторинного повітря.
Недоліком цього пристрою, як і попереднього, є принцип подачі повітря з боку завантажувального люка і створення передній фронтальної частини згоряння палива, що призводить до зниження площі горіння і виключає з роботи більшу частину камери топки. Укорочений розмір патрубків подачі вторинного повітря призводить до викидів диму в повітряні труби зворотним ходом при коливаннях тяги, поривах вітру, задування в димохід. Крім того, виготовлення корпусу топки з труб технологічно складно і трудомістким.
Піч-калорифер (Патент Росії №2186299 кл. F 24 B 7/02), який складається з корпусу, торцевих стінок, екранів, регулятора-газифікатора, регулятора потужності, інжекторів, має більш досконалу систему подачі вторинного повітря і уникнення зворотного ходу димових викидів , систему подачі і розподілу первинного повітря. Він найбільш близький до запропонованої цією заявкою конструкції.
Однак аналог має істотні недоліки. По-перше, є пристроєм з глухим подом, а це значить, що має обмеження по площі контакту повітря і палива. Такі пристрої, як правило, неекономічні [1] стр.251.
По-друге, конструкція камери допалювання не забезпечує тривалого перебування пічних газів в камері і унеможливлює повне окислення продуктів згоряння внаслідок прямого виходу в димохід з камери допалювання.
Чи не забезпечується ефективне охолодження продуктів згоряння, що призводить до виносу в димохід їх з високою температурою і втрати тепла. Тому не вдається досягти високого рівня ККД установки. Крім того, не передбачено можливості відбору твердих частинок продуктів згоряння, які викидаються в атмосферу.
В основу поставленої технічної задачі винаходу, що заявляється, поставлено збільшення коефіцієнта корисної дії установки, зменшення твердих викидів продуктів згорання.
Для вирішення поставлених завдань в теплогенераторі застосовані наступні нововведення, які відсутні у аналогів:
1. Підведення повітря виконаний знизу за рахунок використання піддувала і колосникового пристрою. Цим забезпечується рівномірний розділ кисню і згоряння палива на великій площі колосників. При цьому висхідними тепловими потоками просушується і прогрівається вся маса палива, що забезпечує надалі стабільний і високоефективний процес згоряння.
2. З урахуванням того, що роздільне застосування горизонтальних або вертикальних колосників не дозволяє вирішити задачу спалювання дрібнофракційних сипучих видів палива, мають властивості злежуватися і ущільнюватися, в теплогенераторі виконані комбіновані колосники, що складаються з горизонтальних зі щелістимі отворами і вертикальних Колончатий, що мають захисні козирки, з отворами, розподіленими по висоті. Використання об'ємних форм колосників дає можливість підведення повітря вглиб маси палива і забезпечення об'ємного шару горіння, що особливо ефективно при спалюванні стружки, фрагментів сільськогосподарських рослин, торфу та ін. В режимі тління.
3. На відміну від аналогів в теплогенераторі виконана комбінована система поперечно-поздовжній подачі вторинного повітря, що забезпечує рівномірний розподіл повітря на початку камери допалювання і уздовж неї.
Використання гвинтових пластин всередині напрямних забезпечує обертання вторинного повітря під час переміщення до вихідних сопел і забезпечення завихрення повітря на виході. Ефект змішування повітря і пічних газів збільшується за рахунок використання конічних форм отворів вихідних сопел.
4. У теплогенераторі використаний Колпакова принцип дожигания пічних газів, який забезпечує першочерговість виведення продуктів згоряння, які мають нижчу температуру і більшу питому вагу. Екзотермічна реакція окислення окису вуглецю в процесі дожигания супроводжується значним виділенням тепла і створенням двоокису вуглецю з великою питомою вагою і першочерговим виведенням його зі теплогенератора.
Будова теплогенератора показано на Фіг.1-5.
 Фиг.1 показаний поздовжній розріз конструкції |
 Фіг.2- вид спереду з розрізом по А-А, вид Г пояснює будову системи подачі повітря до камери допалювання Колпакова типу |
 Фіг.3 - розріз поздовжньої инжекторной системи камери допалювання з зображенням пластинчастого гвинтового завихрителя повітря |
 Фіг.4 - розріз вертикального колосника |
|
На кресленнях позначено:
|
 Фіг.5 - ребро теплопередачі |
ТЕПЛОГЕНЕРАТОР МАЄ НАСТУПНІ КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ
Основою теплогенератора (фіг.1, 2) є корпус топки 1, передня 22 і задня 7 торцеві стінки. У передню стінку вмонтований завантажувальний люк з дверцятами 20, що має ущільнення, дверцята піддувала 16 з регулятором подачі повітря 19. У задню стінку вмонтовані регулятор потужності 10 з шибером 17, мають виріз для забезпечення постійної вентиляції топки з метою безпеки, регулятор горіння 9 з глухим шибером . Регулятор потужності 10 з'єднує вертикальний канал 5 через камеру золоулавліванія 8 з димоходом, а регулятор горіння 9 з'єднує камери згоряння 21 і допалювання 4 з димоходом. Топка розділена внутрішньою перегородкою 2 із товстолистової сталі. Внутрішня система димовидалення має вертикальний канал 5 з камерою золоулавліванія 8. У нижній частині топки в направляючих встановлені колосники 18. Для спалювання стружки, торфу можуть використовуватися вертикальні колосники 12 об'ємної подачі повітря (фіг.4). Зовні теплогенератор має кожух 6. Під кожухом на зовнішній стороні камери згоряння є ребра теплопередачі 14 (фіг.4).
Порожнини піддувала і камери золоулавліванія з'єднані між собою довгастим отвором, яке може закриватися заслінкою 11, яка рухається вздовж теплогенератора, закриваючи або відкриваючи отвір.
У камері допалювання 4 розміщені поперечний 23 і поздовжній 3 (фіг.3) інжектори, які складають систему подачі вторинного повітря.
Всередині корпусів інжекторів вмонтований пластинчастий гвинтовий завихритель 24. У поперечному інжекторі завихритель має ліву і праву навивку гвинта відповідно для лівого і правого інжекторів. Поперечний і поздовжній інжектори з'єднані тангенциально. Отвори сопел 26 інжекторів мають конічну форму для завихрення повітря, а сопла поперечного інжектора розміщені лише з боку камери допалювання. Забір повітря розміщений нижче рівня димоходу, а подача вторинного повітря здійснюється по каналу 15. Це виключає викиди диму з камери допалювання.
ТЕПЛОГЕНЕРАТОР працює наступним чином
Завантажене через люк на колосникові грати 18 паливо горить в режимі прямого горіння з відводом продуктів згоряння через регулятор горіння 9. При цьому шибер регулятора потужності 10 відкритий. Відбувається швидкий розігрів корпусу топки 1, перегородки 2, інжекторів 23, 3. Заслінка 11 в цей час закрита. Після розігріву топки шибер регулятора 9 закривається повністю. Пічні гази піднімаються в камеру допалювання, при змішуванні з вторинним повітрям, який подається через сопла інжекторів, догоряють; виділене при цьому тепло передається через стінки корпусу топки 1 і ребра теплопередачі 14 потоку повітря під кожухом, а охолоджені продукти згоряння з підвищеною швидкістю опускаються по вертикальному каналу 5 вниз. У камері золоулавліванія швидкість руху падає, тверді частинки по інерції опускаються вниз, а дим через регулятор потужності 10 виводиться в димохід. Регулює процес горіння здійснюється шиберами регуляторів 19, 10 і заслінкою 11. зменшенням подачі повітря через регулятор подачі подачі первинного повітря 19 теплогенератор перекладається в роботу в режимі тління. Заслінкою 11 може бути зменшено розрідження в камерах згоряння 21 і допалювання 4 за рахунок підсосу повітря з камери піддувала 25 через камеру золоулавніванія 8 в димохід.
Вибір оптимальних режимів горіння і виведення продуктів згоряння палива подовжує процес горіння в режимі тління, знижує температуру виведених продуктів згоряння і піднімає коефіцієнт корисної дії установки до 0,8 і вище. Тривалість згоряння одноразової повного завантаження палива триває до 12 годин.
Таким чином в процесі вирішення поставленого завдання досягнуті наступні технічні рішення.
Камера допалювання 4 Колпакова типу і вертикальний канал 5 забезпечують опускання більш холодних і важких фракцій продуктів згоряння палива та виведення їх з теплогенератора через систему димоходів, одним зі складових якої є камера золоулавліванія 8.
Співвідношення поперечних перерізів вертикального каналу 5 і камери допалювання 4 пічних газів становить 1: 4. Цим забезпечується низька швидкість руху пічних газів в камері допалювання, збільшується тривалість процесу горіння і цим самим повнота спалювання палива.
Одночасно зі збільшенням швидкості переміщення продуктів згоряння по вертикальному каналу за рахунок інерції відбувається відкидання твердих частинок відходів в нижню частину камери золоулавліванія і їх збір, ніж зменшується кількість твердих викидів в атмосферу.
На відміну від аналогів в теплогенераторі застосовано пристрій регулювання розрідження в топці за рахунок зміни перетину каналу з'єднання порожнин піддувала і димоходу заслінкою.
Для збільшення передачі тепла від стінки топки навколишньому середовищу, повітрю зовнішня сторона корпусу топки 1 має ребра теплопередачі 14, встановлені під кутом 45 ° в напрямку руху потоку повітря.
Для забезпечення турбулентності потоку повітря ребра теплопередачі 14 мають наскрізні отвори. Для перекладу потоку повітря до зовнішньої поверхні корпусу топки 1 і ребрах теплопередачі 14 на внутрішню поверхню кожуха 6 встановлені відбійники 13.
Для швидкого прогрівання теплогенератора або використання його як прямоточного обігрівального пристрою при великих теплових навантаженнях використовується шиберні пристрої регулятора горіння 9, що з'єднує камери згоряння 23 і допалювання 4 топки з димоходом. Це ж пристрій використовується для вентиляції топки під час довантаження палива.
Для уникнення задимлення приміщення дверцята 20 має ущільнення, яке забезпечує герметичність.
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ
1. Соснін Ю.П., Бухаркін Е.Н. Опалення та гаряче водопостачання індивідуального будинку. М .: Стройиздат, 1981.
2.Патент України № 22890, кл. F 24 B 7/001, 1996..
3. Патент України № 31625, кл. F 24 B 7/02, 1996..
4. Патент РФ №2186299, кл. F 24 B 7/02, 2000..
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Теплогенератор для спалювання дров, торфу, деревних відходів, що має корпус, топку з камерами згоряння і допалювання, піддавали з регулятором подачі повітря, колосникові грати, внутрішню горизонтальну перегородку, що примикає до задньої стінки, камеру золоулавліванія, інжектори з патрубками підведення вторинного повітря, патрубок виведення продуктів згоряння, що відрізняється тим, що має піддавали з регулюючим шибером для відводу повітря знизу через колосники з горизонтально-щілинний і вертикально-колончатой подачею повітря, в камері допалювання встановлені поперечний і поздовжній інжектори подачі вторинного повітря, з'єднані тангенциально, з внутрішніми пластинчастими гвинтовими Завихрювачі з подачею повітря через сопла з конусними отворами, має Колпакова тип камери допалювання з нижнім відводом продуктів згоряння через вертикальний опускний канал з відбором при цьому твердих частинок димових викидів в камері золоулавліванія, регулювання розрідження в топці встановленої рухомий заслінкою для зміни перетину отвору з'єднання піддувала і димоходу.
2. Теплогенератор по п.1, що відрізняється тим, що ребра теплопередачі встановлені на зовнішній стороні корпусу топки, мають наскрізні фігурні отвори, а кожух має напрямні відбійники повітря.
3. Теплогенератор по п.1, що відрізняється тим, що має регулятор горіння з глухою заслінкою, розміщений між камерою згоряння, дожигания і димоходом.
Версія для друку
Дата публікації 10.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.