RU2090804C1 - Генератор тепла-утилизатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области отопления и может быть использовано в промышленности, в сельском хозяйстве, в коммунально-бытовом хозяйстве для автономного обогрева промышленных, сельскохозяйственных и жилых зданий, и производства горячей воды для производственно-хозяйственных нужд предприятий и учреждений и бытовых нужд в населенных пунктах или обособлено расположенных объектов. Генератор тепла содержит горизонтально расположенную топку и дымоход. На всей наружной поверхности боковых стенок топки размещены воздуховодные каналы, входы в которые размещены в нижней части топки, а выходы - в верхней части топки. На торцевой стенке топки выполнено входное отверстие дымохода, ниже которого в топочной камере закреплена горизонтальная продольная перегородка, а на противолежащей стороне топки размещена топочная дверца. Топочная камера выполнена двумя соосно расположенными разновеликими трубами, образующими продольный сквозной канал в центральной части топочной камеры, причем у указанных разновеликих труб одни торцы прочно-плотно закреплены в торцевой стенке, в которой выполнено отверстие дымохода, а противоположные торцы разновеликих труб размещены с возможностью уплотнения топочной дверцей в закрытом положении. в топочной дверце выполнено отверстие, соосное с продольным сквозным каналом. Различные варианты исполнения генератора тепла предполагают его включение в различные контуры отопления: воздушный контур конвективного (естественного) нагрева помещения, в которых непосредственно установлен генератор тепла; воздушный контур принудительного обогрева помещений, в которых генератор тепла непосредственно не установлен или удален от места обогрева; воздушный дополнительный контур принудительного нагрева помещений, в который переводится контур конвективного (естественного) нагрева; контур циркуляции водяного отопления помещений; водяной контур бытового назначения. 10 з.п. ф-лы, 37 ил.

Description

Изобретение относится к области отопления и может быть использовано: в промышленности для автономного обогрева промышленных зданий, заводских цехов, административных зданий и производства горячей воды для производственно-хозяйственных нужд предприятий и учреждений; в сельском хозяйстве для производства горячей воды и автономного отопления животноводческих ферм, оранжерейно-тепличных хозяйств и отдельно стоящих объектов, для сушки и запарки кормов; в других областях: для производства горячей воды и автономного отопления жилых домов, коттеджей, квартир многоэтажных жилых домов, зданий детских садов, больниц, а также в виде мобильных паровых бань и саун; предлагаемое устройство может быть использовано для обогрева таможенных постов, пограничных застав, войсковых казарм, а также для оснащения грузовых, почтовых, пассажирских и других вагонов на железной дороге.

Предлагаемое устройство является источником тепловодоснабжения, максимально приближенным к своим потребителям, имеющим высокий коэффициент полезного действия (до 90%) и обеспечивающим утилизацию твердых сгораемых отходов.

Известен генератор тепла, содержащий корпус с топкой, примыкающие к топке воздуховодные каналы, воздушные сопла и устройство для регулирования подачи воздуха [1] Этот генератор обеспечивает режим затяжного горения, однако его недостатком является то, что воздуховодные каналы, выполненные щелевидными, имеют недостаточно развитую поверхность, нагреваемую топкой. Часть тепла, не успев нагреть воздух, уходит в дымоход вместе с дымом. За счет этого генератор имеет низкий коэффициент полезного действия.

Известен также генератор тепла, содержащий топку с примыкающими к нему воздуховодными каналами [2] При этом генератор выполнен в виде сварной металлической печи, боковые стенки топки которого выполнены в виде гофрированных сварных панелей двойной кривизны. Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает длительного горения твердого топлива, поскольку последнее сгорает не полностью из-за отсутствия подачи воздуха в верхнюю часть камеры сгорания, что обусловливает его низкий коэффициент полезного действия.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению (его прототипом) является генератор тепла, представляющий собой нагревательную печь в виде горизонтально расположенной топки и дымоход. На всей наружной поверхности боковых стенок топки размещены воздуховодные каналы, входы в которые размещены в нижней части топки, а выходы из указанных каналов расположены в верхней части топки, на торцевой стенке последней выполнено входное отверстие дымохода, ниже которого в топочной камере закреплена горизонтальная продольная перегородка, а на противолежащей стороне топки размещена топочная дверца.

Недостатками прототипа является то, что: не используется тепло внутреннего объема топки для нагрева помещений; образующееся в топке тепло не обеспечивает достаточный нагрев воздуха из-за малых площадей нагревающих воздух поверхностей; горючие газы не полностью сгорают в топке; стенки камеры топки нагреваются неравномерно; исключена возможность принудительной подачи в другие помещения тепла в виде нагретого воздуха или жидкого теплоносителя.

Указанные недостатки обусловлены тем, что для обеспечения эффективного нагрева воздуха в возуховодных каналах требуется увеличивать поверхность стенок топки, и при этом происходит увеличение внутреннего объема топочной камеры. Не все образующиеся в большом объеме топочной камеры тепловые потоки достигают стенок топки и, как результат, часть тепловых потоков уходит в дымоход, не передав тепло воздуху в воздуховодных каналах на стенках топки; из-за того, что воздух для сгорания топлива подается только через подающий патрубок на дверце топки, горючие газы не полностью сгорают в топке. Часть несгоревших горючих газов уходит в дымоход; образующиеся при горении тепловые потоки неравномерно нагревают стенки камеры топки; отсутствуют устройства, обеспечивающие обогрев помещений нагретым воздухом или водой, а также обеспечивающих получение горячей воды для бытовых нужд.

Предлагаемое изобретение обеспечивает получение следующих технических результатов.

Образующиеся внутри камеры топки тепловые потоки не только обеспечивают равномерный нагрев стенок камеры топки, но и передачу тепла дополнительному теплообменнику-нагревателю; повышается полнота сгорания топлива и горючих газов в камере топки; обеспечивается передача в другие помещения тепла в виде нагретого воздуха и воды; обеспечивается получение горячей воды для тепловых нужд. Возможность управления процессами горения при высокой степени сгорания топлива позволяет использовать в качестве топлива практически любые твердые горючие вещества, что обеспечивает возможность утилизации любых твердых горючих отходов.

Указанные технические результаты обуславливают повышение коэффициента полезного действия генератора тепла и расширяют его функциональные возможности.

Получение указанных технических результатов обеспечивает ряд отличительных существенных признаков предложенного генератора тепла от прототипа.

Топочная камера выполнена двумя соосно расположенными разновеликими трубами, образующими кольцевое поперечное сечение и продольный сквозной канал в центральной части топочной камеры, причем у указанных разновеликих труб одни торцы прочно-плотно закреплены в торцевой стенке, в которой выполнено входное отверстие дымохода, а противоположные торцы разновеликих труб размещены с возможностью уплотнения топочной дверцей в закрытом положении, причем в последней выполнено отверстие, соосное с продольным сквозным каналом. Указанная группа признаков обеспечивает повышение коэффициента полезного действия устройства, поскольку указанное выполнение топочной камеры и ее торцевых частей приводит к повышению равномерности нагрева стенок камеры: тепловые потоки, поднимаясь вверх, кольцом охватывают весь объем камеры топки. Эти тепловые потоки одновременно с нагревом наружных стенок нагревают и стенки внутренней трубы, образующей продольный сквозной канал в центральной части топочной камеры, за счет чего в обогреваемое помещение подается дополнительное количество тепла из продольного сквозного канала. Указанные отличительные признаки обеспечивают получение технического результата во всех случаях использования изобретения.

Другие отличительные признаки характеризуют изобретение в частных случаях и в конкретных формах его выполнения.

Поперечные сечения труб, образующих топку и продольный сквозной канал, могут иметь форму многогранника, например, восьмигранника, что обеспечивает увеличение нагреваемой тепловыми потоками площади стенок камеры топки и площади стенок продольного сквозного канала, повышает коэффициент полезного действия генератора тепла без увеличения габаритов последнего.

Наилучшим вариантом для горизонтальной продольной перегородки является ее размещение над наружной поверхностью трубы, образующей продольный сквозной канал, с зазором и ее выполнение с отверстиями, суммарная площадь которых в зоне дымохода меньше суммарной площади отверстий в зоне топочной дверцы, что приводит к профилированию и выравниванию тепловых потоков в кольцевой камере топки, а также к равномерному распределению теплового потока.

В случае снабжения предлагаемого генератора тепла по крайней мере парой воздушных сопел, снабженных устройствами для регулирования подачи воздуха и закрепленных на стенке топки с возможностью подачи воздуха в полость над горизонтальной продольной перегородкой, создается возможность осуществления полного дожига горючих газов в пространстве над горизонтальной продольной перегородкой за счет регулируемой подачи воздуха воздушными соплами. Регулируемая подача воздуха в совокупности с подбором и установкой горизонтальной продольной перегородки с разным соотношением суммарной площади отверстий позволяет утилизировать любые виды твердого топлива, например, отходы деревообрабатывающей промышленности, щепу, опилки, стружки, дрова, хворост, картонажные отходы, бумагу, торф и т.д.

Наличие установленного на топочной дверце вентилятора с возможностью подачи окружающего воздуха в продольный сквозной канал позволяет интенсифицировать отвод тепла в нагреваемые помещения, то есть дополнительно повысить коэффициент полезного действия генератора тепла.

Совокупность отличительных признаков: воздуховодные каналы образованы панелью с пластинами, ребра которых размещены с возможностью контакта с наружными поверхностями боковых стенок топки; воздуховодные каналы посредством патрубков сообщены с зоной высокого давления вентилятора; воздуховодные каналы и труба, образующая продольный сквозной канал, выполнены из теплопроводного материала, например, из стали, обеспечивают эффективный нагрев воздуха и его подачу в соседние с генератором тепла помещения с целью их обогрева.

Совокупность отличительных признаков: генератор тепла снабжен замкнутой системой циркуляции жидкого теплоносителя, включающей подключенный к системе водоснабжения теплообменник-экономайзер, сообщенный через теплообменник-нагреватель, расположенный в продольном сквозном канале, со входом в теплообменник обогрева помещения, выход которого подключен к теплообменнику-экономайзеру; теплообменник-экономайзер установлен снаружи дымохода, охватывая его; теплообменник-нагреватель, расположенный в продольном сквозном канале, выполнен кольцевым в поперечном сечении и охвачен с возможностью контакта внутренней стенкой трубы, образующей продольный сквозной канал в центральной части топочной камеры; кольцевая полость теплообменника-нагревателя, расположенного в продольном сквозном канале, снабжена отводным патрубком нагретой воды для бытовых нужд обеспечивают эффективный нагрев жидкого теплоносителя и подачу последнего в соседние помещения, а также получение горячей воды для бытовых нужд.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображен генератор тепла, вид со стороны дверцы; на фиг. 2 генератор тепла, вид сбоку; на фиг. 3 генератор тепла, вид сверху; на фиг. 4 генератор тепла, аксонометрическое изображение; на фиг. 5 топка без воздуховодных каналов и дверцы, вид спереди (без дверцы); на фиг. 6 топка, вид сбоку (частичный разрез); на фиг. 7 топка без воздуховодных каналов и дверцы (вид сверху); на фиг. 8 топка без воздуховодных каналов и дверцы, аксонометрическое изображение; на фиг. 9 топочная дверца; на фиг. 10 - топочная дверца (вид сбоку); на фиг. 11 топочная дверца (разрез по А-А на фиг.9); на фиг. 12 топочная дверца, аксонометрическое изображение; на фиг.13 теплообменник-нагреватель, расположенный в продольном сквозном канале (разрез); на фиг. 14 теплообменник-нагреватель, расположенный в продольном сквозном канале (вид сбоку, частичный разрез); на фиг. 15 - теплообменник-нагреватель, расположенный в продольном сквозном канале (вид сверху, частичный разрез); на фиг. 16 теплообменник-нагреватель, расположенный в продольном сквозном канале (аксонометрическое изображение, частичный разрез); на фиг. 17 камера топки с воздуховодными каналами, частичный разрез; на фиг. 18 разрез по С-D-E-F на фиг. 17; на фиг. 19 камера топки с воздуховодными каналами, вид сверху (частичный разрез); на фиг. 20 воздуховодные каналы, выполненные в виде панелей с пластинами (аксонометрическое изображение); на фиг. 21 дымоход с теплообменником-экономайзером (разрез); на фиг. 22 дымоход с теплообменником-экономайзером, установленным на топке; на фиг. 23 дымоход с теплообменником-экономайзером, вид сверху (частичный разрез); на фиг. 24 - теплообменник-экономайзер (аксонометрическое изображение(; на фиг. 25 - подставка (аксонометрическое изображения); на фиг. 26 размещение воздушных сопел (частичный разрез); на фиг. 27 воздушное сопло (частичный разрез); на фиг. 28 воздушное сопло, вид сбоку (частичный разрез); на фиг. 29 топка с подставкой и воздуховодными каналами, направление векторов потоков тепла; на фиг. 30 топка с подставкой и воздуховодными каналами, вид сбоку (схема движения нагретого воздуха); на фиг. 31 топка с вентилятором, схема отвода нагретого воздуха из теплообменника-нагревателя, расположенного в продольном сквозном канале; на фиг. 32 топка с вентилятором, схема отвода нагретого воздуха из теплообменника-нагревателя, расположенного в продольном сквозном канале, и воздуховодных каналов, выполненных в виде панелей с пластинами; на фиг. 33 генератор тепла-утилизатор, снабженный системой циркуляции жидкого теплоносителя; на фиг. 34 векторы тепловых потоков в камере топки; на фиг. 35 векторы тепловых потоков в камере топки; на фиг. 36 общая схема векторов тепловых потоков в камере топки; на фиг. 37 схема объединения в блок-контейнер генераторов тепла для отопления и снабжения горячей водой отдельных объектов.

Устройство генератора тепла. Генератор тепла содержит горизонтально расположенную топку 1. Топочная камера выполнена двумя соосно расположенными разновеликими трубами 2 и 3. Обе трубы могут иметь форму многогранника, например, восьмигранника. Внутренняя труба 2 образует продольный сквозной канал 4 и прочно-плотно закреплена в торцевой стенке 5, например с помощью сварки, и может быть дополнительно укреплена приваренными к трубе 2 и торцевой стеке 5 металлическими уголками 6.

Наружная труба 3 также прочно-плотно закреплена на торцевой стенке 5 и снабжена патрубком 7, имеющим поперечное сечение в виде трапеции и предназначенным для подсоединения дымохода 8.

Дымоход 8 имеет дымоходный короб 9, который прикреплен к патрубку 7, и переходный патрубок 10 с регулирующей заслонкой 11. Дымоход 8 снабжен также опорным стояком 12,который прикреплен к патрубку 7. Разновеликие трубы 2 и 3 образуют в камере топки кольцевую камеру сгорания 13.

На торцевой стенке 5 ниже входного отверстия 14 дымохода 8 закреплена горизонтальная продольная перегородка 15, которая размещена над наружной поверхностью трубы 2, образующей продольный сквозной канал 4, с зазором, и снабжена профилированными отверстиями 16 (круглые, щелевые или иной формы). Суммарная площадь отверстий 16 в зоне дымохода 8 меньше суммарной площади отверстий 16 в зоне топочной дверцы 17.

Горизонтальная продольная перегородка 15 разделяет кольцевую камеру сгорания 13 на две части нижнюю 18 и верхнюю 19, причем в нижней части кольцевой камеры сгорания происходит сгорание загруженного топлива 20, а в верхней части происходит дожиг продуктов горения.

Генератор тепла снабжен по крайней мере парой воздушных сопел 21, закрепленных на стенке топки 1 (на стенке наружной трубы 3) с возможностью подачи воздуха в полость верхней части 19 кольцевой камеры сгорания 13. ВОздушные сопла 21 снабжены регулирующими винтами 22 и отверстиями 23 для регулируемой подачи в верхнюю часть 19 кольцевой камеры сгорания 13 свежего воздуха, благодаря чему происходит дожиг продуктов горения.

На всей наружной поверхности боковых стенок топки 1 (на боковых стенках наружной трубы 3) размещены воздуховодные каналы 24, которые образованы двумя панелями с пластинами 25, ребра 26 которых размещены с возможностью контакта с наружными поверхностями боковых стенок топки 1.

У воздуховодных каналов 24 входы 27 размещены в нижней части топки 1, а их выходы 28 в верхней части топки 1.

На стороне топки, противолежащей торцевой стенке 5, размещена топочная дверца 17.

Крышка 29 топочной дверцы 17 имеет форму подобных восьмиугольников и повторяющих в сечении конфигурации соосных разновеликих восьмигранных труб 2 и 3 кольцевой камеры сгорания 13. Крышка 29 имеет восьмигранный буртик 30 с двумя патрубками 31 и 32. Со стороны, обращенной в камеру топки 1, на крышке 29 размещены уплотняющие торцевые элементы 33 и 34. В центре крышки 29 топочной дверцы 17 выполнено сквозное отверстие 35, соосное с продольным сквозным каналом.

В нижней части топочной дверцы 17 размещен подающий патрубок 36 с регулирующей заслонкой 37 для подачи воздуха в кольцевую камеру сгорания 13 топки 1.

Топочная дверца 17 снабжена запорно-уплотняющим устройством, включающим шарнирные крепежные петли 38, шарнирный болт 39 с резьбой, вилку 40, уплотняющую гайку 41.

Установленный на топочной дверце 17 вентилятор 42 подает окружающий генератор тепла воздух в продольный сквозной канал 4. Эффективность работы устройства повышается, если топка 1, панели с пластинами 25, образующие воздуховодные каналы 24, и труба 2, образующая продольный сквозной канал 4, выполнены из теплопроводного материала, например из стали.

Генератор тепла имеет подставку 43 в виде металлической замкнутой полости. Подставка 43 снабжена съемными приспособлениями 44 и 45. Съемные приспособления 44 имеют патрубки 46, соединенные с патрубками 31 и 32. Съемные приспособления 45 имеют патрубки 47 для передачи нагретого воздуха из воздуховодных каналов 24 в другие помещения под воздействием напора, создаваемого работающим вентилятором 42.

Для расширения функциональных возможностей генератор тепла может быть снабжен замкнутой системой циркуляции жидкого теплоносителя. Система циркуляции жидкого теплоносителя содержит подключенный к системе водоснабжения теплообменник= экономайзер 48, который выполнен в виде металлической емкости, состоящей из двух (или более) секций А' и В' 49, в сечении имеющих С-образную форму и устанавливаемых на патрубок 7. Теплообменник-экономайзер 48 размещен вокруг дымоходного короба 9. Емкость, образующая экономайзер, может быть выполнена как цельнометаллической и разделенной внутри герметичными перегородками на секции, так и раздельного выполнения из самостоятельных емкостей. Каждая секция А' и В' теплообменника-экономайзера 48 снабжена патрубком 50 и патрубком 51, к которым подсоединены трубопроводы сетей водоснабжения холодной воды через шаровые клапаны с поплавками для автоматического регулирования уровня воды в секциях А' и В' 49, которые имеют сливной патрубок 52 и сливной патрубок 53. Секция А' имеет также патрубок 54 возврата горячей воды. Секции 49 снабжены соответственно патрубком горловины 55 и патрубком горловины 56 для заполнения емкостей А' и В' вручную в случае отсутствия сетей водоснабжения или отсутствия в них воды по каким-либо причинам.

Система циркуляции жидкого теплоносителя включает теплообменник 57, расположенный в продольном сквозном канале 4. Теплообменник 57 образован восьмигранными трубами 58 и 59 и прочно-плотно закрепленных с ними кольцевых торцевых граней 60 и 61, имеющих форму подобных восьмиугольников. Восьмигранные трубы 58 и 59 в сборе с торцевыми гранями 60 и 61 образуют замкнутую полость со сквозным каналом 62. Внутри канала 62 размещены продольные пластины 63.

Указанная замкнутая полость со сквозным каналом 62 может быть разделена на секции (выполнена в виде отдельных секций либо цельной, разделенной внутри металлическими перегородками 64, 65 на две или более секций А'' и В''). На торцевой грани 60 размещены патрубки входа 66 и 67 и патрубки выхода 68 и 69 соответственно секций A'' и В''. Каждая из секций А'' и В'' внутри разделена негерметичными перегородками, обеспечивающими противоток нагреваемой жидкости. Негерметичные перегородки 70 и 71 имеют отверстия 72 и 73.

Замкнутая система циркуляции жидкого теплоносителя снабжена теплообменником 74 обогрева помещений.

Теплообменник-нагреватель 57 расположен в продольном сквозном канале с возможностью контакта с внутренней стенкой трубы 2, образующей продольный сквозной канал 4. Полость теплообменника-нагревателя 57 через выходной патрубок выхода 69 сообщена с водяным контуром бытового назначения.

Для обеспечения связи между отдельными элементами систем обогрева в устройстве могут быть предусмотрены переходный патрубок 75, коллекторы вентиляции 76 и 77, соединительные трубопроводы 78 и 79.

Функционально работа полностью оборудованного генератора тепла разделена на несколько независимо друг от друга работающих контуров:
а) воздушный контур конвективного (естественного) нагрева помещений, в которых непосредственно установлен генератор тепла (фиг.29,30);
б) воздушный контур принудительного обогрева помещений, в которых генератор тепла непосредственно не установлен или удален от места обогрева (фиг. 31);
в) воздушный дополнительный контур принудительного нагрева помещений, в который переводится контур конвективного (естественного) нагрева (фиг.32);
г) контур циркуляции водяного отопления помещений (фиг.33);
д) водяной контур бытового назначения (фиг.33).

Топка генератора тепла функционирует следующим образом. Топливо в виде горючих производственных или бытовых отходов 20 (фиг.29) загружают в кольцевую камеру сгорания 13 через кольцевую топочную дверцу 17 при ее открытом положении и поджигают обычным способом. После загрузки и поджига топлива 20 топочную дверцу 17 закрывают, при этом торцы труб 2 и 3 уплотняются уплотняющими торцевыми элементами 33 и 34. Топочную дверцу фиксируют в закрытом положении запорно-уплотняющим устройством.

Для регулирования скорости горения (тления) топлива предусмотрены регулирующие заслонки: одна на входе 37, размещенная на подающем патрубке 36, вторая 11 на переходном патрубке 10 дымохода 8. Регулирующая заслонка 11 имеет центральное отверстие, сечение которого составляет, например, 25% сечения переходного патрубка 10. Регулирующую заслонку 37 на подающем патрубке 36 выставляют в положение, обеспечивающее минимальный доступ воздуха в кольцевую камеру сгорания 13, при этом через определенное время (примерно 30-40 мин) наступает устойчивый режим тлеющего горения, при котором температура в камере сгорания 13 устанавливается в пределах 200-300^oС. Такой режим обеспечивает длительность процесса горения топлива (от 10 до 16 ч в зависимости от выставленной скорости горения, то есть положения регулирующих заслонок и вида топлива).

Теплоотдача начинается практически сразу после розжига топлива. Топливо сгорает практически полностью, соответственно при этом золы образуется минимум, полностью ее удалять не рекомендуется, так как дальнейшее горение (тление) происходит на слое золы, что предохраняет нижнюю грань кольцевой камеры сгорания 13 и увеличивает ее срок службы. Зольник и колосниковая решетка отсутствуют, что значительно упрощает и облегчает конструкцию кольцевой камеры сгорания 13. Тепловой поток S-3, S-4, поднимаясь вверх (фиг. 34,35), кольцом охватывает весь объем камеры сгорания 13 и доходит до продольно расположенной перегородки 15, профилирующей и выравнивающей тепловой поток с целью более полного сгорания и равномерного распределения теплового потока по объему кольцевой камеры сгорания 13. Перегородка 15 (фиг.35) имеет профилированные отверстия 16, круглые или щелевые, частота расположения которых и размеры увеличиваются в направлении от дымохода к топочной дверце 17. Перегородка 15 устанавливается на полозьях и является съемной, что обеспечивает подбор и замену перегородки 15 для каждого вида топлива с соответствующим расположением, количеством отверстий и их сечением.

Таким образом, векторы движения тепловых потоков S-1, S-2, S-3, S-4 имеют следующие направления (фиг.29,34,35,36): снизу вверх, охватывая кольцом слева и справа камеру сгорания 13; в форме буквы S в направлении от подающего патрубка 36 на топочной дверце 17 к дымоходу 8.

Сложное объемное движение тепловых потоков позволяет распределить более равномерно температурное поле и осуществлять соответственно более равномерный нагрев стенок кольцевой камеры сгорания 13, причем более полный дожиг горючих газов происходит в пространстве над перегородкой 15 за счет подачи свежего воздуха с помощью регулируемых воздушных сопел 21 (фиг. 26,27,28). Воздушные сопла 21, расположенные по 2,4 или более в ряд с каждой стороны, подают свежий воздух через соответствующие отверстия, причем у каждого сопла имеется возможность регулирования подачи с помощью регулирующих винтов 22 путем поворота винта и соответственно изменением сечения его проходного отверстия.

В результате вышеперечисленных процессов в кольцевой камере сгорания 13 происходит практически полное сгорание топлива и максимальная отдача тепла внутренним и наружным стенкам кольцевой камеры сгорания 13, что обеспечивает высокий коэффициент полезного действия генератора тепла.

Работа воздушных и водяных контуров генератора тепла происходит следующим образом.

Воздушный контур конвективного (естественного) нагрева предназначен для нагрева воздуха в помещении, где непосредственно установлен генератор тепла. Холодный воздух поступает в воздуховодные каналы 24 через входы 27, размещенные в нижней части топки 1. В результате нагрева воздуха в воздуховодных каналах 24 его плотность уменьшается по направлению к выходным 28 из воздуховодных каналов 24. Благодаря разности плотностей происходит движение потока воздуха L-1, L-2 вверх, теплый нагретый воздух выходит из каналов 24, нагревая помещение, где установлен генератор тепла. Пластины 25, нагреваясь наружными поверхностями боковых стенок топки 1, обеспечивают большой теплосъем с внешней поверхности кольцевой камеры сгорания 13. Температура нагретого воздуха на выходе их воздуховодных каналов достигает 150-170^oС.

Воздушный контур принудительного нагрева помещений предназначен для нагрева воздуха и дальнейшей его подачи в соседние помещения с целью их обогрева. Холодный воздух засасывается вентилятором 42 и подается под напором в сквозной канал 62, где нагревается его стенками и продольными пластинами 63. Нагретый в сквозном канале воздух по переходному патрубку 75 поступает в коллектор вентиляции 76 для последующей подачи потока нагретого воздуха L-3 в соседние помещения или для других целей.

Воздушный контур (дополнительный) принудительного нагрева помещений предназначен для нагрева воздуха и дальнейшей его подачи в соседние помещения с целью их обогрева. Работа данного контура предполагается в случае, когда нет большой необходимости в обогреве помещения, где непосредственно установлен генератор тепла, но есть необходимость подачи нагретого воздуха в соседние помещения или для других целей.

Холодный воздух под воздействием вентилятора 42 через патрубки 31 и 32 поступает в замкнутую полость подставки 43, затем в съемные приспособления 44, далее холодный воздух попадает в воздуховодные каналы 24, где происходит нагрев воздуха. Нагретый поток воздуха L-4 поступает в съемные приспособления 45 и через патрубки 47 попадает в коллекторы вентиляции 77 для последующей подачи в соседние помещения или для других целей (фиг.32).

Контур циркуляции водяного отопления помещений (фиг.33) предназначен для нагрева воды, циркулирующей в контуре с целью обогрева помещений через батареи водяного отопления. Холодная вода подается из сетей холодного водоснабжения в одну из секций (например А') теплообменника-экономайзера 48 через патрубок подачи холодной воды 50 и шаровой клапан с поплавком для автоматического поддержания уровня в секций A', выполняющей роль расширительного бака и обеспечивающей подпор столба воды, где происходит предварительный подогрев воды за счет тепла, содержащегося в дымовых газах, проходящих через дымоходный короб 9. При этом коэффициент полезного действия всей установки возрастает. Предварительно подогретый поток воды М-2 через сливной патрубок 52 и трубопровод 78, соединяющийся с входным патрубком 66 секции А" теплообменника-нагревателя 57, поступает в нижнюю часть последней. Далее нагреваемая вода проходит через нижнюю часть секции А", отделенную от верхней части негерметичной перегородкой 71, и, дойдя до ее противоположного конца, через отверстие 73 поступает в верхнюю часть секции А", где происходит окончательный нагрев потока воды М-2. Нагретая в секции А" теплообменника-нагревателя 57 вода через выходной патрубок 68 поступает в теплообменник водяного отопления 74, таким образом обогревая помещения, через которые он проходит.

Далее, отдав свое тепло, вода из теплообменника водяного отопления 74 поступает через патрубок возврата 54 снова в секцию А' теплообменника-экономайзера 48, таким образом обеспечивая циркуляцию в контуре. Температура подогретой воды на выходе обуславливается расходом воды через теплообменник-экономайзер 48 теплообменник 57, а также кратностью циркуляции в контуре, геометрическими размерами обоих теплообменников и соотношениями их геометрических размеров между собой. Водяной контур бытового назначения предназначен для нагрева холодной воды для хозяйственно-бытовых нужд. Холодная вода из сетей холодного водоснабжения подается в одну из секций (например В') теплообменника-экономайзера 48 через патрубок подачи 51 и шаровой клапан с поплавком для автоматического поддержания уровня в секции В', выполняющей роль расширительного бака и обеспечивающей подпор столба воды, где происходит предварительный подогрев воды за счет тепла, содержащегося в дымовых газах, проходящих через дымоходный короб 9. При этом коэффициент полезного действия всей установки возрастает. Предварительно подогретый поток воды М-1 через сливной патрубок 53 и трубопровод 79, соединяющийся с входным патрубком 67 секции В" теплообменника-нагревателя 57, поступает в нижнюю часть последней. Далее нагреваемая вода проходит через нижнюю часть секции В", отделенную от верхней части негерметичной перегородкой 70, и, дойдя до ее противоположного конца, через отверстие 72 поступает в верхнюю часть секции В", где происходит окончательный нагрев потока воды М-1. Нагретая в секции В" теплообменника-нагревателя 57 вода через выходной патрубок 69 поступает по назначению для хозяйственно-бытовых нужд (кухонная раковина, душевая и т.д.).

Claims (11)

1. Генератор тепла утилизатор, содержащий горизонтально расположенную топку, дымоход, на всей наружной поверхности боковых стенок топки размещены воздуховодные каналы, входы в которые размещены в нижней части топки, а выходы из указанных каналов расположены в верхней части топки, на торцевой стенке последней выполнено входное отверстие дымохода, ниже которого в топочной камере закреплена горизонтальная продольная перегородка, а на противолежащей стороне топки размещена топочная дверца, отличающийся тем, что топка выполнена двумя соосно расположенными разновеликими трубами, например, многоугольного сечения, пространство между которыми образует топочную камеру, охватывающую продольный сквозной канал в центре топочной камеры, образованной внутренним пространством трубы меньшего сечения, а у указанных разновеликих труб одни торцы неподвижно и герметично закреплены в торцевой стенке, в которой выполнено входное отверстие дымохода, а противоположные торцы разновеликих труб размещены с возможностью уплотнения топочной дверцей в закрытом положении, причем в последней выполнено отверстие, соосное с продольным сквозным каналом топочной камеры.

2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что горизонтальная продольная перегородка размещена над наружной поверхностью трубы меньшего сечения с зазором и выполнена с отверстиями, суммарная площадь которых в зоне дымохода меньше суммарной площади отверстий в зоне топочной дверцы.

3. Генератор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен по крайней мере парой воздушных сопел с устройствами для регулирования подачи воздуха, закрепленных на стенке топки с возможностью подачи воздуха в полость над горизонтальной продольной перегородкой.

4. Генератор по пп.1 3, отличающийся тем, что на топочной дверце установлен вентилятор с возможностью подачи окружающего воздуха в продольный сквозной канал.

5. Генератор по пп.1 4, отличающийся тем, что воздуховодные каналы образованы панелью с пластинами, ребра которых размещены с возможностью контакта с наружными поверхностями боковых стенок топки.

6. Генератор по пп.1 5, отличающийся тем, что топка, воздуховодные каналы и труба, образующая продольный сквозной канал, выполнены из теплопроводного материала, например из стали.

7. Генератор по пп. 5 и 6, отличающийся тем, что воздуховодные каналы посредством патрубков сообщены с зоной высокого давления вентилятора.

8. Генератор по пп.1 7, отличающийся тем, что он снабжен замкнутой системой циркуляции жидкого теплоносителя, включающей подключенный к системе водоснабжения теплообменник-экономайзер, сообщенный через теплообменник-нагреватель, расположенный в продольном сквозном канале, со входом в теплообменник обогрева помещения, выход которого подключен к теплообменнику-экономайзеру.

9. Генератор по п. 8, отличающийся тем, что теплообменник-экономайзер установлен снаружи дымохода, охватывая его.

10. Генератор по пп.8 и 9, отличающийся тем, что теплообменник-нагреватель, расположенный в продольном сквозном канале, выполнен из двух соосных труб, имеющих поперечное сечение, подобное поперечному сечению труб топочной камеры, и охвачен внутренней стенкой топочной камеры с обеспечением контакта с последней.

11. Генератор по п.10, отличающийся тем, что полость теплообменника-нагревателя, расположенная между образующими его соосными трубами, снабжена отводным патрубком нагретой воды для бытовых нужд.

Images