RU2452905C2 - Water-heating boiler and method of its operation - Google Patents
Water-heating boiler and method of its operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2452905C2 RU2452905C2 RU2010112915/06A RU2010112915A RU2452905C2 RU 2452905 C2 RU2452905 C2 RU 2452905C2 RU 2010112915/06 A RU2010112915/06 A RU 2010112915/06A RU 2010112915 A RU2010112915 A RU 2010112915A RU 2452905 C2 RU2452905 C2 RU 2452905C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- air
- combustion chamber
- burner
- vortex
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкциям водогрейных котлов, способам их работы и предназначено для нагрева воды, может быть использовано в системах автономного теплоснабжения с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.The invention relates to designs of boilers, methods for their operation and is intended for heating water, can be used in autonomous heat supply systems with natural or forced circulation of the coolant.
Известен водогрейный котел, содержащий корпус, выполненный из двух соосных обечаек, в кольцевом пространстве между которыми расположены дымогарные трубы конвективного пучка и контур нагрева теплоносителя, и топочную камеру, образованную полостью внутренней обечайки (см. RU 2186302 С2, опубл. 27.07.2002).A well-known hot water boiler containing a housing made of two coaxial shells, in the annular space between which there are smoke tubes of the convective beam and the heating circuit of the coolant, and a combustion chamber formed by the cavity of the inner shell (see RU 2186302 C2, published on July 27, 2002).
Известный котел обладает рядом недостатков, а именно не оптимизирован процесс работы котла, неконтролируемый нагрев теплоносителя, повышенный расход топлива, неравномерный нагрев внутренних элементов котла, повышенный выброс окиси углерода (СО2).The known boiler has a number of disadvantages, namely, the boiler operation process is not optimized, uncontrolled heating of the coolant, increased fuel consumption, uneven heating of the internal elements of the boiler, increased emission of carbon monoxide (CO 2 ).
Известен водогрейный котел, выбранный в качестве прототипа по наибольшему количеству совпадающих признаков и достигаемому техническому результату (см. RU 2296920 С1 опубликованный 2007.04.10), содержащий корпус, выполненный из двух соосных обечаек в кольцевом пространстве, между которыми расположены дымогарные трубы конвективного пучка и контур нагрева теплоносителя, топочную камеру, образованную полостью внутренней обечайки, рабочий термостат, топливный бункер и горелку, размещенную в топочной камере и связанную автоматической системой подачи топлива с топливным бункером и автоматической подачей воздуха для горения с вентилятором наддува. Система автоматической подачи топлива выполнена в виде транспортера, приводимого в движение посредством мотора-редуктора, а рабочий термостат через программируемый контроллер управляет подачей электрического тока на вентилятор и мотор-редуктор.Known hot water boiler, selected as a prototype for the largest number of matching features and the achieved technical result (see RU 2296920 C1 published 2007.04.10), comprising a housing made of two coaxial shells in the annular space, between which there are smoke tubes of the convection beam and the circuit heating medium, a combustion chamber formed by the cavity of the inner shell, a working thermostat, a fuel hopper and a burner located in the combustion chamber and connected by an automatic feeding system and fuel to the fuel hopper and automatic feeding of combustion air from supercharging fan. The automatic fuel supply system is made in the form of a conveyor, driven by a gear motor, and a working thermostat through a programmable controller controls the supply of electric current to the fan and gear motor.
Известный котел обладает рядом недостатков, а именно сложность и ненадежность системы автоматической подачи топлива: топливо подается шнековым транспортером, а воздух подается вентилятором наддува по разным каналам:The well-known boiler has several disadvantages, namely the complexity and unreliability of the automatic fuel supply system: fuel is supplied by a screw conveyor, and air is supplied by a boost fan through different channels:
- топливо и воздух в горелку подается по разным каналам, из-за чего канал подачи топлива находится под давлением, создаваемым вентилятором наддува, которое препятствует прохождению топлива мелкой фракции в полость канала подачи топлива. В результате мелкая фракция топлива скапливается в зоне входа в шнековый транспортер, образуя свод, который периодически приводит к прекращению подачи топлива. Эта проблема конструктивно решена частично: посредством установки дорогостоящего шлюза или установки герметичного бункера. Тем самым намного усложнена конструкция котла, приводящая к увеличению его стоимости. Кроме этого, из-за наличия постоянного трения об топливо, шлюз через определенное время изнашивается, уплотнитель люка бункера теряет свои свойства или рвется, так как постоянно находится в зоне механического воздействия (во время заправки бункера топливом), что требует постоянного ухода и ремонта;- fuel and air are supplied to the burner through different channels, due to which the fuel supply channel is under pressure created by the boost fan, which prevents the passage of fine fuel into the cavity of the fuel supply channel. As a result, a small fraction of fuel accumulates in the area of entry into the screw conveyor, forming a vault, which periodically leads to a cessation of fuel supply. This problem has been partially solved constructively: by installing an expensive gateway or installing an airtight hopper. Thus, the design of the boiler is much more complicated, leading to an increase in its cost. In addition, due to the presence of constant friction against the fuel, the gateway wears out after a certain time, the seal of the hopper hatch loses its properties or breaks, as it is constantly in the area of mechanical impact (during refueling of the hopper), which requires constant maintenance and repair;
- большой расход энергии для транспортировки топлива в горелку из- за большой силы трения, так как топливо в горелку подается с помощью шнекового транспортера на достаточно большое расстояние снизу вверх, что нередко приводит к заклиниванию и выходу из строя самого шнекового транспортера (скручивание шнека, отрыв консольной опоры, сгорание электромотора и т.д.);- a large energy consumption for transporting fuel to the burner due to the high friction force, since the fuel is fed into the burner by a screw conveyor over a sufficiently large distance from the bottom up, which often leads to jamming and failure of the screw conveyor itself (twisting of the screw, separation cantilever support, combustion of an electric motor, etc.);
- сложность и металлоемкость горелки: горелка постоянно находится внутри топки и посажена на жаростойкий герметик, тем самым занимая большую часть топочного пространства;- the complexity and metal consumption of the burner: the burner is constantly located inside the furnace and seated on a heat-resistant sealant, thereby occupying most of the furnace space;
- невысокая надежность горелки (из-за обратного пламени прогорает днище горелки и опорная втулка на конце шнекового транспортера);- low reliability of the burner (due to the reverse flame, the burner bottom burns out and the support sleeve at the end of the auger conveyor burns out);
- невозможность применения других видов топлива, кроме как гранулированных, так как горелка несъемная и постоянно находится внутри топки.- the impossibility of using other types of fuel, except granular, as the burner is fixed and is constantly inside the furnace.
Задачей заявляемого технического решения является устранение всех вышеперечисленных недостатков прототипа, а также оптимизация работы котла, снижение расхода топлива, его себестоимости.The objective of the proposed technical solution is to eliminate all of the above disadvantages of the prototype, as well as optimizing the operation of the boiler, reducing fuel consumption, its cost.
Технический результат достигается тем, что котел водогрейный содержит корпус, выполненный из двух соосных обечаек, в кольцевом пространстве между которыми расположены дымогарные трубы конвективного пучка и контур нагрева теплоносителя, топочную камеру, образованную полостью внутренней обечайки, рабочий термостат, рециркуляционный насос, топливный бункер и горелку с конусообразным элементом. В нижней части кольцевого пространства соосных обечаек котел содержит вертикальную обечайку, сверху сообщающуюся с топочной камерой, размещенную в вертикальной обечайке вихревую камеру сгорания, в которой установлена упомянутая горелка, отражатель пламени, автоматический узел подачи топливно-воздушной смеси, включающий консольно-шнековый питатель-дозатор, вакуумно-вихревой шлюз, воздушную заслонку с пневматическим приводом, пневматический транспортер. При этом соосные обечайки расположены горизонтально, а ось внутренней обечайки смещена вверх относительно оси наружной обечайки. Горелка с вихревой камерой сгорания выполнена съемной и соединена посредством кольцевых муфт через полость в корпусе котла с узлом автоматической подачи топливно-воздушной смеси, а дымогарные трубы расположены рядами на плоскостях, перпендикулярных к осям горизонтальных обечаек, при этом продолжения осей дымогарных труб проходят через оси отверстий люков, предназначенных для чистки дымогарных труб, отражатель пламени расположен в верхней части топочной камеры.The technical result is achieved in that the boiler contains a housing made of two coaxial shells, in the annular space between which there are smoke tubes of the convective beam and the heating circuit of the coolant, a combustion chamber formed by the cavity of the inner shell, a thermostat, a recirculation pump, a fuel hopper and a burner with a cone-shaped element. In the lower part of the annular space of the coaxial shells, the boiler contains a vertical shell, connected to the combustion chamber from above, a vortex combustion chamber located in the vertical shell, in which the mentioned burner, flame reflector, automatic fuel-air mixture supply unit, including a cantilever-screw feeder-doser, is installed , vacuum-vortex lock, pneumatic air damper, pneumatic conveyor. In this case, the coaxial shells are located horizontally, and the axis of the inner shell is shifted upward relative to the axis of the outer shell. The burner with a vortex combustion chamber is removable and connected via annular couplings through a cavity in the boiler body to the automatic fuel-air mixture supply unit, and smoke tubes are arranged in rows on planes perpendicular to the axes of the horizontal shells, while the axes of the smoke tubes continue to extend through the axis of the holes hatches designed for cleaning smoke tubes, a flame reflector is located in the upper part of the combustion chamber.
Способ работы предложенного котла заключается в подаче твердого топлива в загрузочное отверстие горелки, расположенной в камере сгорания, его ручном розжиге с подачей воздуха в камеру сгорания, переходе на автоматическую подачу топлива и воздуха в горелку, выведении дымовых газов через дымогарные трубы, при этом топливо сжигают в горелке, установленной в вихревой камере сгорания и перед подачей топливо и воздух предварительно смешивают, для чего воздух от вентилятора наддува подают в вакуумно-вихревой шлюз и через него в полость пневмопривода, а другая часть воздуха из вакуумно-вихревого шлюза под давлением поступает в пневмотранспортер, тангенциально, через канал, выполненный под углом менее 45°, в созданную зону разрежения пневмотранспортера подается топливо, где происходит смешение топлива и воздуха и подача топливно-воздушной смеси под давлением в горелку, установленную в вихревую камеру сгорания.The method of operation of the proposed boiler consists in supplying solid fuel to the burner inlet located in the combustion chamber, manually firing it with air supply to the combustion chamber, switching to automatic fuel and air supply to the burner, removing flue gases through smoke tubes, while the fuel is burned in a burner installed in a vortex combustion chamber and before supplying fuel and air are pre-mixed, for which the air from the boost fan is fed into the vacuum-vortex lock and through it into the pneumatic cavity of the drive, and the other part of the air from the vacuum-vortex lock under pressure enters the pneumatic conveyor, tangentially, through a channel made at an angle less than 45 °, fuel is introduced into the created rarefaction zone of the pneumatic conveyor, where fuel and air mix and the air-fuel mixture is supplied under pressure in the burner installed in the vortex combustion chamber.
Техническая сущность водогрейного котла поясняется чертежами,The technical essence of the boiler is illustrated by drawings,
где фиг.1 - вид спереди водогрейного котла;where figure 1 is a front view of the boiler;
фиг.2 - то же, вид сзади;figure 2 is the same, rear view;
фиг.3 - внутреннее расположение элементов конструкции котла;figure 3 - the internal arrangement of structural elements of the boiler;
фиг.4 - автоматический узел подачи топливно-воздушной смеси;figure 4 - automatic node supply of the fuel-air mixture;
фиг.5 - схема расположения дымогарных труб;figure 5 - arrangement of smoke tubes;
фиг.5а - схема сечений А-А, Б-Б, В-В расположения дымогарных труб;figa is a diagram of sections aa, bb, bb of the location of the smoke tubes;
фиг.6 - панель управления работой водогрейного котла;6 is a control panel of the operation of the boiler;
фиг.7 - узел циркуляции-рециркуляции;Fig.7 - node circulation-recirculation;
фиг.8 - система рычагов для управления атмосферным клапаном.Fig. 8 is a lever system for controlling an atmospheric valve.
Котел водогрейный содержит корпус 1, выполненный из двух горизонтально расположенных соосных обечаек 2.The boiler includes a
Ось внутренней горизонтальной обечайки смещена выше оси наружной горизонтальной обечайки.The axis of the inner horizontal shell is offset above the axis of the outer horizontal shell.
Полость внутренней обечайки образует топочную камеру 45 с атмосферным клапаном 4 и атмосферным каналом 59, соединяющим топочную камеру с коробом выхода дымовых газов 26.The cavity of the inner shell forms a
Наружная горизонтальная обечайка сзади и спереди заглушена приварными листами, а спереди закрывается дверцей 5 (фиг.1, фиг.3, фиг.5) со смотровым окном 40 (фиг.1., фиг.3, фиг.5).The outer horizontal shell at the back and front is blanked by welded sheets, and in front is closed by a door 5 (Fig. 1, Fig. 3, Fig. 5) with a viewing window 40 (Fig. 1, Fig. 3, Fig. 5).
В кольцевом пространстве между обечайками в нижней части расположены контур нагрева теплоносителя 7 (фиг.3) и дымогарные трубы конвективного пучка (фиг.3, фиг.5, фиг.5а): 6 для нисходящего потока и 6а для восходящего потока.In the annular space between the shells in the lower part there are a heating medium heating circuit 7 (Fig. 3) and smoke tubes of the convective beam (Fig. 3, Fig. 5, Fig. 5a): 6 for downward flow and 6a for upward flow.
Дымогарные трубы 6, 6а (фиг.3, фиг.5, фиг.5а) расположены рядами на перпендикулярных плоскостях к осям горизонтальных обечаек, при этом продолжение осей дымогарных труб 6, 6а проходят через оси отверстий 41 (фиг.5, фиг.5а) люков 29 ((фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.5, фиг.5а), предназначенных для чистки дымогарных труб от зольных отложений. Также в кольцевом пространстве между обечайками в нижней части расположена одна вертикальная обечайка 3 (фиг.3, фиг.5, фиг.5а), соединяющая между собой горизонтальные обечайки 2 и образующая пространство для горелки представляющую собой вихревую камеру сгорания 8 (фиг.3, фиг.5, фиг.5а) с конусообразным элементом 9 (фиг.3. фиг.5).
Конструкция вихревой камеры сгорания выполнена в соответствии с патентом RU №2372555, опубл. 10.11.2009.The design of the vortex combustion chamber is made in accordance with patent RU No. 2372555, publ. 11/10/2009.
Вихревая камера сгорания выполнена многоступенчатой с количеством ступеней не менее двух, при этом ступени разделены между собой посредством перегородок, выполненных в виде колец, установленных на обечайке, при этом площадь проходного сечения кольцевых перегородок уменьшается по направлению к выходу продуктов сгорания.The vortex combustion chamber is multistage with at least two steps, the steps being separated by baffles made in the form of rings mounted on the shell, while the passage area of the annular baffles decreases towards the exit of the combustion products.
Полость вертикальной обечайки 3 сообщается с топочной камерой 45 сверху, а снизу с зольником. Над вертикальной обечайкой 3 (фиг.3) в полости внутренней обечайки, образующей топочную камеру, расположен отражатель пламени 39 (фиг.3, фиг.5).The cavity of the
Горелка - вихревая камера сгорания 8 (фиг.3, фиг.5, фиг.5а) со съемным конусообразным элементом 9 (фиг.3, фиг.5), размещенная в полости вертикальной обечайки 3 (фиг.3, фиг.5, фиг.5а), связана с автоматическим узлом подачи топливно-воздушной смеси 10 (фиг.3) через полость 11 (фиг.3) в корпусе котла с помощью пневмотранспортера 12 (фиг.3).The burner is a vortex combustion chamber 8 (Fig. 3, Fig. 5, Fig. 5a) with a removable cone-shaped element 9 (Fig. 3, Fig. 5) located in the cavity of the vertical shell 3 (Fig. 3, Fig. 5, Fig. .5a), is connected with the automatic unit for supplying the fuel-air mixture 10 (Fig. 3) through the cavity 11 (Fig. 3) in the boiler body using a pneumatic conveyor 12 (Fig. 3).
Полость 11 (фиг.3) - внутреннее пространство трубы, которое соединяет вертикальную и наружную обечайки и предназначена для прохождения пневмотранспортера 12. (фиг.1, фиг.3, фиг.4)The cavity 11 (figure 3) is the inner space of the pipe, which connects the vertical and outer shells and is designed to pass the
Дымовая труба 38 (фиг.5) крепится к коробу выхода дымовых газов 26 (фиг.2, фиг.3).The chimney 38 (Fig. 5) is attached to the flue gas outlet duct 26 (Fig. 2, Fig. 3).
На передней стороне корпуса 1 закреплена рукоятка 36 (фиг.8) соединенная посредством системы рычагов с атмосферным клапаном 4 (фиг.3, фиг.5). Усилие от рукоятки 36 (фиг.8) в атмосферный клапан 4 (фиг.3, фиг.5) передается через кронштейн 64 (фиг.8), тягу 62 (фиг.8) с контргайкой 63 (фиг.8), двуплечий рычаг 60 (фиг.8) и опоры двуплечего рычага 61 (фиг.8).On the front side of the
Автоматической узел подачи топливно-воздушной смеси 10 (фиг.4) состоит из шнекового питателя-дозатора 13, приводимого в движение посредством мотор-редуктора 14, вакуумно-вихревого шлюза 15, вентилятора наддува 16, воздушной заслонки 43 с пневмоприводом 17 и пневмотранспортера 12.The automatic fuel-air mixture supply unit 10 (Fig. 4) consists of a screw feeder-
Для подачи воздуха от вентилятора наддува 16 в полость вакуумно-вихревого шлюза 15 имеется канал 53.To supply air from the
Вакуумно-вихревой шлюз содержит канал 52 для подачи воздуха в полость пневмопривода 17 через канал 47 в нем.The vacuum-vortex gateway contains a
Пневмопривод 17 (фиг.4) содержит поршень 51, который связан с заслонкой 43 (шибером). Уплотнитель 49 выполняет функцию направляющей заслонки 43, которая находится в полости пневмотранспортера 12. Объем воздуха, проходящий через зазор «а», создаваемый заслонкой 43, для холостого режима регулируется с помощью регулировочного винта 44 и контргаек 46. Над уплотнителем 50 пневмопривода выполнен канал 48 для удаления воздуха.The pneumatic actuator 17 (figure 4) contains a
Шнековый питатель-дозатор 13 посажен на подшипник 55, получает вращательное движение от мотор-редуктора 14 через звездочки 56, 57 и цепную передачу 58.The screw feeder-
Топливо подается в вакуумно-вихревой шлюз 15 из накопителя 5 4. Подача топлива происходит из топливного бункера (на чертежах не показан).Fuel is supplied to the vacuum-
Рабочий термостат 18 (фиг.6) через программируемый контроллер управляет подачей электрического тока на вентилятор наддува 16 (фиг.1, фиг.3) и мотор-редуктор 14 (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4).The working thermostat 18 (Fig.6) through a programmable controller controls the supply of electric current to the boost fan 16 (Fig.1, Fig.3) and the gear motor 14 (Fig.1, Fig.2, Fig.3, Fig.4) .
На задней поверхности корпуса (фиг.7) расположены патрубки для отходящего 19 и входящего 20 потока теплоносителя, 3-ходовой вентиль 21, циркуляционный насос 22 и фильтр грубой очистки 23, а также аварийный клапан сброса давления 23а (фиг.2) и патрубок 24 (фиг.2) слива воды из котла.On the rear surface of the housing (Fig. 7) there are pipes for the outgoing 19 and 20 incoming coolant flow, a 3-
В передней части корпуса котла подвешена на петлях дверца топки 5 (фиг.1) с окном 40 (фиг.1, фиг.5) и дверца зольника 25 (фиг.1).In the front part of the boiler body, the firebox door 5 (Fig. 1) with a window 40 (Fig. 1, Fig. 5) and an ashpit door 25 (Fig. 1) are suspended on hinges.
На задней поверхности корпуса расположен короб 26 выхода дымовых газов (фиг.2, фиг.3) с дверцей 27 (фиг.2) для чистки сажи и подвешенная на петлях дверца зольника 28 (фиг.2).On the rear surface of the housing there is a flue gas outlet duct 26 (FIG. 2, FIG. 3) with a door 27 (FIG. 2) for cleaning soot and an
В верхней части корпуса имеются люки 29 (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.5а (А-А.Б-Б)) для чистки конвективной части от зольных отложений.In the upper part of the body there are hatches 29 (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 5a (A-AB-B)) for cleaning the convective part from ash deposits.
(фиг.3, фиг.5) 41 - отверстия в люке 29 для чистки конвективной части (дымогарных труб) от зольных отложений).(figure 3, figure 5) 41 - holes in the
Котел содержит панель управления работой 30 (фиг.2, фиг.5), содержащую термоманометр 31, термометр 32 для отходящего потока теплоносителя, термометр 33 для входящего потока теплоносителя, рабочий термостат 18 (фиг.6), аварийный термостат 34 (фиг.6) и переключатель режимов котла 35 (фиг.6).The boiler contains an operation control panel 30 (FIG. 2, FIG. 5), comprising a
На наружной поверхности корпуса расположена теплоизоляция 42 (фиг.3) из минеральной ваты, закрытая сверху декоративной съемной облицовкой из листовой стали 1.On the outer surface of the housing is thermal insulation 42 (Fig. 3) made of mineral wool, closed on top with a removable decorative cladding of
На передней стороне корпуса закреплена рукоятка 36 (фиг.8), соединенная посредством системы рычагов с атмосферным клапаном 4 (фиг.3, фиг.5). Усилие от рукоятки 36 в атмосферный клапан 4 передается через кронштейн 64 (фиг.8), тягу 62 (фиг.8) с контргайкой 63, двуплечего рычага 60 (фиг.8).On the front side of the housing is fixed a handle 36 (Fig. 8), connected by a system of levers to the atmospheric valve 4 (Fig. 3, Fig. 5). The force from the
Снизу к зольнику жестко прикреплены опоры 37 котла (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.5).From the bottom to the ash pan, the boiler supports 37 are rigidly attached (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 5).
Дверца топки, короб выхода дымовых газов и система подачи топлива покрыты термостойкой краской.The firebox door, flue gas outlet duct and fuel supply system are coated with heat-resistant paint.
Шнековый питатель-дозатор 13 (фиг.4) посажен на подшипник 55 (фиг.4), получает вращательное движение от мотор-редуктора 14 (фиг.4) через звездочки 56, 57 (фиг.4) и цепную передачу 58 (фиг.4).The screw feeder-dispenser 13 (Fig. 4) is seated on a bearing 55 (Fig. 4), receives rotational movement from the geared motor 14 (Fig. 4) through
Для регулирования температуры теплоносителя используется трехходовой вентиль 21 (фиг.7).To regulate the temperature of the coolant, a three-
Аварийный термостат 34 (фиг.6) предназначен для размыкания цепи электропитания котла при превышении показаний температуры разогрева теплоносителя, установленное рабочим термостатом 18 (фиг.6).The emergency thermostat 34 (Fig.6) is designed to open the power circuit of the boiler when the temperature of the heating medium is exceeded, set by the operating thermostat 18 (Fig.6).
Водогрейный котел работает следующим образом.The hot water boiler operates as follows.
Водогрейный котел посредством патрубков для отходящего 19 (фиг.7) и входящего 20 (фиг.7) потоков теплоносителя подключается к отопительной системе, содержащей циркуляционный насос 22 (фиг.7).The hot water boiler by means of pipes for the outgoing 19 (Fig. 7) and incoming 20 (Fig. 7) coolant flows is connected to a heating system containing a circulation pump 22 (Fig. 7).
Топливный бункер или мягкий контейнер (не показан) заполняется топливом, преимущественно древесными гранулами.A fuel hopper or soft container (not shown) is filled with fuel, mainly wood pellets.
Открывается дверца топки 5 (фиг.1) и вынимается конусообразный элемент 9 (фиг.3, фиг.5) горелки - вихревой камеры сгорания 8 (фиг.3, фиг.5) для визуального контроля заполнения полости горелки топливом.The door of the
Переключатель 35 (фиг.6) режимов котла поворачивается в положение «режим подачи топлива». После заполнения вихревой камеры сгорания 8 (фиг.3, фиг.5, фиг.5а) топливом переключатель 35 (фиг.6) режимов котла поворачивается в положение «СТОП», топливо поливается жидкостью для растопки.The switch 35 (6) of the boiler modes is rotated to the position "fuel supply mode". After filling the vortex combustion chamber 8 (Fig. 3, Fig. 5, Fig. 5a) with fuel, the boiler switch 35 (Fig. 6) is rotated to the STOP position, the fuel is poured with the kindling liquid.
Затем открывается атмосферный клапан 4 (фиг.3, фиг.5), предназначенный для удаления дымовых газов в дымовую трубу 38 (фиг.5), минуя дымогарные трубы 6, 6а (фиг.3, фиг.5, фиг.5а). Зажигается топливо в горелке - вихревой камере сгорания 8 (фиг.3, фиг.5, фиг.5а). После образования устойчивого горения по всему периметру горелки - вихревой камеры сгорания дверца 5 топки и атмосферный клапан 4 закрываются, а переключатель 35 режимов котла поворачивается в положение «вентилятор».Then opens the atmospheric valve 4 (Fig. 3, Fig. 5), designed to remove flue gases into the chimney 38 (Fig. 5), bypassing the
Через несколько минут для контроля розжига открывается атмосферный клапан 4 (фиг.3, фиг.5), затем дверца 5 топки и визуально проверяется наличие устойчивого горения по всей поверхности топлива.After a few minutes, to control the ignition, the
Далее с помощью держателя (захвата) конусообразный элемент 9 устанавливается на горелку - вихревую камеру сгорания. Закрывается дверца 5 топки, атмосферный клапан 4 переводится в положение «закрыто», переключатель 35 режимов котла поворачивается в положение «автоматическая работа котла».Next, with the help of the holder (capture)
Движение дымовых газов S-образное. Дымовые газы поднимаются к отражателю пламени 39 (фиг.5) топки, затем по поверхности стенки топки и дальше по дымогарным трубам 6 проходят вниз в зольник и по дымогарным трубам 6а поднимаются вверх, через полость люка конвективной части и через патрубок выводятся в дымовую трубу 38.Flue gas movement S-shaped. Flue gases rise to the flame reflector 39 (Fig. 5) of the furnace, then along the surface of the furnace wall and further through the
Поддержание заданной температуры теплоносителя осуществляется рабочим термостатом 18, расположенным под панелью управления 30 (фиг.1, фиг.2, фиг.3) работой. При достижении установленной температуры разогрева котла рабочий термостат 18 через программируемый контроллер отключает вентилятор наддува 16 и мотор редуктор 14 (цепь электропитания размыкается). После остывания теплоносителя на 7-10°С от заданного значения электроцепь замыкается и происходит автоматический розжиг горелки путем подачи топливно-воздушной смеси.Maintaining the desired temperature of the coolant is carried out by a working
Автоматический узел подачи топливно-воздушной смеси работает следующим образом (фиг.4). Воздух от вентилятора наддува 16 по касательной (тангенциально) через канал 53 поступает в полость С вакуумно-вихревого шлюза 15, затем часть воздуха через канал 52 и 47 поступает в полость А пневмопривода 17 заслонки 43. Под давлением воздуха поршень 51 вместе с заслонкой 43 поднимается в крайне верхнее положение до упора в уплотнитель 50. Воздух, находящийся в полости В под действием поршня 51, через канал 48 удаляется наружу. Уплотнитель 49 выполняет функцию направляющей заслонки 43. После того как заслонка 43 примет крайнее верхнее положение, давление воздуха в полости С начнет подниматься. Воздух, совершая вращательно-поступательное движение под определенным углом из полости С через канал К, с большой скоростью начнет поступать в полость D пневмотранспортера 12. Сжатый воздух, на выходе из канала К, под действием центробежной силы резко расширяется, создавая тем самым зону разрежения Е. По сигналу от программируемого контроллера шнековый питатель-дозатор 13 начинает подавать топливо, находящееся в накопителе 54 в зону разрежения Е. Под воздействием вихря, создаваемым воздушным потоком, топливо, совершая вращательно-поступательное движение, под воздействием центробежной силы забрасывается в зону повышенного давления D и дальше по пневмотранспортеру 12 в горелку - вихревую камеру сгорания 8.Automatic node supply of the fuel-air mixture works as follows (figure 4). The air from the
Шнековый питатель-дозатор, который посажен на подшипник 55, получает вращательное движение от мотор-редуктора 14 через звездочки 56, 57 и цепную передачу 58. Шнек питателя-дозатора выполнен без опоры на конце вала.The screw feeder-metering device, which is mounted on the
Для регулирования температуры теплоносителя используется трехходовой вентиль 21.To regulate the temperature of the coolant, a three-
В случае, если показатель предельной температуры разогрева теплоносителя на 8-10°С превышает показание температуры, установленное рабочим термостатом 18, срабатывает аварийный термостат 34, размыкающий цепь электропитания котла.If the temperature limit value of the heating medium by 8-10 ° C exceeds the temperature reading set by the operating
В случае аварийной остановки необходимо дождаться снижения температуры теплоносителя (преимущественно до 70-75°С), снять блокировку аварийного термостата 34, при этом система должна автоматически запуститься вновь и выйти на установленный температурный режим.In the event of an emergency stop, it is necessary to wait for the coolant temperature to drop (mainly to 70-75 ° C), unlock the
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет обеспечить реализацию поставленных задач.Thus, the claimed technical solution allows for the implementation of the tasks.
Конструкция заявляемого котла водогрейного содержит вертикальную обечайку, которая является дополнительным топочным пространством, за счет чего увеличивается поверхность контура нагрева теплоносителя.The design of the inventive boiler contains a vertical shell, which is an additional furnace space, due to which the surface of the heating medium is increased.
Внутри вертикальной обечайки находится горелка-вихревая камера сгорания, которая является съемной. При съеме горелки увеличивается топочное пространство и появляется возможность применения других видов топлива (дрова, брикеты и др.).Inside the vertical shell is a burner-vortex combustion chamber, which is removable. When the burner is removed, the furnace space increases and it becomes possible to use other types of fuel (firewood, briquettes, etc.).
Конструкция горелки - вихревой камеры сгорания обладает эффективными технико-экономическими показателями. Оснащение горелки - вихревой камеры сгорания кольцевыми перегородками позволяет повысить степень сгорания топлива в вихревой камере благодаря тому, что кольцевые перегородки обеспечивают увеличение центробежной силы, с которой горящее топливо прижимается к стенкам обечайки, тем самым сводя к минимуму возможность выброса несгоревшего элемента топлива в атмосферу.The design of the burner - the vortex combustion chamber has effective technical and economic indicators. Equipping the burner - a vortex combustion chamber with annular partitions allows increasing the degree of fuel combustion in the vortex chamber due to the fact that the annular partitions provide an increase in the centrifugal force with which the burning fuel is pressed against the walls of the shell, thereby minimizing the possibility of the unburnt fuel element being released into the atmosphere.
Применение конусообразного элемента и горелки - вихревой камеры сгорания позволяет более гибко распределять и достичь оптимального режима горения, в связи с чем происходит более полное сгорание газов, в том числе сернистых соединений, вследствие чего уменьшаются выбросы вредных газов в атмосферу. В топке при этом образуется минимальное количество золы (около 0,001-0,005%), что характеризует высокую степень сгорания. Повышается кпд котла.The use of a cone-shaped element and a burner - a vortex combustion chamber allows more flexible distribution and achievement of an optimal combustion mode, in connection with which there is a more complete combustion of gases, including sulfur compounds, as a result of which emissions of harmful gases into the atmosphere are reduced. In this case, the minimum amount of ash (about 0.001-0.005%) is formed in the furnace, which characterizes a high degree of combustion. Boiler efficiency increases.
Конструкция автоматического узла подачи топливно-воздушной смеси значительно повышает надежность котла:The design of the automatic fuel-air mixture supply unit significantly increases the reliability of the boiler:
- замена шнекового транспортера, подающего топливо, и отдельного воздушного канала (по бл. аналогу) на пневмотранспортер и совмещенная подача топливно-воздушной смеси по пневмотранспортеру в горелку - вихревую камеру сгорания значительно упрощает конструкцию котла, повышает его надежность;- replacement of the screw conveyor supplying fuel and a separate air channel (according to bl.analog) to a pneumatic conveyor and the combined supply of the fuel-air mixture through a pneumatic conveyor to the burner - a vortex combustion chamber greatly simplifies the design of the boiler, increases its reliability;
- устраняется возможность попадания обратного пламени в топку через канал подачи топлива;- eliminates the possibility of a reverse flame entering the firebox through the fuel supply channel;
- устранен отдельный воздушный канал (по бл. аналогу), который периодически забивается не догоревшими остатками топлива, из-за чего топливо горит при недостатке воздуха, тем самым увеличивая вредные выбросы в атмосферу;- a separate air channel has been eliminated (according to the analogue), which is periodically clogged with unburned fuel residues, due to which the fuel burns when there is a lack of air, thereby increasing harmful emissions into the atmosphere;
- отражатель пламени уменьшает локальную тепловую нагрузку на внутреннюю горизонтальную обечайку.- the flame reflector reduces the local heat load on the inner horizontal shell.
Заявляемое техническое решение котла водогрейного и способа его работыThe claimed technical solution of the boiler and method of operation
- повышает надежность котла за счет устранения из конструкции котла быстроизнашиваемых ненадежных элементов и оптимальной компоновки отдельных его частей;- increases the reliability of the boiler by eliminating from the design of the boiler wear of unreliable elements and the optimal layout of its individual parts;
- снижает материалоемкость котла за счет конструктивных особенностей выполнения как отдельных элементов конструкции, так и их взаимного расположения и взаимодействия, применения жаро- и химических стойких материалов котла;- reduces the material consumption of the boiler due to the design features of the execution of both individual structural elements, and their mutual arrangement and interaction, the use of heat and chemical resistant materials of the boiler;
- уменьшает объем вредных выбросов в атмосферу, в том числе сернистых соединений, за счет обеспечения оптимальных условий для горения топлива;- reduces the amount of harmful emissions into the atmosphere, including sulfur compounds, by ensuring optimal conditions for fuel combustion;
- повышает кпд котла до 95% по сравнению с кпд ближайшего аналога - 93% (см. приложение 1. Технические характеристики бл. аналога).- increases the efficiency of the boiler up to 95% compared with the efficiency of the closest analogue - 93% (see
Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как из уровня техники не выявлены технические решения, обладающие совокупностью признаков, присущих заявленному котлу водогрейному и способу его работы, позволяющих достигнуть заявленные цели.The claimed technical solution meets the criterion of "novelty", presented to the invention, since the prior art has not identified technical solutions that have a set of features inherent in the claimed boiler water-heating boiler and the way it works to achieve the stated goals.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, т.к. из уровня техники не выявлены технические решения, совпадающие с отличительными признаками заявленного решения и оно не следует явным образом из уровня техники.The claimed technical solution meets the criterion of "inventive step" for inventions, because from the prior art did not reveal technical solutions that match the distinctive features of the claimed solution and it does not follow explicitly from the prior art.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, т.к. оно может быть изготовлено известными способами и из известных средств. Заявленное техническое решение апробировано и показало достижение заявленных результатов при опытной эксплуатации: отоплении нескольких промышленных зданий и сооружений в сельской местности.The claimed technical solution meets the criterion of "industrial applicability" to the invention, because it can be made by known methods and from known means. The claimed technical solution was tested and showed the achievement of the declared results during trial operation: heating several industrial buildings and structures in rural areas.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010112915/06A RU2452905C2 (en) | 2010-04-02 | 2010-04-02 | Water-heating boiler and method of its operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010112915/06A RU2452905C2 (en) | 2010-04-02 | 2010-04-02 | Water-heating boiler and method of its operation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010112915A RU2010112915A (en) | 2011-10-10 |
RU2452905C2 true RU2452905C2 (en) | 2012-06-10 |
Family
ID=44804726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010112915/06A RU2452905C2 (en) | 2010-04-02 | 2010-04-02 | Water-heating boiler and method of its operation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2452905C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638103C1 (en) * | 2016-11-30 | 2017-12-11 | Алексей Алексеевич Сердюков | Outdoor boiler |
RU195620U1 (en) * | 2019-10-25 | 2020-02-03 | Алексей Леонидович Торопов | CASCADE CASSETTE BOILER SMOKE PIPE COLLECTOR |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2141604C1 (en) * | 1998-08-04 | 1999-11-20 | Зислин Григорий Семенович | System for automatic temperature control of unit |
RU22188U1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-03-10 | Государственное унитарное предприятие Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела | SYSTEM OF PREVENTION AND LOCALIZATION OF ENDOGENOUS FIRE IN THE EXISTING PLOT |
RU2296920C1 (en) * | 2005-08-08 | 2007-04-10 | Чигир Андрей Николаевич | Hot-water boiler |
RU79328U1 (en) * | 2008-08-06 | 2008-12-27 | Анатолий Иванович Кодацкий | GAS-GENERATING-PYROLYSIS BOILER |
RU2372555C2 (en) * | 2007-10-26 | 2009-11-10 | Ришат Асхатович Самигуллин | Burner on wood granulated fuel |
-
2010
- 2010-04-02 RU RU2010112915/06A patent/RU2452905C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2141604C1 (en) * | 1998-08-04 | 1999-11-20 | Зислин Григорий Семенович | System for automatic temperature control of unit |
RU22188U1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-03-10 | Государственное унитарное предприятие Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела | SYSTEM OF PREVENTION AND LOCALIZATION OF ENDOGENOUS FIRE IN THE EXISTING PLOT |
RU2296920C1 (en) * | 2005-08-08 | 2007-04-10 | Чигир Андрей Николаевич | Hot-water boiler |
RU2372555C2 (en) * | 2007-10-26 | 2009-11-10 | Ришат Асхатович Самигуллин | Burner on wood granulated fuel |
RU79328U1 (en) * | 2008-08-06 | 2008-12-27 | Анатолий Иванович Кодацкий | GAS-GENERATING-PYROLYSIS BOILER |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638103C1 (en) * | 2016-11-30 | 2017-12-11 | Алексей Алексеевич Сердюков | Outdoor boiler |
RU195620U1 (en) * | 2019-10-25 | 2020-02-03 | Алексей Леонидович Торопов | CASCADE CASSETTE BOILER SMOKE PIPE COLLECTOR |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010112915A (en) | 2011-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2625536C (en) | Wood fired boiler | |
US9016215B2 (en) | Solid fuel unit which burns solid fuels together with their volatile gases | |
WO2005100861A1 (en) | Combustion apparatus for solid fuel | |
EP2884200B1 (en) | Central heating boiler | |
EP3186557A1 (en) | Solid and liquid/gas fueled, fully automated, smokeless combustion hot water/steam boiler adjustable according to coal type | |
RU121042U1 (en) | WATER-SOLID FUEL BOILER | |
RU2488037C1 (en) | Water-heating boiler | |
RU2452905C2 (en) | Water-heating boiler and method of its operation | |
RU2439437C1 (en) | Gas generator heating device | |
RU2372555C2 (en) | Burner on wood granulated fuel | |
CN101122385A (en) | Coal, gas integral cleaning combustion boiler | |
WO2010096026A2 (en) | Full automatic smokeless coal burner adjustable for coal type | |
RU182455U1 (en) | LONG-BURNING WATER-SOLID FUEL BOILER | |
RU2661516C2 (en) | Solid-fuel gas-generated boiler | |
RU183190U1 (en) | LONG-BURNING WATER-SOLID FUEL BOILER | |
RU2362093C1 (en) | Hot-water boiler | |
RU2296920C1 (en) | Hot-water boiler | |
RU218983U1 (en) | Combined multi-fuel long-burning boiler | |
CN202938363U (en) | Combined type coal-to-gas combustion heating furnace | |
EA009160B1 (en) | Doubled-fueled tubeless boiler with two combustion chambers | |
CN111006200B (en) | Boiler using whole bundle of straw fuel for small house belt automatic feeding device | |
EP1983258A2 (en) | Wood fired boiler | |
RU183159U1 (en) | LONG-BURNING WATER-SOLID FUEL BOILER | |
RU82029U1 (en) | HEATING DEVICE | |
RU98534U1 (en) | GAS GENERATOR HEATING DEVICE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130403 |