Твёрдотопливный отопительный аппарат верхнего горения

Авторы патента:

F24H1/00 - Водонагреватели, имеющие средства получения тепла, например водогрейный проточный котел, водяной тепловой аккумулятор (F24H 7/00,F24H 8/00 имеют преимущество; детали F24H 9/00; паровые котлы F22B; бытовые печи или кухонные плиты с дополнительными средствами для нагрева воды F24B 9/00, F24C 13/00)

Владельцы патента RU 2592700:

Николаев Олег Сергеевич (RU)

Изобретение относится к области отопления, в частности к водонагревателям, и может быть использовано для отопления жилых помещений и снабжения горячей водой. Твердотопливный отопительный аппарат верхнего горения содержит корпус с продольно гофрированной конвективной стенкой, образующей полость с патрубками подвода и отвода теплоносителя, съемной крышкой, камерой сгорания с дымоходом, вертикальной топкой и зольником. Топка выполнена отдельной камерой. В камере сгорания размещены рекуператор с поперечно гофрированной стенкой и коллектор воздуха, выполненный с конусной головкой и с каналами под углом к топливу, с кольцевым зазором к стенкам топки, соединенный телескопическим воздуховодом с конусообразным рефлектором рекуператора. В крышке корпуса установлен патрубок забора наружного воздуха, над которым установлена заслонка, внутри рекуператора - патрубок подвода воздуха в телескопический воздуховод, а в полости - терморегулятор с выдвижным штоком, опирающимся в подпружиненное плечо коромысла, противоположное заслонке, с возможностью автоматического регулирования забора воздуха путем перекрытия заслонкой полости патрубка. Топка в поперечном сечении может иметь как круглую, так и прямоугольную форму, образующую с конвективной стенкой корпуса каналы рециркуляции с сегментным профилем, сообщающие камеру сгорания с топкой через колосниковую решетку. Для водяного отопления корпус снаружи закрыт теплоизолирующим кожухом. Для воздушного отопления кожух выполнен с зазором к корпусу, разделенным на каналы с отверстиями вверху и внизу кожуха. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области отопления, в частности к водонагревателям с длительным горением твердого топлива, и может быть использовано для отопления и снабжения горячей водой жилых помещений.

Известен отопительный котел, содержащий камеру сгорания, в двойной стенке которого образована емкость, заполняемая водой, с отверстием выхода дыма, отверстиями загрузки топлива и удаления золы, патрубки подвода и отвода воды. Камера сгорания установлена вертикально и выполнена в виде круглого или многоугольного цилиндра, в верхней части которого выполнено отверстие, в которое вставлена свободно вверх-вниз перемещающаяся труба подачи воздуха, заканчивающаяся распределителем воздуха, опирающимся на топливо. Распределитель воздуха выполнен в виде пустотелого диска, в верхней части которого выполнен наконечник для соединения с трубой подачи воздуха, а в нижней части - головка, при этом в периферийной части диска в узком конце головки и на боковой поверхности головки, а также в наконечнике выполнены отверстия, сообщающиеся с внутренней полостью распределителя воздуха. Площадь распределителя воздуха равна 0,3-0,5 площади поперечного сечения камеры сгорания. Труба подачи воздуха выполнена в виде телескопической конструкции (Патент EA №005303 B1. Способ подачи и распределения воздуха в камере сгорания и отопительный котел для его осуществления. - МПК: F23L 9/02. - 30.12.2004). В такой конструкции отопительного котла подача воздуха фактически во весь объем топлива способствует неустойчивости режима горения при различном качестве и влажности топлива, что приводит к аварийному перегреву или остановке котла.

Известен водогрейный твердотопливный котел, состоящий из корпуса, загрузочного бункера для топлива, расположенного внутри корпуса и имеющего дверцу для загрузки топлива, теплообменника, располагаемого в полости корпуса, выполненной с постепенным увеличением ширины от низа котла до верха, первичной и вторичной камер подогрева воздуха, установленных над загрузочной дверцей, причем вторичная камера расположена под первичной, и системы подачи наружного воздуха в зону горения, содержащей патрубки подачи воздуха в первичную и вторичную камеры и поворотную заслонку регулирования потока воздуха, направляемого в зоны газогенерации и дожигания горючих газов. Воздух из первичной камеры подогрева подается в зону газогенерации через телескопическую трубу и рассекатель потока воздуха, а из вторичной камеры подогрева - в зону дожигания горючих газов над телескопической трубой через сопла рассеивающим потоком воздуха в сторону боковой поверхности котла. Поворотная заслонка соединена с помощью цепочки с терморегулятором рычажного типа и снабжена пружиной для удерживания заслонки в заданном положении. На боковой поверхности котла, над дверцей установлена дымоотводящая труба, которая, в свою очередь, соединена каналом с загрузочным бункером (Патент RU №2477823 C1. Водогрейный твердотопливный котел. - МПК: F24H 1/00. - 20.03.2013). Недостатком известного технического решения является низкая эффективность котла из-за неполной теплопередачи тепла в теплообменник.

Известен твердотопливный отопительный котел длительного горения, содержащий корпус с топочным и зольным отверстиями с газоплотными дверцами, воздухозаборным отверстием, соединенными с ним воздуховодом и распределителем воздуха с механизмом перемещения, и терморегулятор, соединенный с заслонкой. Корпус выполнен в виде прямоугольной призмы и разделен перегородкой на топочную и вторичную теплообменную камеры, последняя из которых имеет отверстия в верхней части для сообщения с камерой сгорания и в нижней части на уровне зольного отверстия для отвода продуктов горения. Перегородка выполнена съемной в виде одно- или двухсекционного теплообменника и имеет входной и выходной патрубки. Воздуховод выполнен из гофрированной трубы круглого или прямоугольного сечения. Распределитель воздуха выполнен разборным. Корпус выполнен из двух половин, соединяемых в плоскости размещения перегородки. Терморегулятор размещен на выходном патрубке теплообменника контура отопления. Внутри корпуса установлены съемные термостойкие теплоизоляционные листы (Патент RU №2459145 C1. Способ сжигания твердого топлива и отопительный прибор для его осуществления. - МПК: F23B 90/00, F23B 10/00, F23B 101/00, F24B 1/00, F24H 1/34, F23L 9/00. - 20.08.2012). Недостатком известного технического решения является низкая эффективность котла из-за неполной теплопередачи тепла в теплообменник.

Известен отопительный аппарат верхнего горения, содержащий корпус, в котором выполнена камера сгорания, имеются два окна с герметично закрывающимися дверцами для загрузки топлива и удаления золы, полость для подачи теплоносителя и отвода его потребителю, устройство для подачи воздуха и распределитель его в камере сгорания, в котором распределитель воздуха соединен с помощью телескопической трубы с камерой для нагрева воздуха, последняя соединена с трубой, подведенной снизу под колосниковую решетку. Труба ввода теплоносителя и патрубок отвода его потребителю оснащены трехходовыми клапанами, которые соединены трубой для рециркуляции теплоносителя в его полости. Распределитель воздуха выполнен в виде конусообразного наконечника, в верхней части которого смонтирован полый диск, образующий между собой и внутренней стенкой камеры сгорания кольцевой зазор, а в стенках диска выполнены отверстия в виде сопел для равномерного распределения расходуемого воздуха, подаваемого по телескопической трубе с помощью пневмонасоса (Патент RU №139341 U1. Отопительный аппарат верхнего горения. - МПК: F23B 101/00, F24H 1/24, F23B 60/00, F23L 9/02, F23L 1/00, F23L 15/00. - 20.04.2014).

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является отопительный аппарат верхнего горения, содержащий корпус, в котором выполнена камера сгорания, полость для теплоносителя с патрубками ввода и отвода его потребителю, зольник, колосниковая решетка, окна с плотно закрываемыми дверцами для загрузки топлива и для удаления золы, газоотвод, устройство для подачи воздуха и распределитель воздуха в камере сгорания, соединенный с камерой нагрева воздуха, нагнетаемого в камеру сгорания. Распределение подаваемого воздуха из камеры нагрева ведут в соотношении 30-40% - через распределитель и 60-70% - через канал, подведенный в зольник. Устройство для подачи воздуха имеет узел контроля, выполненный в виде механического рычага со штоком и регулировочным винтом, взаимодействующими с механической воздушной заслонкой, последней осуществляется регулирование количества подаваемого воздуха в аппарат. Патрубки ввода и отвода теплоносителя снабжены трехходовыми термозависимыми регулируемыми клапанами для рециркуляции теплоносителя в его полости. Распределитель воздуха выполнен в виде усеченного пустотелого конуса, в верхней части которого смонтирован полый диск с отверстиями в стенках для сменных сопел, ориентированных под различными углами к топливу и стенкам, и соединен с камерой нагрева воздуха посредством сильфона или телескопической трубы. Кольцевой зазор, образуемый диском и внутренней стенкой камеры сгорания, составляет 10-20% от площади поперечного сечения камеры сгорания. В газоотвод вмонтирован сменный картридж, содержащий катализатор для окончательной тонкой очистки топливных газов, образованных в процессе сжигания топлива. Аппарат снабжен металлическим тросом, часть его длины с кольцом находится снаружи корпуса, а другим концом соединен с распределителем воздуха с возможностью опускания его на топливо и подъема наверх с закреплением кольцом на крючке корпуса аппарата (Патент RU №2525755 C1. Отопительный аппарат верхнего горения. - МПК: F24H 1/00. - 20.08.2014).

К существенным недостаткам прототипа следует отнести низкую ремонтопригодность отопительного котла. Кроме того, конструкция прототипа обуславливает то, что при сгорании топлива нагревается только верхняя часть корпуса отопительного прибора, вследствие чего, без принятия специальных мер, на нижней части корпуса происходит выпадение конденсата, коррозия металла и образование отложений, ухудшающих теплотехнические характеристики отопительного прибора.

Целью изобретения является устранение недостатков прототипа, а именно увеличение тепловой мощности твердотопливного отопительного аппарата верхнего горения, а также расширение его функциональных возможностей.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном твердотопливном отопительном аппарате верхнего горения, содержащем корпус, выполненный с конвективной стенкой, образующей с корпусом полость для теплоносителя с патрубками подвода и отвода рециклирующего теплоносителя, в корпусе выполнены вертикальная топка и зольник, разделенные колосниковой решеткой, с топочной и зольной фрамугами, плотно закрываемыми створками, камера сгорания и канал, выполненный с отверстиями в верхней части для сообщения с камерой сгорания и в нижней части - с зольником, при этом в камере сгорания размещены рекуператор, присоединенный к съемной крышке корпуса, и коллектор, выполненный с конусной головкой и каналами, ориентированными под углом к топливу, и с кольцевым зазором к стенкам топки, соединенный телескопическим воздуховодом с рефлектором рекуператора, а в крышке корпуса установлен патрубок забора наружного воздуха, подаваемого в очаг топки через коллектор, механическую воздушную заслонку, и металлический трос для подъема коллектора под рефлектор с возможностью закрепления конца троса на крючке снаружи корпуса с помощью стопорного кольца, дымоход и терморегулятор, взаимодействующий с заслонкой посредством пружины растяжения, регулирующий поток воздуха в рекуператор через патрубок забора наружного воздуха, согласно предложенному техническому решению,

топка выполнена отдельной камерой с верхними отверстиями в стенке на уровне топочной фрамуги и установлена на колосниковой решетке, и канал сообщения камеры сгорания с зольником образован зазором между конвективной стенкой корпуса и стенкой топки, закрытым сверху защитным экраном, а коллектор воздуха соединен с винтообразным шлицевым валом, взаимодействующим с неподвижной шлицевой втулкой, закрепленной в рефлекторе, причем шлицевый вал соединен с тросом посредством вертлюга с возможностью вращения коллектора при опускании в топку под собственным весом по мере сгорания топлива, при этом терморегулятор размещен в полости теплоносителя и выполнен с выдвижным штоком, опирающимся концом в подпружиненное плечо коромысла, противоположное заслонке, а в крышке корпуса установлен лубрикатор для перемещения троса;

топка в поперечном сечении выполнена прямоугольной формы, образующей с внутренней стенкой корпуса каналы сегментного профиля, сообщающие камеру сгорания с топкой через зольник и колосниковую решетку;

внутри рекуператора установлен патрубок подвода воздуха в телескопический воздуховод и выполнен с зазором к крышке корпуса, при этом патрубок забора наружного воздуха выполнен с зазором к рефлектору, с возможностью циркуляции подогреваемого воздуха;

конвективная стенка выполнена из продольно гофрированной трубы;

стенка рекуператора выполнена из поперечно гофрированного профиля;

рефлектор рекуператора выполнен конусообразным с отражением потока тепла из очага топки в направлении конвективной стенки;

в зольнике расположен поддон для сбора и удаления золы через зольную фрамугу;

в дымоход вмонтирован сменный картридж, содержащий катализатор тонкой очистки выбрасываемых газов;

корпус снаружи закрыт теплоизолирующим кожухом;

теплоизолирующий кожух выполнен с воздушным зазором к корпусу, разделенным вертикальными каналами с отверстиями вверху и внизу кожуха.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного твердотопливного отопительного аппарата верхнего горения, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявленное техническое решение может быть успешно использовано как в жидкостных, так и в воздушных системах отопления. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

На фиг. 1 показана схема предлагаемого твердотопливного отопительного аппарата верхнего горения; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение по Α-A на фиг. 1: а) - для водяного отопления, б) - для воздушного отопления.

Твердотопливный отопительный аппарат верхнего горения содержит корпус 1, выполненный с конвективной стенкой 2, образующей с корпусом 1 полость 3 для рециклирующего теплоносителя, нагреваемого верхним горением твердого топлива 4 через конвективную стенку 2, с патрубком подвода 5 и патрубком отвода 6 теплоносителя. Для удобства монтажа, а также проведения ремонтных и профилактических работ корпус выполнен со съемной крышкой 7, через которую могут заменяться или обслуживаться элементы конструкции, размещаемые внутри корпуса 1, и зольником 8, расположенным под полостью 3 корпуса 1. Для увеличения поверхности теплообмена конвективная стенка 2 корпуса 1 выполнена из продольно гофрированной трубы. Зольник 8 выполнен с фрамугой 9 с плотно закрываемой створкой для исключения подсоса воздуха в процессе горения топлива 4. Над зольником 8 установлена колосниковая решетка 10, на которой в корпусе 1 установлена вертикальная топка 11 для твердого топлива 4, а над ней расположена камера сгорания 12 с дымоходом 13. Корпус 1 выполнен с топочной фрамугой 14 с плотно закрываемой створкой также для исключения подсоса воздуха в процессе горения топлива 4. Топка 11 выполнена отдельной камерой с отверстиями 15 в стенке на уровне топочной фрамуги 14 с зазором между конвективной стенкой 2 корпуса 1 и стенкой топки 11, образующим каналы 16, сообщающие камеру сгорания 12 с топкой 11 через колосниковую решетку 10 и зольник 8 с возможностью рециркуляции продуктов сгорания из камеры сгорания 12 в топку 11 через зольник 8 и колосниковую решетку 10 для регенерации топлива 4, для чего топка 11 выполнена с площадью в поперечном сечении меньшей площади поперечного сечения камеры сгорания 12. Для защиты топки 11 от механических повреждений при загрузке топлива 4 со стороны камеры сгорания 12 каналы 16 закрыты защитным экраном 17. В камере сгорания 12 размещены рекуператор 18, стенка которого выполнена из поперечно гофрированного профиля и присоединена к съемной крышке 7 корпуса 1, и коллектор воздуха 19, выполненный с конусной головкой и каналами, ориентированными под углом к топливу 4, с кольцевым зазором а к стенкам топки 11, перекрывающий 80-90% площади ее поперечного сечения, и соединенный телескопическим воздуховодом 20 с рефлектором 21 рекуператора 18, выполненным конусообразным с возможностью отражения потока тепла из очага топки 11 в направлении конвективной стенки 2 корпуса 1. В крышке 7 корпуса 1 выполнено отверстие, в котором установлен патрубок 22 забора наружного воздуха с зазором к рефлектору 21 рекуператора 18, внутри последнего установлен патрубок 23 подвода воздуха в телескопический воздуховод 20 с зазором к крышке 7 корпуса 1 с возможностью циркуляции подогреваемого воздуха, подаваемого в очаг топки 11 через коллектор 19. Над крышкой 7 корпуса 1 установлена механическая воздушная заслонка 24, регулирующая поток воздуха в рекуператор 18 через патрубок 22 забора наружного воздуха, а в полости 3 - терморегулятор 25 с выдвижным штоком, опирающимся концом в подпружиненное плечо 26 коромысла, противоположное заслонке 24, посредством пружины растяжения 27, с возможностью автоматического регулирования поступающего наружного воздуха путем перекрытия полости патрубка 22. Коллектор воздуха 19 соединен с винтообразным шлицевым валом 28, взаимодействующим с неподвижной шлицевой втулкой 29, закрепленной в рефлекторе 21, а шлицевый вал 28 соединен с металлическим тросом 30 посредством вертлюга 31 с возможностью вращения коллектора 19 при опускании в топку 11 под собственным весом по мере сгорания топлива 4 и ручного подъема его под рефлектор 21 с помощью механизма 32 и фиксирования в этом положении путем закрепления конца троса 30 на крючке 33 с помощью стопорного кольца 34 снаружи корпуса 1. В крышке 7 корпуса 1 установлен лубрикатор 35 для перемещения троса 30. В зольнике 8 расположен поддон 36 для сбора и удаления золы через зольную фрамугу 9. В дымоход 13 вмонтирован сменный картридж 37, содержащий катализатор тонкой очистки выбрасываемых топливных газов, полученных при сжигании топлива 4 (Фиг. 1). Топка 11 в поперечном сечении может иметь как круглую, так и прямоугольную форму, образующую с конвективной стенкой 2 корпуса 1 каналы 16 рециркуляции с сегментным профилем, сообщающие камеру сгорания 12 с топкой 11 через зольник 8 и колосниковую решетку 10 для регенерации топлива 4 продуктами сгорания (Фиг. 2). Для водяного отопления корпус 1 снаружи может быть закрыт теплоизолирующим кожухом 38 (Фиг.2, а)). Для воздушного отопления теплоизолирующий кожух 38 выполнен с воздушным зазором к корпусу 1, разделенным на вертикальные каналы 39 с отверстиями вверху и внизу кожуха 38 для свободной конвекции нагреваемого воздуха (Фиг.2, б)).

Твердотопливный отопительный аппарат верхнего горения работает следующим образом.

С помощью троса 30 и винтообразного шлицевого вала 28 через механизм 32 за стопорное кольцо 34 на конце троса 30 осуществляют подъем коллектора воздуха 19 с одновременным вращением вокруг своей оси в верхнее положение под рефлектор 21, сокращая длину телескопического воздуховода 20, и фиксируют в этом положении стопорным кольцом 34 на крючке 33. Через зольную фрамугу 9 на поддоне 36 из зольника 8 удаляют золу, а через топочную фрамугу 14 загружают в топку 11 топливо 4, например дрова с растопкой сверху. Затем растопку поджигают и топочную фрамугу 14 плотно закрывают створкой, исключая подсос наружного воздуха в очаг горения, а воздух для розжига очага в топке 11 поступает при этом, в основном, через зольную фрамугу 9 и зольник 8, затем проникая через топливо 4 поступает в очаг топки 11. После разгорания очага в топке 11 стопорное кольцо 34 снимают с крючка 33 и коллектор воздуха 19 с помощью троса 30 и винтообразного шлицевого вала 28 опускают в топку 11 до упора в топливо 4 с одновременным вращением вокруг своей оси в телескопическом воздуховоде 20 за счет перемещения винтообразного шлицевого вала 28 через шлицевую втулку 29, увеличивая его длину телескопического воздуховода 20. Зольную фрамугу 9 плотно закрывают створкой, исключая подсос наружного воздуха в очаг горения топлива 4 в топке 11.

По мере разгорания очага в топке 11 нагретые воздушные и горячие дымовые газы из очага топки 11 поднимаются в камеру сгорания 12 с отражением потока тепла от конусообразного рефлектора 21 рекуператора 18 в направлении конвективной стенки 2 корпуса 1, заполняя весь объем камеры сгорания 12, затем, поднимаясь вверх, отдают свое тепло теплоносителю в полости 3 через продольно гофрированную конвективную стенку 2 корпуса 1 и наружному воздуху в рекуператоре 18 за счет обтекания поперечно гофрированной стенки. Остывающие дымовые и воздушные газы конвекцией удаляются по дымоходу 13 через сменный картридж 37, содержащий катализатор тонкой очистки выбрасываемых топливных газов. Конвекционное удаление остывающих дымовых и воздушных газов по дымоходу 13 создает некоторое разрежение в камере сгорания 12, которое способствует забору наружного воздуха через патрубок 22 в рекуператор 18, из последнего подогретый циркулирующий воздух через патрубок 23 поступает в очаг топки 11 через телескопический воздуховод 20 и каналы воздушного коллектора 19 с конусной головкой под углом к топливу 4. В результате верхнего горения твердого топлива 4 большая часть нагретых воздушных и горячих дымовых газов с окисью углерода (CO), в пределах 85-90%, поступает в камеру сгорания 12 через зазор a и при дополнительном сгорании CO создают в камере сгорания 12 зону высоких температур, нагревая своим теплом теплоноситель в полости 3 через продольно гофрированную конвективную стенку 2 и наружный воздух в рекуператоре 18 за счет обтекания поперечных гофр стенки, повышая эффективность сгорания топлива 4. Меньшая часть нагретых воздушных и горячих дымовых газов, в пределах 10-15%, проходит через отверстия 15 под экраном 17 в каналы 16, по которым нагретые воздушные и горячие дымовые газы с CO поступают в топку 11 через колосниковую решетку 10 и зольник 8, что способствует процессу гидролиза при регенерации топлива 4, улучшая процесс образования CO и приближение к максимальной теплотворной способности топлива 4, одновременно нагревая теплоноситель в полости 3 через продольно гофрированную конвективную стенку 2. С нагреванием теплоносителя, воды или воздуха в зависимости от выбранного вида отопления, одновременно в полости 3 нагревается терморегулятор 25. По мере повышения температуры теплоносителя из терморегулятора 25 выдвигается шток, который давит на плечо 26, растягивая пружину 27, и через коромысло прикрывает заслонкой 24 вход в патрубок 22 забора наружного воздуха, тем самым ограничивает доступ воздуха в очаг топки 11 и регулирует горение топлива 4 под коллектором воздуха 19 в топке 11.

После разогрева отопительного аппарата заслонка 24 устанавливается под определенным углом, соответствующим требуемой температуре, и в дальнейшем интенсивность горения определяется объемом воздуха, поступающего через коллектор воздуха 19, и регулируется заслонкой от терморегулятора 25. Одновременно происходит нагрев наружного воздуха через вертикальные каналы 39 между корпусом 1 и теплоизолирующим кожухом 38 и отверстия вверху и внизу кожуха 38 путем свободной конвекции нагреваемого воздуха при воздушном отоплении. Остывающие дымовые и воздушные газы очищаются сменным картриджем 37, содержащим катализатор тонкой очистки, и удаляются через дымоход 13. За счет того, что воздух подается в очаг горения топки 11 в ограниченном объеме, сгорание топлива 4 происходит только в верхнем слое на глубину 10-15 см и сгорание топлива 4 происходит постепенно сверху вниз по мере опускания коллектора воздуха 19 под собственным весом в очаг топки 11 с вращением вокруг своей оси. Такой принцип сжигания топлива позволяет реализовать в твердотопливном отопительном аппарате режим длительного сжигания топлива 4 и довести его до нескольких сотен часов, в зависимости от габаритов корпуса, вида топлива и производимой тепловой мощности. Таким образом обеспечивается сжигание топлива с более высокой эффективностью.

Предложенная конструкция отопительного аппарата позволяет обеспечить высокую эффективность передачи тепла от дымовых газов к теплоносителю за счет достаточно большой теплообменной поверхности продольно гофрированной конвективной стенки 2, а также к воздуху в рекуператоре 18 за счет достаточно большой теплообменной поверхности поперечно гофрированной стенки. Это в свою очередь позволяет уменьшить температуру дымовых газов, даже при большой производимой тепловой мощности, и тем самым обеспечить высокий КПД отопительного аппарата. Перекрытие коллектором воздуха 19 площади поперечного сечения топки 11 на 80-90% позволяет повысить равномерность сгорания топлива 4 в очаге топки 11. Это особенно важно для отопительных аппаратов большой мощности с большой площадью сечения камеры сгорания 12 при их работе в режиме как малой, так и большой мощности.

Важным преимуществом отопительного аппарата предлагаемой конструкции перед прототипом и другими техническими решениями является изготовление корпуса со съемной крышкой 7 и свободно устанавливаемой топкой 11. Это делает возможным осуществлять их профилактическое обслуживание и ремонт в процессе эксплуатации с меньшими затратами. Исполнение отопительных аппаратов косвенного водяного и прямого воздушного нагрева расширяет область применения твердотопливных отопительных аппаратов предлагаемой конструкции.

1. Твердотопливный отопительный аппарат верхнего горения, содержащий корпус, выполненный с конвективной стенкой, образующей с корпусом полость для теплоносителя с патрубками подвода и отвода рециклирующего теплоносителя, в корпусе выполнены вертикальная топка и зольник, разделенные колосниковой решеткой, с топочной и зольной фрамугами, плотно закрываемыми створками, камера сгорания и канал, выполненный с отверстиями в верхней части для сообщения с камерой сгорания и в нижней части - с зольником, при этом в камере сгорания размещены рекуператор, присоединенный к съемной крышке корпуса, и коллектор, выполненный с конусной головкой и каналами, ориентированными под углом к топливу, и с кольцевым зазором к стенкам топки, соединенный телескопическим воздуховодом с рефлектором рекуператора, а в крышке корпуса установлен патрубок забора наружного воздуха, подаваемого в очаг топки через коллектор, механическую воздушную заслонку, и металлический трос для подъема коллектора под рефлектор с возможностью закрепления конца троса на крючке снаружи корпуса с помощью стопорного кольца, дымоход и терморегулятор, взаимодействующий с заслонкой посредством пружины растяжения, регулирующий поток воздуха в рекуператор через патрубок забора наружного воздуха, отличающийся тем, что топка выполнена отдельной камерой с верхними отверстиями в стенке на уровне топочной фрамуги и установлена на колосниковой решетке, и канал сообщения камеры сгорания с зольником образован зазором между конвективной стенкой корпуса и стенкой топки, закрытым сверху защитным экраном, а коллектор воздуха соединен с винтообразным шлицевым валом, взаимодействующим с неподвижной шлицевой втулкой, закрепленной в рефлекторе, причем шлицевый вал соединен с тросом посредством вертлюга с возможностью вращения коллектора при опускании в топку под собственным весом по мере сгорания топлива, при этом терморегулятор размещен в полости теплоносителя и выполнен с выдвижным штоком, опирающимся концом в подпружиненное плечо коромысла, противоположное заслонке, а в крышке корпуса установлен лубрикатор для перемещения троса.

2. Отопительный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что топка в поперечном сечении выполнена прямоугольной формы, образующей с конвективной стенкой корпуса каналы сегментного профиля, сообщающие камеру сгорания с топкой через зольник и колосниковую решетку.

3. Отопительный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что внутри рекуператора установлен патрубок подвода воздуха в телескопический воздуховод и выполнен с зазором к крышке корпуса, при этом патрубок забора наружного воздуха выполнен с зазором к рефлектору, с возможностью циркуляции подогреваемого воздуха.

4. Отопительный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что конвективная стенка выполнена из продольно гофрированной трубы.

5. Отопительный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что стенка рекуператора выполнена из поперечно гофрированного профиля.

6. Отопительный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что рефлектор рекуператора выполнен конусообразным с отражением потока тепла из очага топки в направлении конвективной стенки.

7. Отопительный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в зольнике расположен поддон для сбора и удаления золы через зольную фрамугу.

8. Отопительный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в дымоход вмонтирован сменный картридж, содержащий катализатор тонкой очистки выбрасываемых газов.

9. Отопительный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что корпус снаружи закрыт теплоизолирующим кожухом.

10. Отопительный аппарат по п. 9, отличающийся тем, что теплоизолирующий кожух выполнен с воздушным зазором к корпусу, разделенным вертикальными каналами с отверстиями вверху и внизу кожуха.

Похожие патенты:

Теплогенератор // 2591759

Изобретение относится к теплообменным устройствам для подогрева жидких или газообразных сред и может быть использовано в нефтегазовой и других отраслях промышленности.

Водогрейный котел // 2591476

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел содержит корпус с топкой и соосной с ней конвективной камерой.

Термоэлектрический кожух для трубопровода // 2578736

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для получения электрической энергии в процессе транспортирования в трубах различных теплоносителей (газов, жидкостей) путем непосредственной трансформации части их тепловой энергии в электрическую.

Котел наружного размещения // 2578501

Изобретение относится к области производства водогрейных котлов, в частности к котлам наружного размещения, и может быть использовано в автономных системах отопления с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя.

Конденсационный котел наружного размещения // 2578361

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при изготовлении конденсационных котлов наружного размещения. Технический результат, который может быть получен с помощью изобретения, сводится к упрощению конструкции и уменьшению габаритов и веса котла.

Котел водогрейный твердотопливный // 2576565

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к котлам для нагрева воды, работающим на твердом топливе. Котел стальной водогрейный твердотопливный содержит камеру топочную, элементы корпуса которой выполнены с двойными стенками и объединены в единую полость водяной рубашки.

Топка водогрейного котла // 2575591

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в конструкциях водогрейных котлов малой мощности. Над топочной решеткой топки водогрейного котла на протяжении участка активного горения топлива сформированы нависающие продольные топочные пороги, выполненные в виде гнутых труб боковых экранов, при этом гнутые трубы выполнены Г-образными и чередуются с прямыми, вертикальные участки которых расположены параллельно, а горизонтальные отгибы обращены друг к другу и расположены над топочной решеткой, их концы сообщены друг с другом, а торцы заглушены, при этом пространство между нижними гнутыми трубами заполнено огнеупорным шамотобетоном, кроме того, нижняя сторона горизонтальных отгибов футерована огнеупорной мастикой, при этом топка водогрейного котла дополнительно снабжена системой подачи вторичного дутьевого воздуха, содержащей горизонтальные дутьевые каналы, выполненные по обеим сторонам топки, сообщенные друг с другом поперечным воздухогазопроводом, причем один из горизонтальных дутьевых каналов сообщен с источником дутья, при этом над горизонтальными дутьевыми каналами параллельно им размещены дополнительные продольные горизонтальные каналы, сообщенные с ними вертикальными патрубками, расположенными у конца продольных топочных порогов, кроме того, дополнительные продольные горизонтальные каналы снабжены горизонтальными патрубками, снабженными дутьевыми соплами, ориентированными над топочной решеткой непосредственно над слоем горящего топлива.

Котел водогрейный прямоугольного поперечного сечения // 2575297

Изобретение относится к котельной технике, в частности к котлам малой мощности с тепловой производительностью до 4,0 МВт с топочным устройством в виде наклонной переталкивающей решетки, может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий.

Котел водогрейный прямоугольного поперечного сечения // 2570954

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел включает фундамент, на котором смонтированы топка и конвективный блок, при этом пространство топки, соответственно снизу, спереди, с боков и сверху, ограничено наклонной переталкивающей топочной решеткой, фронтовым, боковыми и потолочным топочными экранами, выполненными в виде трубных панелей, гидравлически связанных с соответствующими двумя верхними и двумя нижними продольными коллекторами котла.

Конвективный блок водогрейного котла // 2570945

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в водогрейных котлах, технике. Предложен конвективный блок водогрейного котла, содержащий конвективные газоходы, снабженные теплообменными поверхностями, содержащими поперечно обтекаемые трубные пучки, гидравлически связанные с продольными коллекторами котла.

Компоновка теплообменника // 2592941

Компоновка теплообменника, в частности, для отопительного устройства транспортного средства, содержащая: внутренний корпус (12) теплообменника в виде горшка с первой стенкой (16) дна и с присоединенной к первой стенке (16) дна, охватывающей продольную ось (L) первой стенкой (18) по периферии; внешний корпус (14) теплообменника в виде горшка со второй стенкой (20) дна и с присоединенной ко второй стенке (20) дна, охватывающей продольную ось (L) второй стенкой (22) по периферии; проточное пространство (24) текучей среды, образованное между внутренним корпусом (12) теплообменника и внешним корпусом (14) теплообменника; первую направляющую поток структуру (40), продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси (L) вдоль первой стенки (18) по периферии и второй стенки (22) по периферии, и вторую направляющую поток структуру (42), продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси (L) вдоль первой стенки (18) по периферии и второй стенки (22) по периферии с зазором по окружности к первой направляющей поток структуре (40), причем первая направляющая поток структура (40) и вторая направляющая поток структура (42) делят образованную между первой стенкой (18) по периферии и второй стенкой (22) по периферии часть (28) текучего проточного пространства (24) на первую часть (44) проточного пространства и на вторую часть (46) проточного пространства; по меньшей мере, одно входное отверстие (49) для текучей среды, открытое к первой части (44) проточного пространства, и, по меньшей мере, одно выходное отверстие (51) для текучей среды, открытое ко второй части (46) проточного пространства; структуру (94) прессовой посадки для фиксирования внутреннего корпуса (12) теплообменника относительно внешнего корпуса (14) теплообменника, причем структура (94) прессовой посадки включает первую направляющую поток структуру (40) и вторую направляющую поток структуру (42) и/или структура (94) прессовой посадки предусмотрена в находящейся на расстоянии от первой стенки (16) дна и второй стенки (20) дна конечной области (32) стенок (18, 22) по периферии. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Система тепло- и электроснабжения жилых домов // 2594279

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для тепло- и электроснабжения жилых домов. Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности теплоэлектроснабжения небольших объектов и снижения уровня вредных выбросов в окружающую среду. Технический результат достигается тем, что система тепло- и электроснабжения содержит корпус, в котором размещены топочное устройство и труба для отвода отходящих газов в водяной бойлер, на котором размещен датчик температуры воды, подающий сигнал на блок управления для запуска микрогазотурбинной когенерационной установки, газораспределительное устройство, которое, в зависимости от внешней температуры, направляет отходящие газы или в атмосферу, или для отопления дома в каналы межкомнатной стены, которая снабжена датчиком температуры. Одновременно с этим электрогенератор вырабатывает электроэнергию, заряжая аккумуляторные батареи, при этом блок управления производит запуск микрогазотурбинной установки для их подзарядки. Подключенный к батареям инвертор питает всю электрическую нагрузку дома. 1 ил.

Установка комбинированного нагрева жидкого теплоносителя // 2597717

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в отоплении жилых и производственных помещений. Согласно изобретению межперегородочные призматические каналы камеры приема инфракрасного солнечного излучения имеют по одному оконному перекрытию, причем оконные перекрытия установлены в потолочных и подовых окнах поочередно в шахматном порядке, при этом поверхности облучения перегородок и перекрытий обращены во внутрь каналов с перекрытиями в подовых окнах, а поверхности теплоотдачи перегородок и перекрытий обращены во внутрь каналов с перекрытиями в потолочных окнах, фронтовая стена резервуара и задняя стена бассейна гелионагревателя оснащены верхними и нижними окнами циркуляции теплоносителя, причем верхние окна примыкают к потолочному окну бассейна и соединены между собой верхними каналами, а нижние окна примыкают к подовым перекрытиям резервуара и бассейна и соединены между собой нижними каналами, перфорированная перегородка установлена параллельно подовому перекрытию бассейна с примыканием к его боковым стенам и задней стене между нижними и верхними окнами циркуляции теплоносителя, электронагреватель установлен между подовым перекрытием резервуара и коробом подвода греющего агента. Изобретение повышает эффективность нагрева теплоносителя. 8 ил.

Отопительный котел // 2598617

Изобретение относится к теплотехническому оборудованию и может быть использовано для отопления помещений, а также получения горячей воды для бытовых нужд. Отопительный котел содержит установленную вертикально и выполненную в виде цилиндра или призмы имеющую двойную наружную стенку с образованием в ней полости для воды камеру сгорания с отверстиями для выхода дыма, загрузки топлива, удаления золы и отверстием для подачи воздуха, в которое вставлена свободно вверх-вниз перемещающаяся телескопическая труба, заканчивающаяся распределителем воздуха, опирающимся на топливо. Распределитель воздуха состоит из верхнего и нижнего дисков, имеющих осевые отверстия, указанные диски соединены между собой лопатками, расположенными от центральной оси к внешним краям дисков, отверстие верхнего диска соединено с трубой подачи воздуха посредством втулки, отверстие нижнего диска продлено наконечником, опирающимся на топливо, при этом диаметр верхнего диска меньше, чем нижнего. Лопатки могут иметь криволинейную форму, могут быть расположены с равным угловым шагом по окружности дисков и могут быть установлены под наклоном относительно плоскости дисков. Котел позволяет производить эффективное сжигание топлива, повышая тем самым КПД, а также обеспечивая высокую степень дожигания пиролизных газов. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Теплоэлектрогенератор для автономного энергоснабжения // 2599087

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может использоваться для обеспечения тепловой и электрической энергией индивидуальных домов и квартир путем одновременного получения тепловой и электрической энергии в одном аппарате. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности теплоэлектрогенератора для автономного энергоснабжения. Результат достигается тем, что в теплоэлектрогенераторе в газоходе расположены газовый коллектор и пластинчатый теплообменник, стенки наружного и внутреннего коробов, крышек, днищ и вертикальных перегородок, соприкасающиеся с нагреваемой водой, выполнены с продольными вертикальными и горизонтальными зубчатыми пазами, обращенными в горячую сторону, в которые вставлены зубчатые ребра, состоящие из последовательно соединенных термоэмиссионных преобразователей, концы которых соединены между собой контактными спаями, пары которых соединены между собой в зоне охлаждения через конденсаторы и перемычки, образуя теплоэлектрические секции и теплоэлектрические блоки, свободные концы с клеммами которых присоединены к коллекторам с одноименными зарядами, соединенными с токовыводами. 11 ил.

Водогрейный котел // 2599878

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплоэнергетике. Водогрейный котел содержит корпус с трубчатыми теплообменными элементами, расположенными внутри корпуса параллельно его продольной оси и пропущенными через трубные доски и поперечные перегородки с сегментными вырезами. На одном конце корпуса установлена камера сгорания, содержащая инжекционную горелку, снабженную выходным насадком, представляющим собой глухой патрубок, соединенный с двумя кольцевыми коллекторами, в которых выполнены отверстия для выхода газовоздушной смеси, запальное устройство, расположенное перпендикулярно оси камеры сгорания. На другом конце корпуса установлена дымовая труба. Во входной части камеры сгорания может быть расположен узел регулирования вторичного воздуха. Изобретение должно улучшить технические характеристики водогрейного котла. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Водогрейный котёл с встроенным тепловым насосом // 2604122

Водогрейный котел с встроенным тепловым насосом относится к области производства водогрейных котлов, использующих скрытую теплоту в дымовых газах, и содержит основной теплообменник, совмещенный с топкой, дополнительный теплообменник с частями испарителей не менее одного теплового насоса, конденсаторы которых имеют возможность передавать тепло для отопления помещений, при этом основной и дополнительный теплообменники соединены в одном корпусе. Тем самым обеспечивается компактность системы котел - тепловой насос, удобство и простота монтажа, обеспечивается согласование между собой режимов работы котла и теплового насоса с обеспечением высокоэффективной совместной работы котла и теплового насоса. При изменении теплопроизводительности котла КПД устройства может намного превысить КПД конденсационного котла. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Твердотопливный котел // 2612233

Изобретение относится к устройствам для сжигания твердого топлива, преимущественно с зоной нижнего горения, и может быть использовано в теплоэнергетике, химической и других областях промышленности. Технической задачей является обеспечение регулирования мощности работы котла в широком диапазоне от 5% до 100% мощности при сохранении оптимальных условий горения топлива и высокого КПД. Поставленная задача решается топливным котлом, содержащим собственно топку, присоединенную к ней камеру для теплообменника с дымовой трубой и расположенный вне зоны горения в нижней части топки колосник с выполненными в нем щелями для удаления золы в расположенный под колосником зольный ящик, отличающимся тем, что колосник состоит из наклоненной в сторону выхода газов из топки неподвижной металлической плиты, в средней и нижней частях которой расположены два или более рядов вваренных в нее отрезков труб длиной 3-4 см со сквозными отверстиями, накрытых сверху вдоль оси колосника защитными уголками для предотвращения попадания в отверстия топлива и золы, а с обратной стороны плиты выполнено устройство для механического перекрытия прохода воздуха через отрезки труб. 2 ил.

Способ включения экранов кольцевой топки в пароводяной тракт котлов с кольцевой топкой с принудительной циркуляцией // 2618982

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к способу включения экранов кольцевой топки в пароводяной тракт котла с кольцевой топкой. Способ включения экранов кольцевой топки 1 в пароводяной тракт котла с кольцевой топкой 1 с принудительной циркуляцией включает подачу всей питательной воды первым ходом через экономайзер 5, расположенный в газоходе 4 котла, через нижние входные коллекторы 8 внутренних экранов 2 и через трубы всех внутренних экранов 2. Весь образовавшийся пар собирают в верхних сборных коллекторах 9 внутренних экранов 2, направляют весь собранный пар в верхних сборных коллекторах внутренних экранов 9 в нижние входные коллекторы 11 первой половины наружных экранов 3, далее его пропускают вторым ходом через трубы этой первой половины наружных экранов 3, далее весь пар собирают в верхние сборные коллекторы 12 этой первой половины наружных экранов 3, затем его подают в нижние входные коллекторы второй половины наружных экранов 3 и далее пропускают его третьим ходом через трубы второй половины наружных экранов 3, после чего весь пар собирают в верхние сборные коллекторы 15 второй половины наружных экранов 3 и далее направляют в последующие поверхности нагрева котла. Изобретение направлено на повышение тепловой и гидравлической надежности работы пароводяного тракта котла с кольцевой топкой с принудительной циркуляцией при умеренном его гидравлическом сопротивлении. 2 ил.

Способ контактного теплообмена и устройство для его осуществления // 2619429

Изобретение относится к способу контактного теплообмена и котлу водогрейному для осуществления способа. Способ контактного теплообмена, включающий теплообмен между газообразными продуктами сгорания топлива и поверхностью жидкости, при котором теплообмен организуют путем контакта теплового поля факела с водой в капельном состоянии посредством первичного аккумулирования всей энергии факела в испарении капель части воды в объеме ~4,7% от суммарной массы нагреваемой воды и последующего интенсивного энергообмена образовавшейся парогазовой смеси адгезионно-конденсационным теплообменом с каплями основной массы воды в объеме ~94,3%. Котел водогрейный для осуществления способа включает горелочное устройство, устройство подачи питательной воды, камеру сгорания, которая содержит камеру смешения, завихритель, камеру орошения, сепаратор-водоотделитель. Изобретение направлено на интенсификацию теплообмена с повышением КПД котла. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.