Способ работы твердотопливного водогрейного котла

Изобретение относится к тепловой энергетике и может быть использовано при изготовлении бытовых и промышленных твердотопливных водогрейных котлов. Способ работы твердотопливного водогрейного котла включает периодическую загрузку твердого топлива в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива с образованием пиролизного газа. Подачу воздуха в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, разжигание твердотопливного водогрейного котла путем разжигания загруженного твердого топлива на его поверхности в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, дальнейшую подачу пиролизного газа сверху вниз в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа. Дополнительную подачу воздуха в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, сжигание пиролизного газа, нагрев воды нагретыми веществами, образовавшимися при сгорании пиролизного газа, используя теплообменное устройство, и последующее удаление газообразных продуктов сжигания пиролизного газа из твердотопливного водогрейного котла в дымоходное отверстие, а также удаление золы, образовавшейся после сжигания твердого топлива, из твердотопливного водогрейного котла. Увеличивают длительность периода между загрузками твердого топлива в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива с образованием пиролизного газа, в отопительный сезон, увеличивая массу или объем одного и того же твердого топлива, которое загружают в твердотопливный водогрейный котел при его полной загрузке, не увеличивая при этом мощность твердотопливного водогрейного котла, используя для этого воздушные каналы твердотопливного водогрейного котла и газовые каналы твердотопливного водогрейного котла в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, приспособленном для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа. В установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, подают воздух через по меньшей мере одно воздушное отверстие первичного воздуха в твердотопливном водогрейном котле и по воздушным каналам твердотопливного водогрейного котла снизу вверх, где воздушным каналам твердотопливного водогрейного котла обеспечивают такую конструкцию, чтобы они были частично или полностью открытыми по длине со стороны твердого топлива и обеспечивали прохождение воздуха на верхнюю поверхность твердого топлива или в объем твердого топлива, расположенного близко к верхней поверхности твердого топлива при его сгорании и уменьшении высоты твердого топлива относительно высоты твердого топлива при его изначальной загрузке, и при этом, чтобы воздушные каналы твердотопливного водогрейного котла не закупоривались твердым топливом или золой при сгорании твердого топлива. Обеспечивают неполное сгорание твердого топлива на верхней поверхности твердого топлива или в объеме твердого топлива, расположенного близко к верхней поверхности твердого топлива, с образованием пиролизного газа, после чего пиролизный газ подают в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа через по меньшей мере одно газовое отверстие, в твердотопливном водогрейном котле, а также по газовым каналам твердотопливного водогрейного котла сверху вниз, где газовым каналам твердотопливного водогрейного котла обеспечивают такую конструкцию, чтобы они были частично или полностью открытыми по длине, со стороны твердого топлива, и обеспечивали прохождение пиролизного газа с верхней поверхности твердого топлива или из объема твердого топлива, расположенного близко к верхней поверхности твердого топлива во время его сгорания и уменьшения высоты твердого топлива относительно высоты твердого топлива при его изначальной загрузке, и при этом, чтобы газовые каналы твердотопливного водогрейного котла не закупоривались твердым топливом или золой при сгорании твердого топлива. Изобретение позволяет увеличить длительность периода между загрузками твердого топлива в твердотопливный водогрейный котел в отопительный сезон при его полной изначальной загрузке, уменьшить влияние горения твердого топлива на внутреннюю поверхность установленного объема твердотопливного водогрейного котла, увеличить ресурс работы твердотопливного водогрейного котла. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Изобретение относится к тепловой энергетике и может быть использовано при изготовлении бытовых и промышленных твердотопливных водогрейных котлов.

Известен способ сжигания твердого топлива в котле, который включает периодическую загрузку твердого топлива в установленный объем отопительного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива, разжигание отопительного котла, путем разжигания загруженного твердого топлива в установленный объем отопительного котла, на его поверхности, и подачи воздуха в зону сгорания твердого топлива, с помощью подвижного источника воздуха, дальнейшее сжигание твердого топлива в установленном объеме отопительного котла, начиная с поверхности загруженного твердого топлива, частично не полное, с образованием пиролизного газа, и сжигание образованного пиролизного газа, нагрев воды нагретыми веществами, образовавшимися при сгорании твердого топлива, используя теплообменное устройство, и последующее удаление газообразных продуктов сгорания твердого топлива из отопительного котла, в дымоходное отверстие, а также удаления золы, образовавшейся после сжигания твердого топлива, из отопительного котла [1].

Недостатком указанного способа является то, что длительность периода, между загрузками твердого топлива в установленный объем отопительного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива, в отопительный сезон, недостаточна. Это, прежде всего, делает недостаточно удобной эксплуатацию котла.

Кроме этого, длительность периода, между загрузками твердого топлива в установленный объем отопительного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива, в отопительный сезон, обеспечивает большую частоту смены температур в котле, что уменьшает ресурс работы деталей отопительного котла, которые имеют значительные тепловые нагрузки, и как следствие, уменьшает ресурс работы всего отопительного котла.

Указанный недостаток обусловлен тем, что высота установленного объема, в который загружают твердое топливо, ограничена, не только высотой помещений, в которых устанавливают отопительный котел, но и тем, что площадь горизонтального сечения установленного объема, в который загружают твердое топливо, ограничена длиной воздушных каналов, подвижного устройства подачи воздуха, через которые поступает воздух в зону сгорания твердого топлива. Чем больше будет длина воздушных каналов, тем более неравномерным будет поступление воздуха в зону сгорания твердого топлива.

Это приведет к неравномерному сгоранию твердого топлива, по плоскости горизонтального сечения отопительного котла, и к неравномерной высоте твердого топлива, в установленном объеме отопительного котла, в процессе его сгорания, что, в свою очередь, приведет к значительному уменьшению мощности котла. Поэтому, отопительный котел, который указан в источнике информации [1], используют как бытовой, мощностью не более 100 кВт.

При выполнении указанного способа, никак не уменьшают влияние горения твердого топлива, на внутреннюю поверхность установленного объема отопительного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива Влияние горения твердого топлива, на внутреннюю поверхность установленного объема отопительного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива, может привести к прожиганию металла водяной рубашки, которая обеспечивает отбор тепловой энергии при сжигании твердого топлива. Это также уменьшает ресурс работы котла.

При выполнении указанного способа, также никак не уменьшают влияние порывов метра, на сжигание пиролизного газа, в установлением объеме отопительного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива, когда, при сжигании твердого топлива, не используют вентилятор. Порывы ветра выдувают в дымоход часть пиролизного газа, что значительно уменьшает мощность отопительного котла, и его коэффициент полезного действия.

Известен способ сжигания твердого топлива в твердотопливном водогрейном котле, включающий периодическую загрузку твердого топлива на колосниковую решетку твердотопливного водогрейного котла, в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива, подачу воздуха в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, через колосниковую решетку, разжигание твердотопливного водогрейного котла путем разжигания загруженного твердого топлива, дальнейшую загрузку твердого топлива в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, дополнительную подачу воздуха в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, через воздушные каналы, и сжигание твердого топлива в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, частичное, не полное, с образованием пиролизного газа, сжигание образованного пиролизного газа, нагрев воды нагретыми веществами, образовавшимися при сгорании твердого топлива, используя теплообменное устройство, последующее удаление газообразных продуктов сгорания твердого топлива, из твердотопливного водогрейного котла, в дымоходное отверстие, а также удаления золы, образовавшейся после сжигания твердого топлива, из твердотопливного водогрейного котла [2].

Недостатком указанного способа является то, что длительность периода, между загрузками твердого топлива на колосниковую решетку твердотопливного водогрейного котла, в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива, в отопительный сезон, недостаточно. Это, прежде всего, делает недостаточно удобной эксплуатацию твердотопливного водогрейного котла.

Кроме этого, малая длительность периода, между загрузками твердого топлива в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива, в отопительный сезон, обеспечивает большую час готу смены температур в твердотопливном водогрейном котле, что уменьшает ресурс работы деталей твердотопливного водогрейного котла, которые имеют значительные тепловые нагрузки, и как следствие, уменьшает ресурс работы всего твердотопливного водогрейного котла.

Указанный недостаток обусловлен тем, что высота загруженного твердого топлива в установленном объеме, твердотопливного водогрейного котла, в который загружают твердое топливо, ограничена возможностью прохождения через твердое топливо пиролизного газа. А ширина и длина установленного объема, твердотопливного водогрейного котла, в который загружают твердое топливо, ограничена размерами колосниковой решетки.

При выполнении указанного способа, никак не уменьшают влияние горения твердого топлива, на внутреннюю поверхность установленного объема твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива. Влияние горения твердого топлива, на внутреннюю поверхность установленного объема твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива, может привести к прожигания стальных деталей твердотопливного водогрейного котла. Это также уменьшает ресурс работы твердотопливного водогрейного котла.

Движения пиролизного газа естественным путем здесь не происходит. В источнике информации [2] указан промышленный твердотопливный водогрейный котел.

Наиболее близким является способ сжигания твердого топлива в твердотопливном водогрейном котле, включающий периодическую загрузку твердого топлива в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа, подачи воздуха в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, разжигание твердотопливного водогрейного котла путем разжигания загруженного твердого топлива, на его поверхности, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, дальнейшую подачу пиролизного газа, сверху вниз, в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, и дополнительную подачу воздуха в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, сжигание пиролизного газа, нагрев воды нагретыми веществами, которые образовались при сгорании пиролизного газа, используя теплообменное устройство, и последующее удаление газообразных продуктов сжигания пиролизного газа, из твердотопливного водогрейного котла, в дымоходное отверстие, а также удаления золы, образовавшейся после сжигания твердого топлива, из твердотопливного водогрейного котла [3].

Недостатком указанного способа является то, что длительность периода, между загрузками твердого топлива в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива, в отопительный сезон, недостаточна. Это, прежде всего, делает недостаточно удобной эксплуатацию твердотопливного водогрейного котла.

Кроме этого, малая длительность периода, между загрузками твердого топлива в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива, в отопительный сезон, обеспечивает большую частоту смены температур в твердотопливных водогрейных котлов, что уменьшает ресурс работы деталей твердотопливного водогрейного котла, которые имеют значительные тепловые нагрузки, и как следствие, уменьшает ресурс работы всего твердотопливного водогрейного котла.

Указанный недостаток обусловлен тем, что высота, как и ширина, установленного объема, твердотопливного водогрейного котла, в который загружают твердое топливо, ограничены возможностью прохождения через твердое топливо пиролизного газа. Поэтому, твердотопливный водогрейный котел, указанный в источнике информации [3], используют как бытовой, мощностью не более 100 кВт.

При выполнении указанного способа, не достаточно уменьшают влияние горения твердого топлива, на внутреннюю поверхность установленного объема твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива, используя керамическую футеровку. Керамическая футеровка способна трескаться и отпадать от внутренней поверхности установленного объема твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания твердого топлива. Керамическая футеровка является ненадежной, к тому же, дорогой.

Движение пиролизного газа естественным путем здесь также невозможно, что делает твердотопливный водогрейный котел энергозависимым.

В основу изобретения поставлена задача, путем усовершенствования способа работы твердотопливного водогрейного котла, увеличить длительность периода, между загрузками твердого топлива в твердотопливный водогрейный котел, в отопительный сезон, при его полной изначальной загрузке, увеличивая массу или объем, одного и того же, твердого топлива, которое загружают в твердотопливный водогрейный котел, при его полной изначальной загрузке, не увеличивая, при этом, мощность твердотопливного водогрейного котла, уменьшить влияние горения твердого топлива, на внутреннюю поверхность установленного объема твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорание твердого топлива, и уменьшить влияние порывов ветра, на сжигание пиролизного газа, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, при движении пиролизного газа естественным путем.

1. Поставленная задача решается тем, что в способе работы твердотопливного водогрейного котла, который включает периодическою загрузку твердого топлива в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа, подачу воздуха в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, разжигание твердотопливного водогрейного котла путем разжигания загруженного твердого топлива, на его поверхности, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, дальнейшую подачу пиролизного газа, сверху вниз, в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, и дополнительную подачу воздуха в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, сжигание пиролизного газа, нагрев воды нагретыми веществами, образовавшихся при сгорании пиролизного газа, используя теплообменное устройство, и последующее удаление газообразных продуктов сжигания пиролизного газа, из твердотопливного водогрейного котла, в дымоходное отверстие, а также удаления золы, образовавшейся после сжигания твердого топлива, из твердотопливного водогрейного котла, новым является то, что увеличивают длительность периода, между загрузками твердого топлива в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива с образованием пиролизного газа, в отопительный сезон, увеличивая массу или объем, одного и того же, твердого топлива, которое загружают в твердотопливный водогрейный котел, при его полной загрузке, не увеличивая, при этом, мощность твердотопливного водогрейного котла, используя для этого воздушные каналы твердотопливного водогрейного котла, и газовые каналы твердотопливного водогрейного котла, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, приспособленном для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа, и в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, подают воздух через, по меньшей мере, одно, воздушное отверстие первичного воздуха, в твердотопливном водогрейном котле, и по воздушным каналам твердотопливного водогрейного котла, снизу вверх, где воздушным каналам твердотопливного водогрейного котла обеспечивают такую конструкцию, чтобы они были частично или полностью открытыми по длине, со стороны твердого топлива, и обеспечивали прохождение воздуха на верхнюю поверхность твердого топлива, или в объем твердого топлива, расположенного близко к верхней поверхности твердого топлива, при его сгорании, и уменьшении высоты твердого топлива, относительно высоты твердого топлива, при его изначальной загрузке, и при этом, чтобы воздушные каналы твердотопливного водогрейного котла не закупоривались твердым топливом, или золой, при сгорании твердого топлива, обеспечивают не полное сгорание твердого топлива, на верхней поверхности твердого топлива, или в объеме твердого топлива, расположенного близко к верхней поверхности твердого топлива, с образованием пиролизного газа, после чего пиролизный газ подают в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, через, по меньшей мере, одно газовое отверстие, в твердотопливном водогрейном котле, а также по газовым каналам твердотопливного водогрейного котла, сверху вниз, где газовым каналам твердотопливного водогрейного котла обеспечивают такую конструкцию, чтобы они были частично или полностью открытыми по длине, со стороны твердого топлива, и обеспечивали прохождение пиролизного газа с верхней поверхности твердого топлива, или из объема твердого топлива, расположенного близко к верхней поверхности твердого топлива, во время его сгорания, и уменьшения высоты твердого топлива, относительно высоты твердого топлива, при его изначальной загрузке, и, при этом, чтобы газовые каналы твердотопливного водогрейного котла не закупоривались твердым топливом, или золой, при сгорании твердого топлива.

2. Новым по п. 1 является то, что уменьшают влияние горения твердого топлива, на внутреннюю поверхность установленного объема твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, используя защитные металлические пластины.

3. Новым по п. 1 является то, что уменьшают влияние порывов ветра, на сжигание пиролизного газа, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, при движении пиролизного газа естественным путем, используя детали теплообменного устройства колпаковой формы, которые заполнены водой, и при этом, наиболее низко расположенное газовое отверстие, через которое подают пиролизный газ, располагают в твердотопливном водогрейном котле выше, наиболее высоко расположенного воздушного отверстия, через которое подают воздух для неполного сгорания твердого топлива.

На фиг. 1 схематически изображено осуществление способа работы твердотопливного водогрейного котла и бытовой твердотопливный водогрейный котел, который приспособлен для сжигания дров. Бытовой твердотопливный водогрейный котел имеет вертикальный разрез. Сплошными стрелками указаны направления движения воздуха. Пунктирными стрелками указаны направления движения пиролизного газ а. Буквой h2 обозначена высота наиболее низко расположенного газового отверстия, в твердотопливном водогрейном котле, от плоскости опорной поверхности Q, на которой установлен твердотопливный водогрейный котел. Буквой h1 обозначена высота наиболее высоко расположенного воздушного отверстия, через которое подают воздух для неполного сгорания твердого топлива, в твердотопливный водогрейный котел, от плоскости опорной поверхности Q, на которой установлен твердотопливный водогрейный котел.

На фиг. 2 изображено сечение А-А, указанное на фиг. 1. Темным цветом обозначены места присутствия пиролизного газа.

На фиг. 3 изображено сечение Б-Б, указанное на фиг. 1.

На фиг. 4 схематически изображено осуществление способа работы твердотопливного водогрейного котла, и промышленный твердотопливный водогрейный котел, который приспособлен для сжигания угля. Промышленный твердотопливный водогрейный котел имеет вертикальный разрез. Сплошными стрелками указаны направления движения воздуха. Пунктирными стрелками указаны направления движения пиролизного газа

На фиг. 5 изображено сечение В-В, указанное на фиг. 4. Темным цветом обозначены места присутствия пиролизного газа.

На фиг. 6 изображено сечение Г-Г, указанное на фиг. 4. Пунктирными стрелками указаны направления движения пиролизного газа.

На фиг. 7 изображен вертикальный разрез бытового твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания низкокалорийного твердого топлива мелкой фракции, и в котором уменьшают влияние горения твердого топлива, на внутреннюю поверхность установленного объема твердотопливного водогрейного котла, приспособленного для неполного сгорания твердого топлива.

На фиг. 8 изображено сечение Д-Д, указанное на фиг. 7. Сплошной стрелкой указано направление движения воды в теплообменное устройство.

На фиг. 9 изображено сечение Е-Е, указанное на фиг. 7. Сплошными стрелками указаны направления движения воды, в теплообменное устройство, и из теплообменного устройства.

На фиг. 10 изображен внешний вид бытового твердотопливного водогрейного котла, с частичным вертикальным разрезом, который приспособлен для сжигания угля мелкой фракции, и в котором уменьшают влияние горения твердого топлива, на внутреннюю поверхность установленного объема твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива.

На фиг. 11 изображено сечение Ж-Ж. указанное на фиг. 10. Сплошной стрелкой указано направление движения воды в теплообменное устройство.

На фиг. 12 схематически изображено сжигание пиролизного газа, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, при движении пиролизного газа естественным путем, с использованием деталей теплообменного устройства колпаковой формы, заполненных водой. Сплошными стрелками указано направление движения более горячих газов. Пунктирными стрелками указано направление движения менее горячих газов. Буквой Р1 обозначена высота столба более горячих газов, движущихся снизу вверх, под колпаком нижней детали колпаковой формы теплообменного устройств а, заполненной водой. Буквой Р2 обозначена высота столба более горячих газов, движущихся сверху вниз, под колпаком нижней детали колпаковой формы теплообменного устройства, заполненной водой. Буквой Р3 обозначена высота столба более горячих газов, движущихся снизу вверх, под колпаком верхней детали колпаковой формы теплообменного устройства, заполненной водой. Буквой Р4 обозначена высота столба более горячих газов, движущихся сверху вниз, под колпаком верхней детали колпаковой формы теплообменного устройства, заполненной водой.

Способ осуществляют следующим образом. В установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа, загружают твердое топливо 2. Твердым топливом 2 могут быть, например дрова, уголь, торф, топливные пеллеты, отходы переработки древесины, а также отходы сбора и переработки выращенных зерновых культур, бытовые отходы, пригодные для сжигания. Твердое топливо 2 загружают через загрузочные дверцы 3 (фиг. 1-6).

Также, в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, подают воздух через, по меньшей мере, одно, воздушное отверстие первичного воздуха 4, в твердотопливном водогрейном котле, и по воздушным каналам твердотопливного водогрейного котла 5, снизу вверх (фиг. 1-11). На фиг. 1, 4, направления движения воздуха в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1, указано сплошными стрелками.

Разжигание твердотопливного водогрейного котла, осуществляют путем разжигания загруженного твердого топлива 2, на его поверхности, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, через открытые загрузочные дверцы 3.

Для этого заслонку 6 переводят в открытое положение, открывая растопочное отверстие 7, для прохождения через него газообразных продуктов сгорания твердого топлива, в дымоходное отверстие 8. На фиг. 1, 3, открытое положение заслонки 6 указано пунктирными линиями.

Газообразными продуктами сгорания твердого топлива могут быть, например, двуокись углерода (CO2), окись углерода (СО), азот (N2), который находился воздухе, но не был использован для сгорания топлива, окись азота (NOx), кислород (O2), который находился в воздухе, но не был использован для сгорания топлива, (не вступил в химическою реакцию с топливом), водяной пар (H2O), метан (СН4), водород (Н2).

Дополнительно, воздух для разжигания твердого топлива 2, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла 1, возможно подавать, через открытые загрузочные дверцы 3.

После разжигания твердого топлива 2, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла 1, полностью закрывают загрузочные дверцы 3, и полностью закрывают растопочное отверстие 7, переводя заслонку 6, в закрытое положение.

После этого происходит неполное сгорание твердого топлива 2, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла 1, из-за нехватки кислорода. Нехватка кислорода возникает из-за того, что после закрытия растопочного отверстия 7, и загрузочных дверец 3, поток воздуха, по воздушным каналам твердотопливного водогрейного котла 5, прекращается.

При неполном сгорании твердого топлива образуются газообразные продукты неполного сгорания твердого топлива, в состав которых входит значительное количество летучих химических соединений, которые не полностью окислились, или вообще не окислились но способны вступать в химическую реакцию с кислородом при температурах в 300°С - 600°С. Также в состав газообразных продуктов неполного сгорания твердого топлива, входят газообразные продукты полного сгорания твердого топлива. Газообразные продукты неполного сгорания твердого топлива, в литературе часто называют пиролизный газ.

Пиролизный газ, после закрытия растопочного отверстия 7, и загрузочных дверец 3, поступает в воздушные каналы твердотопливного водогрейного котла 5, и в газовые каналы твердотопливного водогрейного котла 9, естественным путем, двигаясь сверху вниз, до достижения, но меньшей мере, одного, газового отверстия 10. Через, по меньшей мере, одно, газовое отверстие 10, и сопло 11, пиролизный газ подают в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 12, приспособленный для сжигания пиролизного газа. Сопло 11 может быть изготовлено из огнеупорной керамики, или выложено из огнеупорного кирпича, например, как в котле Холмова [4]. Газовых отверстий 10, как правило, может быть несколько, поскольку не исключена возможность закупорки газовых отверстий 10, твердым топливом, или золой. Поэтому возможен случай, когда при работе твердотопливного водогрейного котла, будет использовано лишь одно газовое отверстие 10.

В установленном объеме твердотопливного водогрейного котла 12 осуществляют сжигание пиролизного газа. Для сжигания пиролизного газа, в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 12, приспособленный для сжигания пиролизного газа, подают дополнительный воздух через, по меньшей мере, одно, отверстие дополнительного воздуха 13. Отверстий дополнительного воздуха может быть больше одного, и располагаться они могут с разных сторон твердотопливного водогрейного котла. На фиг. 1, 4 направления движения воздуха указаны сплошными стрелками, а направления движения пиролизного газа указаны пунктирными стрелками.

После изначальной подачи пиролизного газа, в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 12, приспособленного для сжигания пиролизного газа, устанавливается стационарный режим работы твердотопливного водогрейного котла. Пиролизный газ подают в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 12 с установленного объема твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа, по газовым каналам твердотопливного водогрейного котла 9, через, по меньшей мере, одно, газовое отверстие 10 и сопло 11.

Вместе с тем, в установленный объем твердо топливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа, подают воздух через, по меньшей мере, одно, воздушное отверстие первичного воздуха 4, в твердотопливном водогрейном котле, и по воздушным каналам твердотопливного водогрейного котла 5, снизу вверх. Подача пиролизного газа и воздуха осуществляют естественным путем, без использования вентиляторов.

На фиг. 1 буквой h2 обозначена высота расположения самого низкого газового отверстия, в твердотопливном водогрейном котле, от плоскости опорной поверхности Q, на которой устанавливают твердотопливный водогрейный котел. Буквой h1 обозначена высота расположения самого высокого воздушного отверстия первичного воздуха, в твердотопливном водогрейном котле, от плоскости опорной поверхности Q, на которой устанавливают твердотопливный водогрейный котел. Высота h2 всегда должна быть больше высоты h1, при энергонезависимой работе твердотопливного водогрейного котла, то есть без использования вентиляторов. Это необходимо, чтобы исключить попадание пиролизного газа в отапливаемое помещение, при разжигании твердотопливного водогрейного котла.

При использовании вентиляторов в работе твердотопливного водогрейного котла, высота h2 не обязательно должна быть больше высоты h1.

Также при использовании вытяжного вентилятора, (на фиг. не указано), использовать заслонку 6, и растопочное отверстие 7, не требуется. Но в этом случае, твердотопливный водогрейный котел становится энергозависимым, и не может работать без электрического питания вентилятора.

При осуществлении заявляемого способа, увеличивают длину периода, между загрузками твердого топлива 2, в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа, в отопительный сезон, увеличивая массу или объем, одного и того же, твердого топлива 2, которое загружают в твердотопливный водогрейный котел, при его полной загрузке, не увеличивая, при этом, мощность твердотопливного водогрейного котла.

Это обусловлено тем, что при осуществлении этого способа, обеспечивают верхнее горение твердого топлива и/или горение твердого топлива в объеме твердого топлива, расположенного близко к верхней поверхности твердого топлива. Поэтому, высота загрузки твердого топлива 2, в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, на горение твердого топлива почти не влияет. Особенно это видно при сжигании дров, где зола, образовавшаяся при сжигании дров, занимает очень малый объем, по сравнению с объемом, который занимали дрова, до их сгорания. Что касается угля, то неполное его сгорание, с образованием пиролизного газа, может происходить в терриконах, на глубине десятков, и даже сотен метров.

Поэтому, высота загрузки твердого топлива 2, в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, может быть ограничена только габаритными размерами самого твердотопливного водогрейного котла, который устанавливают в помещении определенной высоты.

Площадь верхнего горения твердого топлива 2, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа, от воздушных каналов твердотопливного водогрейного котла 5, до газовых каналов твердотопливного водогрейного котла 9, может быть ограничена только габаритными размерами самого твердотопливного водогрейного котла, который устанавливают в помещении определенной площади, или на отрытой площадке определенной площади.

Наглядно это показано на фиг. 11, где установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа, значительно увеличен, без изменения размеров теплообменного устройства. Это делает твердотопливный водогрейный котел более удобным в эксплуатации.

Для того, чтобы увеличить длину периода, между загрузками твердого топлива 2, в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа, в отопительный сезон, увеличивая массу или объем, одного и того самого твердого топлива 2, которое загружают в твердотопливный водогрейный котел, при его полной загрузке, не увеличивая, при этом, мощность твердотопливного водогрейного котла, используют воздушные каналы твердотопливного водогрейного котла 5, и газовые каналы твердотопливного водогрейного котла 9, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа.

При этом, воздушным каналам твердотопливного водогрейного котла 5, обеспечивают такую конструкцию, чтобы они были частично или полностью открытыми по длине, со стороны твердого топлива 2, и обеспечивали прохождение воздуха на верхнюю поверхность твердого топлива, или в объем твердого топлива, расположенный близко к верхней поверхности твердого топлива, при его сгорания, и уменьшение высоты твердого топлива, относительно высоты твердого топлива, при его изначальной загрузке, и, при этом, чтобы воздушные каналы твердотопливного водогрейного котла 5 не закупоривались твердым топливом, или золой, при сгорании твердого топлива.

Газовым каналам твердотопливного водогрейного котла 9, также обеспечивают такую конструкцию, чтобы они были частично или полностью открытыми по длине, со стороны твердого топлива 2, и обеспечивали прохождение пиролизного газа с верхней поверхности твердого топлива, или из объема твердого топлива, расположенного близко к верхней поверхности твердого топлива, при его сгорания, и уменьшении высоты твердого топлива, относительно высоты твердого топлива, при его изначальной загрузке, и, при этом, чтобы газовые каналы не закупоривались твердым топливом, или золой, при сгорании твердого топлива.

Например, на фиг. 1-3 изображен твердотопливный водогрейный котел, в котором воздушные каналы 5, и газовые каналы 9, изготовлены из гнутых стальных деталей 14, и полностью открыты по длине, со стороны твердого топлива 2. Каждая гнутая деталь 14, в сечении А-А, (рис. 2) имеет форму прямого угла, и может содержать отверстия 15. На фиг. 2 темным цветом обозначены места присутствия пиролизного газа, что дополнительно указывает на газовые каналы 9. И каждая гнутая деталь 14 приварена к стальному листу 16. Где со стальных листов 16 изготовлен установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа. В этой конструкции газовые отверстия 10 и воздушные отверстия первичного воздуха 4, выполнены в стальных листах 16.

В таком установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, целесообразно сжигать дрова. Температура неполного сгорания древесины, как правило, составляет 300°С - 350°С. А окисления дешевых марок сталей, происходит при температуре 350°С, и выше.

В указанной на фиг. 1-3 конструкции твердотопливного водогрейного котла, стальные листы 16 входят в состав корпуса твердотопливного водогрейного котла 17.

Указанный на фиг. 1-3 твердотопливный водогрейный котел, также содержит теплоизоляцию корпуса 18. Корпус твердотопливного водогрейного котла 17 установлен на опорном каркасе 19, с которым соединены регулирующие винтовые опоры 20. Регулирующие винтовые опоры 20 позволяют ровно устанавливать твердотопливный водогрейный котел, на неровной поверхности.

Например, на фиг. 4-6 изображен твердотопливный водогрейный котел, в котором установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа, содержит футеровку 21. Футеровка 21 неразъемно соединена со стальными листами 16, из которых изготовлен установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1.

Футеровка может быть изготовлена из затвердевших смесей огнеупорных материалов и/или выложена из огнеупорного кирпича (в промышленных твердотопливных водогрейных котлах).

Футеровка предотвращает окисление стальных листов 16, при горении твердого топлива, и выполняет функцию теплоизоляции, из-за низкой теплопроводности. Это позволяет в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла 1, сжигать уголь, температура неполного сгорания которого лежит в пределах от 500°С до 600°С. В этой конструкции твердотопливного водогрейного котла, воздушные каналы 5, и газовые каналы 9. изготовлены из материала футеровки, и полностью открыты по длине, с стороны твердого топлива 2. При этом воздушные каналы 5, и газовые каналы 9, могут быть изготовлены вместе с футеровкой или уже неразъемно присоединены к футеровке, после ее изготовления.

На фиг. 5 темным цветом обозначены места присутствия пиролизного газа, что дополнительно указывает на газовые каналы 9. И газовые отверстия 10, и воздушные отверстия первичного воздуха 4, также могут быть изготовлены вместе с футеровкой, или уже выполнены в изготовленной футеровке. Также в этой конструкции газовые отверстия 10, и воздушные отверстия первичного воздуха 4, выполнены и в стальных листах 16. В указанной на фиг. 4-6 конструкции твердотопливного водогрейного котла, стальные листы 16 входят в состав корпуса твердотопливного водогрейного котла 17.

Указанный на фиг. 4-6 твердотопливный водогрейный котел, не содержит теплоизоляцию корпуса. Корпус твердотопливного водогрейного котла 17 установлен на опорном каркасе 19, с которым соединены регулирующие винтовые опоры 20.

Например, на фиг. 7-9 изображен твердотопливный водогрейный котел, в котором воздушные каналы 5, и газовые каналы 9, изготовлены из перфорированных пластин 22, и из держателей перфорированных пластин 23, где каналы частично открыты по длине, со стороны твердого топлива 2. Перфорированные пластины 22 содержат отверстия перфорированных пластин 24, через которые проходят пиролизный газ, или воздух, при работе твердотопливного водогрейного котла.

Сами перфорированные пластины 22 разъемно соединены с держателями перфорированных пластин 23, с помощью крючков перфорированных пластин 25 и/или кронштейнов перфорированных пластин 26, которые неразъемно соединены с держателями перфорированных пластин 23 путем сварки металла. А сами держатели перфорированных пластин 23 соединены путем сварки, со стальными листами 16. И сами перфорированные пластины 22 содержат соединительные отверстия перфорированных пластин 27, с помощью которых они разъемно соединяются с крючками перфорированных пластин 25, и/или кронштейнами перфорированных пластин 26.

Указанные на фиг. 7-9 конструкции воздушных каналов 5, и газовых каналов 9, позволяют сжигать в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа, мелкофракционное твердое топливо, например топливные пеллеты. При этом ширина или диаметр отверстий перфорированных пластин 24, не должны превышать размеры фракции мелкофракционного топлива.

Указанный на фиг. 7-9 твердотопливный водогрейный котел, также содержит теплоизоляцию корпуса 18. корпус твердотопливного водогрейного котла 17 установлен на опорном каркасе 19, с которым соединены регулирующие винтовые опоры 20. В этой конструкции также газовые отверстия 10, и воздушные отверстия первичного воздуха 4, выполнены в стальных листах 16. При чистке газовых каналов 9, или газовых отверстий 10, перфорированные пластины 22 можно легко снимать с крючков перфорированных пластин 25, и/или кронштейнов перфорированных пластин 26, которые неразъемно соединены с держателями перфорированных пластин 23, путем сварки металла.

При использовании конструкции твердотопливного водогрейного котла, указанной на фиг. 7-9, а также при использовании конструкции твердотопливного водогрейного котла, указанной на фиг. 10-11, уменьшают влияние горения твердого топлива 2, на внутреннюю поверхность установленного объема твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, используя защитные металлические пластины 28. Защитные металлические пластины 28 могут быть изготовлены из обычной листовой стали, или из нержавеющей листовой стали, где толщина листа нержавеющей листовой стали может лежать в пределах от 0,3 мм до 0,5 мм.

Защитные металлические пластины 28 содержат отверстия защитных металлических пластин 29, с помощью которых они разъемно крепятся к кронштейнам защитных металлических пластин 30, которые в свою очередь неразъемно соединены со стальными листами 16, установленного объема твердотопливного водогрейного котла 1, путем сварки. Таким образом, защитные металлические пластины 28, защищают стальные листы 16 от окисления (прогорания). А при прогорании защитной металлической пластины 28, ее можно легко снять с кронштейнов защитных металлических пластин 30, и заменить новой. Это существенно уменьшит затраты на ремонт твердотопливного водогрейного котла.

Использование защитных металлических пластин 28, даже из дешевых марок сталей, способных к окислению, значительно увеличит ресурс работы установленного объема твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, и как следствие увеличит ресурс работы всего твердотопливного водогрейного котла.

В твердотопливном водогрейном котле, конструкция которою указана на фиг. 7-9, целесообразно сжигать твердое топливо, температура неполного сгорания которого, не превышает 350°С. Это, например, дрова, пеллеты, горючие отходы переработки агропромышленной продукции, отходы обработки древесины. Защитные металлические пластины 28, а также перфорированные пластины 22, здесь возможно использовать из дешевых марок сталей, способных окисляться при температурах в 350°С и выше.

В твердотопливном водогрейном котле, конструкция которого указана на фиг. 10-11, возможно сжигать уголь, как крупных так и мелких фракций. Для этого защитные металлические пластины 28, а также перфорированные пластины 22 должны быть изготовлены из нержавеющей листовой стали. При этом также необходимо использовать водяною рубашку 31, охватывающую установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива.

Это уменьшит тепловые нагрузки на корпус твердотопливного водогрейного котла 17. К тому же дно установленного объема твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, как в конструкции твердотопливного водогрейного котла на фиг. 10-11, так и в конструкции твердотопливного водогрейного котла на фиг. 7-9, должно иметь футеровку 32, которая может быть изготовлена, например, из огнеупорного кирпича. Все щели между огнеупорным кирпичом, в этом случае, могут быть заполнены сажей и/или золой, в процессе эксплуатации котла.

При работе твердотопливного водогрейного котла, конструкция которого указана на фиг. 10-11, и при работе твердотопливного водогрейного котла, конструкция которого указана на фиг. 7-9, защитные металлические пластины 28 из нержавеющей стали толщиной 0,3-0,5 мм, будут прижаты твердым топливом к стальным листам 16. Все щели между защитными металлическими пластинами 28, а также все отверстия в защитных металлических пластинах 28 будут заполнены сажей и/или золой. Сажа и зола, дополнительно экранируют стальные листы 16 от влияния горения твердого топлива. Это увеличит ресурс работы твердотопливного водогрейного котла.

Аналогично, используя защитные металлические пластины, можно уменьшать влияние горения твердого топлива, на внутреннюю стальную поверхность всех твердотопливных водогрейных котлов, с которой взаимодействует твердое топливо, при горении.

Объем пиролизного газа, который подают в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 12, приспособленный для сжигания пиролизного газа, в единицу времени, регулируют заслонкой первичного воздуха 33, более открывая ее, или менее открывая ее, в автоматическом режиме, (при естественной подаче пиролизного газа в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 12).

Заслонкой первичного воздуха 33, прежде всего, регулируют поток воздуха в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, через, по меньшей мере, одно, воздушное отверстие первичного воздуха 4, в твердотопливном водогрейном котле, и по воздушным каналам твердотопливного водогрейного котла 5. Объем пиролизного газа, который подают в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 12, приспособленный для сжигания пиролизного газа в, единицу времени, напрямую зависит от объема первичного воздуха, которое подают в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1, в единицу времени.

При использовании вытяжного вентилятора, подачу пиролизного газа, который подают в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 12, приспособленный для сжигания пиролизного газа, в единицу времени, возможно дополнительно регулировать, с помощью вытяжного вентилятора, уменьшая или увеличивая его количество оборотов в единицу времени, также в автоматическом режиме.

Тепловую энергию, которую получают после сжигания пиролизного газа, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла 12, используют для нагрева воды, с помощью теплообменного устройства.

В заявляемом способе, для отбора тепловой энергии из газообразных продуктов сгорания твердого топлива, можно использовать теплообменные устройства существующих конструкций.

Например, для отбора тепловой энергии из газообразных продуктов сгорания твердого топлива, можно использовать пакеты труб, заполненных водой, которые своей внешней поверхностью контактируют с газообразными продуктами сгорания твердого топлива, или для отбора тепловой энергии из газообразных продуктов сгорания твердого топлива, можно использовать стальные детали прямоугольного сечения, заполненные водой, которые также своей внешней поверхностью контактируют с газообразными продуктами сгорания твердого топлива, или для отбора тепловой энергии из газообразных продуктов сгорания твердого топлива, возможно использовать стальные емкости, заполненные водой, содержащие пакеты труб, через которые пропускают газообразные продукты сгорания твердого топлива.

Указанные теплообменные устройства целесообразно применять для отбора тепловой энергии из газообразных продуктов сгорания твердого топлива, при использовании, по меньшей мере, одного вентилятора, например, в источнике информации [3], или вентилятора, всасывающего в дымоход газообразные продукты сгорания твердого топлива (дымовые газы), например в классических пиролизных водогрейных котлах [5].

При использовании вентиляторов в работе твердотопливного водогрейного котла порывы ветра за пределами отапливаемого помещения никак не влияют на работу твердотопливного водогрейного котла. Но в этом случае твердотопливный водогрейный котел является энергозависимым, от электроснабжения.

Без использования вентиляторов, при естественной подаче пиролизного газа, в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, порывы ветра за пределами отапливаемого помещения, существенно влияют на сжигание пиролизного газа. При порывах ветра происходит выдувание пиролизного газа из объема, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, в дымоход, что приводит к неполному сгоранию пиролизного газа. Это значительно уменьшает коэффициент полезного действия твердотопливного водогрейного котла.

Чтобы уменьшить влияние порывов ветра, на сжигание пиролизного газа, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла 12, при движении пиролизного газа естественным путем, используют теплообменное устройство 34. Где теплообменное устройство 34. содержит детали колпаковой формы, в частности нижнюю колпаковую деталь теплообменного устройства 35, и верхнюю колпаковую деталь теплообменного устройства 36, которые заполнены водой 37 (фиг. 1, 2, 4, 5, 7, 8, 11, 12). На фиг. 8, 9, и 11, движение воды в теплообменное устройство 34, и с теплообменного устройства 34, указано сплошными стрелками.

Газообразные продукты сгорания твердого топлива, образовавшиеся после сгорания пиролизного газа, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла 12, при подаче в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 12 дополнительного воздуха через, по меньшей мере, одно отверстие дополнительного воздуха 13, могут иметь температуру в 1000°С - 1200°С.

При такой температуре их плотность, более чем в четыре раза меньше, от плотности газообразных продуктов сгорания твердого топлива, при комнатной температуре. Плотность газообразных продуктов сгорания твердого топлива, мало отличается от плотности воздуха, поскольку в состав газообразных продуктов сгорания твердого топлива, также входит около 78 процентов азота (как и в составе воздуха), который почти не вступает в химические реакции при сгорании твердого топлива.

Под действием атмосферного давления, газообразные продукты сгорания твердого топлива, образовавшиеся после сгорания пиролизного газа, движутся вверх, обеспечивая поток пиролизного газа в установленный объем твердотоплрвного водогрейного котла 12, и поток первичного воздуха в установленный объем твердотопливного водогрейного котла 1.

Под колпаком нижней колпаковой детали теплообменного устройства 35, происходит разделение газообразных продуктов сгорания твердого топлива (газов), на более горячие газы, и менее горячие газы. На фиг. 12 сплошными стрелками указано движение более горячих газов, а пунктирными стрелками указано движение менее горячих газов.

Более горячие газы движутся под колпаком нижней колпаковой детали теплообменного устройства 35, сначала снизу вверх, а затем сверху вниз.

Менее горячие газы вытесняются из под колпака нижней колпаковой детали теплообменного устройства 35, более горячими газами, поскольку более горячие газы имеют меньшую плотность, и соответственно, на них действует большая выталкивающая сила атмосферного давления.

Более горячие газы сначала движутся снизу вверх, под колпаком нижней колпаковой детали теплообменного устройства 35, но затем, отдав часть своей тепловой энергии воде 37, вытесняются сверху вниз теми более горячими газами, которые еще не успели отдать свою тепловую энергию воде 37.

Таким образом, под колпаком нижней колпаковой детали теплообменного устройства 35, образуется два столба более горячих газов, где высота того столба более горячих газов, движущихся снизу вверх, составляет значение Р1, а высота того столба более горячих газов, движущихся сверху вниз, составляет значение Р2 (рис. 12).

Аналогичные потоки газов есть и под колпаком верхней колпаковой детали теплообменного устройства 36. Под колпаком верхней колпаковой детали теплообменного устройства 36, также образуется два столба более горячих газов, где высота того столба более горячих газов, движущихся снизу вверх, составляет значение Р3, а высота того столба более горячих газов, движущихся сверху вниз, составляет значение Р4 (рис. 12).

При порывах ветра уменьшается атмосферное давление, прежде всего, на выходе газов из дымохода твердотопливного водогрейного котла. Это увеличивает разницу давления между давлением в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла 12 и давлением на выходе газов из дымохода.

Увеличение разницы давления, при порывах ветра, приводит к увеличению скорости потока лишь менее горячих газов, направление движения которых, на фиг. 12 указано пунктирными стрелками.

Скорость движения более горячих газов, под колпаком нижней колпаковой детали теплообменного устройства 35, направление движения которых, на фиг.12 указано сплошными стрелками, зависит от числового (скалярного) значения разницы между выталкивающей силой, действующей на столб газов, высота которого Р1, и выталкивающей силой, действующей на столб газов, высота которого Р2. Выталкивающая сила, действующая на столб газов, высотой Р1, должна быть больше выталкивающей силы, действующей на столб газов, высотой Р2.

Разница между указанными выталкивающими силами, пропорциональна разности между значениями высоты Р1, и высоты Р2, а также пропорциональна разнице между температурами газов, в столбе газов высотой Р1, и в столбе газов высотой Р2. От температуры зависит плотность газов, а от высоты столба газов зависит объем газов, на который действует выталкивающая сила атмосферного давления.

Уменьшение атмосферного давления при порывах ветра, почти одинаково действует на столб газов высотой Р1, и на столб газов высотой Р2. Поэтому порывы ветра почти не влияют на поток более горячих газов под колпаком нижней колпаковой детали теплообменного устройства 35.

Аналогично, порывы ветра почти не влияют на движение более горячих газов под колпаком верхней колпаковой детали теплообменного устройства 36.

Здесь также, выталкивающая сила, действующая на столб газов, высотой Р3, должна быть больше выталкивающей силы, действующей на столб газов, высотой Р4. И здесь также уменьшение атмосферного давления, при порывах ветра, почти одинаково действует на столб газов высотой Р3, и на столб газов высотой Р4. Это обеспечивает энергонезависимость твердотопливного водогрейного котла, от

электроснабжения, при сжигании пиролизного газа.

Аналогичное движение газов используют при отборе тепловой энергии, из газообразных продуктов сгорания твердого топлива, в колпаковой печи Кузнецова [6], [7]. Но по сравнению с этим способом, в способе, который заявляется, новым является то, что отбор тепловой энергии, из газообразных продуктов сгорания твердого топлива, осуществляют в теплообменном устройстве твердотопливного водогрейного котла, при сжигании пиролизного газа.

При использовании колпаковых деталей, заполненных водой, в теплообменном устройстве, увеличивают плотность теплового потока через единицу площади металлической контактной поверхности теплообменного устройства, к воде. Это обусловлено тем, что с поверхностью колпаковой детали, взаимодействуют наиболее нагретые газы, при постоянной замене газов, отдавших свою тепловую энергию, на более нагретые газы, поступающие к поверхности колпаковой детали. Это уменьшает материалоемкость теплообменного устройства.

В существующих теплообменных устройствах, происходит постоянная турбулизация газов, и постоянное перемешивание более горячих газов, с менее горячими газами. Поэтому, с контактными поверхностями теплообменного устройства, взаимодействуют перемешанные, как более горячие, так и менее горячие газы. Это уменьшает среднюю температуру газов, взаимодействующих с контактными поверхностями теплообменного устройства, что в свою очередь уменьшает плотность теплового потока через единицу площади металлической контактной поверхности теплообменного устройства, к воде, и соответственно, увеличивает материалоемкость теплообменного устройства.

Очистку верхней колпаковой детали теплообменного устройства 36, от сажи, осуществляют с помощью верхних дверец теплообменника 38, которые имеют внутреннюю теплоизоляцию 39, которая может быть изготовлена, например, из огнеупорной керамики, или из огнеупорного кирпича.

Очистку нижней колпаковой детали теплообменного устройства 35, от сажи, и очистки сопла 11 от сажи, осуществляют с помощью нижних дверец теплообменника 40, которые имеют внутреннюю теплоизоляцию, аналогично теплоизоляции 39.

Удаление золы из установленного объема твердотопливного водогрейного котла 1, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, осуществляют с помощью разгрузочных дверец 41 (фиг. 10). Разгрузочные дверцы 41, и загрузочные дверцы 3, также могут содержать защитную футеровку, со стороны загруженного твердого топлива 2 (на фиг. не указано). Чистку газовых каналов 9, и газовых отверстий 10 от сажи, осуществляют используя разгрузочные дверцы 41, и загрузочные дверцы 3.

Таким образом, способ работы твердотопливного водогрейного котла, позволяет увеличить длительность периода, между загрузками твердого топлива в твердотопливный водогрейный котел, в отопительный сезон, при его полной загрузке, увеличивая массу или объем, одного и того же, твердого топлива, которое загружают в твердотопливный водогрейный котел, при его полной загрузке, не увеличивая, при этом, мощность твердотопливного водогрейного котла. Это делает твердотопливный водогрейный котел более удобным в эксплуатации.

Также заявляемый способ позволяет уменьшить влияние горения твердого топлива, на внутреннюю поверхность установленного объема твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, увеличивает ресурс работы твердотопливного водогрейного котла.

И также, способ работы твердотопливного водогрейного котла, позволяет уменьшить влияние порывов ветра, на сжигание пиролизного газа, в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, при движении пиролизного газа естественным путем. Это обеспечивает энергонезависимость твердотопливного водогрейного котла, при сжигании пиролизного газа.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Способ опробован в лабораторных условиях. В качестве установленного объема твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, использован был стальной короб. Воздушные каналы, и газовые каналы, были изготовлены из гнутых стальных деталей, аналогично конструкций воздушных каналов, и газовых каналов, указанных на фиг. 1-3. Пиролизный газ, полученный при неполном сгорания твердого топлива (дров), сжигали в отдельной емкости, приспособленной для сжигания пиролизного газа. Тепловой энергией, полученной при сжигании пиролизного газа, нагревали емкость с водой.

Высота загруженного твердого топлива (дров), в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, почти никак не влияла на верхнее неполное сгорание твердого топлива.

Влияние горения твердого топлива на нержавеющую сталь, проверять не нужно, поскольку низкие окислительные свойства нержавеющих сталей давно известны.

Влияние порывов ветра и изменений атмосферного давления, на работу печей Кузнецова, также давно опробовано.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент Украины на полезную модель №30017, (2006) F23L 1/00, опубликован 11.02.2008.

2. Патент Украины на полезную модель №62409, (2011.01) F24H 1/50, (2006.01) F24B 9/00, (2006.01) F24C 13/00, опубликован 25.08.2011, бюл. №16

3. Патент Украины на полезную модель №84800, (2013.01) F23B 60/00, (2013.01) F23L 1/00, опубликован 25.10.2013, бюл. №20.

4. Котел Холмова http://udobnovdome.ru/kotel-xolmova/

5. Устройство и схема пиролизного котла. http://cotlix.com/37-sxema-piroliznogo-kotla

6. Колпаковая печь Кузнецова. http://teplowood.ru/pechi-kuznecova.html

7. Колпаковая печь Кузнецова.

http://www.comfortclub.ru/publ/19-1-0-1586

1. Способ работы твердотопливного водогрейного котла, включающий периодическую загрузку твердого топлива в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива с образованием пиролизного газа, подачу воздуха в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, разжигание твердотопливного водогрейного котла путем разжигания загруженного твердого топлива на его поверхности в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, дальнейшую подачу пиролизного газа сверху вниз в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, и дополнительную подачу воздуха в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, сжигание пиролизного газа, нагрев воды нагретыми веществами, образовавшимися при сгорании пиролизного газа, используя теплообменное устройство, и последующее удаление газообразных продуктов сжигания пиролизного газа из твердотопливного водогрейного котла в дымоходное отверстие, а также удаление золы, образовавшейся после сжигания твердого топлива, из твердотопливного водогрейного котла, отличающийся тем, что увеличивают длительность периода между загрузками твердого топлива в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива с образованием пиролизного газа, в отопительный сезон, увеличивая массу или объем одного и того же твердого топлива, которое загружают в твердотопливный водогрейный котел при его полной загрузке, не увеличивая при этом мощность твердотопливного водогрейного котла, используя для этого воздушные каналы твердотопливного водогрейного котла и газовые каналы твердотопливного водогрейного котла в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, приспособленном для неполного сгорания твердого топлива, с образованием пиролизного газа, и в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, подают воздух через по меньшей мере одно воздушное отверстие первичного воздуха в твердотопливном водогрейном котле и по воздушным каналам твердотопливного водогрейного котла снизу вверх, где воздушным каналам твердотопливного водогрейного котла обеспечивают такую конструкцию, чтобы они были частично или полностью открытыми по длине со стороны твердого топлива и обеспечивали прохождение воздуха на верхнюю поверхность твердого топлива или в объем твердого топлива, расположенного близко к верхней поверхности твердого топлива при его сгорании и уменьшении высоты твердого топлива относительно высоты твердого топлива при его изначальной загрузке, и при этом, чтобы воздушные каналы твердотопливного водогрейного котла не закупоривались твердым топливом или золой при сгорании твердого топлива, обеспечивают неполное сгорание твердого топлива на верхней поверхности твердого топлива или в объеме твердого топлива, расположенного близко к верхней поверхности твердого топлива, с образованием пиролизного газа, после чего пиролизный газ подают в установленный объем твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа через по меньшей мере одно газовое отверстие в твердотопливном водогрейном котле, а также по газовым каналам твердотопливного водогрейного котла сверху вниз, где газовым каналам твердотопливного водогрейного котла обеспечивают такую конструкцию, чтобы они были частично или полностью открытыми по длине, со стороны твердого топлива, и обеспечивали прохождение пиролизного газа с верхней поверхности твердого топлива или из объема твердого топлива, расположенного близко к верхней поверхности твердого топлива во время его сгорания и уменьшения высоты твердого топлива относительно высоты твердого топлива при его изначальной загрузке, и при этом, чтобы газовые каналы твердотопливного водогрейного котла не закупоривались твердым топливом или золой при сгорании твердого топлива.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уменьшают влияние горения твердого топлива на внутреннюю поверхность установленного объема твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для неполного сгорания твердого топлива, используя защитные металлические пластины.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уменьшают влияние порывов ветра на сжигание пиролизного газа в установленном объеме твердотопливного водогрейного котла, который приспособлен для сжигания пиролизного газа, при движении пиролизного газа естественным путем, используя детали теплообменного устройства колпаковой формы, которые заполнены водой, и при этом наиболее низко расположенное газовое отверстие, через которое подают пиролизный газ, располагают в твердотопливном водогрейном котле выше наиболее высоко расположенного воздушного отверстия, через которое подают воздух для неполного сгорания твердого топлива.