ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ С ПЕРЕМЕННОЙ ОБЪЕМНОЙ ТЕПЛОВОЙ НАПРЯЖЕННОСТЬЮ ТОПКИ

Изобретение относится к котельным агрегатам для нагревания теплоносителя систем отопления и горячего водоснабжения, а именно к теплогенера-торам в жилых, общественных и в промышленных зданиях.
Сущность изобретения заключается в том, что целью повышения полноты выгорания топлива и снижения количества вредных выбросов топка водогрейного котла снабжена подвижной колосниковой решеткой подъемным механизмом перемещения колосниковой решетки в вертикальном направлении.
Эффективность водогрейного котла достигается повышением скорости потока газа по ходу движения, а полнота горения - увеличением объема топки - сжигаются летучие вещества; уменьшением объема топки – коксовый остаток твердо-го топлива.

Изобретение относится к котельным агрегатам для нагревания теплоносителя систем отопления и горячего водоснабжения, а именно к теплогенератора в жилых, общественных и в промышленных зданиях.
Котел предназначен для использования в системах отопления и горячего водоснабжения. Котел состоит из топки с вмонтированной в ней подвижной в вертикальном направлении колосниковой решеткой.
Известны множество водогрейные твердотопливные котлы малой мощности, в которых объем топочного пространства остаются постоянным [1-2].
Недостатком существующих водогрейных котлов малой мощности является постоянство активного объема топки, в которых невозможно эффективное сжигание различного рода твердого топлива.
Известна топочная камера [3] содержащая экранную трубчатую поверхность нагрева верхний и нижний кольцевые коллекторы, соединенные экранами и опускными трубами, и горелочное устройство с возможностью вертикального перемещения. Она предназначена для сжигания газо-образного топлива.
Недостаткам конструкции является невозможность сжигания твердого топлива, очистка поверхностей, большого количества холодных поверхностей, снижающих эффективность сжигания.
В качестве прототипа выбран водогрейный котел [4], в котором повышение эффективности достигается изменением объема топки. Котел со-держит барабан, в котором размещены топка с горелочным устройством и конвективная часть, выполненная из дымогарных труб, при этом передняя стенка топки вместе с горелочным устройством выполнена подвижной с возможностью изменения объема топки в зависимости от температуры, а на выходе из топки дополнительно установлен датчик температуры. На передней стенке закреплено газогорелочное устройство. Передняя стенка выполнена подвижной и установлена на барабане с конвективной частью.
Недостатком является невозможность достижения полноты сгорания на частичных нагрузках.
1.Для более полного сжигания летучих веществ необходимы большие объёмы топки, а для сжигания коксового остатка - меньшие объемы топки. 2.По ходу движения газа лучистая составляющая теплообмена уменьшается и снижает эффективность теплосъёма
Цель изобретения является повышение эффективности сжигания различных по составу, характеристик и свойствам твёрдых топлив в топке за счет регулирования величины теплового напряжения в топочном пространстве и увеличение конвективной составляющей теплообмена со стороны газа.
Цель достигается в том, что колосниковая решетка предлагаемого твердотопливного котла закреплена на подъемном механизме с возможностью перемешаться в вертикальном направлении,
за счет чего может изменить тепловое напряжение объема топки обеспечивать необходимую величину температуры для более полного сжигания топлива и повышения эффективности котла, и направляющие стойки колосниковой решетки выполнены полыми.
Поверхность колосниковой решетки выполнена с выступами, причем расстояние между ними меньше размера частицы топлива.
На чертеже представлена схема водогрейного отопительного котла с расположением колосниковой решетки, подъемного механизма, трубного барабана.
Водогрейный твердотопливный котел малой мощности Фиг.1 состоит из топки 1 смонтирован-ной и подвижной относительно луче воспринимающей поверхности колосниковой решетки 2, подъемный механизм 3, дополнительного барабана 4 заполненного водой с переходной трубкой 5, нижней газ распределяющей камерой 6, основно-го барабана заполненного водой емкости 7, с цен-тральной газоотводящей трубой 8, верхней газо-распределительной трубы камеры 9, нисходящих 10 (по периметру трубного барабана диаметром ) и восходящих 11 (по периметру трубного барабана диаметром газоотводящих труб, крышки верхней камеры 12, дымовой трубы 13, патрубков входа холодной воды 14 и выхода нагретой воды 15, а также переходного патрубка 16 и патрубка выпуска воздуха 17. Топка снабжена дверкой для загрузки топливом топливника и разгрузки образующей золы 18, термометром для определения температуры воды в котле 19.
Твердотопливный водогрейный котел работает следующим образом: котел заполняется водой через патрубок 20. Через загрузочную дверку 16 осуществляется загрузка топливом на поверхности колосниковой решетки 2 топки 1. Загруженное топливо поджигается, например, щепками древесины. Воздух для горения топлива поступает че-рез отверстия просверленное в загрузочной дверке 16. Образующиеся продукты горения из топки поступают в нижнюю газораспределительную камеру 6 через переходную газовую трубу 5. Да-лее продукты сгорания топлива распределяются по восходящим 11 газоотводным трубам, расположенные по большому диаметру трубного барабана и попадают в верхнюю газораспределительную камеру 9, разворачиваются и по нисходящим 10 газоотводящим трубам, расположенные по диаметру трубного барабана опускаются вниз в камеру сбора газов с перегородкой 21 и далее поступает в центральную газоотводящую трубу 8 диаметром D
При движении продуктов горения по газоотводным трубам, скорость потока газов по ходу движения изменяется в большую сторону из-за уменьшения площади поперечного сечения с восходящими и нисходящими потоками газа, увеличивая конвективную составляющую теплообмена со стороны продуктов горения.
Вода, поступающая из системы водяного отопления или из водопровода посредством па-трубка 14 или патрубка 20 поступает в дополни-тельную емкость 4, нижняя луче воспринимающая поверхность которого направлена в топку и нагревается лучистым потоком от продуктов го-рения или горящего коксового остатка, частично нагревается и по переходному патрубку 16 поступает в объем трубного барабана 7. Далее за счет теплопередачи от продуктов горения в газоотводящих трубах к воде последнее повышает свою температуру и выходит из котла через патрубок 15.
Эффективность водогрейного котла достигается повышением скорости потока газа по ходу движения, а полнота горения - увеличением объема топки - сжигаются летучие вещества; уменьшением объема топки – коксовый остаток твердого топлива.

1. Стырикович М.А. Котельные установки. М.: Госэнергоиздат, 1959. – 487 с.
2. Роддатис К.Ф. Котельные установки – М.: Энер-гия, 1977 – 432 с.
3. А.И. Иванов, В.Л. Кондрацкий и др. Топочная камера. SU1825934 А1 F23 С 3/00
4. Магнитский Ю.А.,Гордиков В.В.,Жигулин И.А. Котел. Патент РФ №2170877