RU2849231C1 - Система сжигания топлива с устройством для увеличения полноты сгорания топлива - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области теплообменного оборудования, а именно к системам для сжигания топлива в нагревательных устройствах, работающих на твердом топливе (дрова, древесные и торфяные брикеты, уголь), предназначенных для нагрева воздуха в помещениях. Система сжигания топлива с устройством для увеличения полноты сгорания топлива содержит топочную камеру с дверкой для закладывания дров, колосниковую решетку, поддувало с зольным ящиком и поддувальной дверкой, дымоходную труб. В топочной камере над колосниковой решеткой расположено устройство для увеличения полноты сгорания топлива, представляющее собой плоскую рабочую поверхность с бортами и ножками, на которых оно стоит в топочной камере таким образом, что между нижней поверхностью устройства для увеличения полноты сгорания топлива и колосниковой решеткой есть воздушное пространство. Технический результат - более полное сгорание твердого топлива и дожигание дымовых газов внутри топочной камеры, уменьшение выбросов дымовых газов и несгоревших частиц топлива через дымоход в окружающую среду. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области теплообменного оборудования, а именно к системам для сжигания топлива в нагревательных устройствах, работающих на твердом топливе (дрова, древесные и торфяные брикеты, уголь), предназначенных для нагрева воздуха в помещениях.

Общеизвестным является факт применения колосниковых печей в качестве нагревательных устройств, работающих на твердом топливе (дрова, древесные и торфяные брикеты), для нагрева воздуха в помещениях.

Анализ запатентованных технических решений колосниковых печей показал, что в том или ином сочетании все они содержат топочную камеру, дверцы для закладывания топлива и поступления воздуха, колосниковую решетку, поддувальник (воздушный канал), зольный ящик, дымоходную трубу (российские патенты на изобретения №№2792953, 2023210, 2126113 и полезные модели №№176209, 108822, иностранные изобретения №№JP2013064560A, CN210425111U, DE3140498A1).

В решении по российскому патенту на изобретение №2453771 «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТЕПЛООТДАЧИ ПЕЧНЫХ ГАЗОВ» печь содержит корпус со стенками и верхней крышкой. В корпусе печи расположена камера сгорания с зоной горения и выполнены каналы подачи воздуха в зону горения камеры сгорания и каналы отвода продуктов сгорания из камеры сгорания. Каналы соединены с вытяжной трубой. На корпусе установлена с возможностью вращения в рамке дверка 9 с замком. При этом в верхней части печи, между камерой сгорания и вытяжной трубой, устанавливается профилированный экран устройства с образованием полости, ограниченной верхней крышкой, стенками и профилированным экраном устройства.

В качестве прототипа по совокупности существенных признаков (общей конструкции устройства) было выбрано техническое решение «Отопительная печь с многотопливной камерой сгорания и подачей вторичного воздуха» по иностранному патенту на изобретение №DE3140498A1 (дата приоритета 13.10.1981, патентно-информационная система Espacenet). Печь характеризуется наличием камеры сгорания (топки), зольной камеры (служит распределителем воздуха для горения), дверок зольной камеры и камеры сгорания, зольника, колосниковой решетки и дымоходного патрубка.

В указанных технических решениях, включая прототип, как и во всех классических колосниковых печах, воздух на горение подается снизу через поддувало (зольную камеру) и колосниковую решетку, далее проходит через весь объем топлива снизу в верх. Холодный воздух, проходя сквозь топливо, практически сразу поступает в дымоход, унося с собой большое количество газов (дыма), которые при нагреве высвобождаются из угля и древесины. Образующиеся при сгорании топлива газы, не успевают прогореть в полном объеме и частично улетучиваются в дымоход. Дрова также не успевают прогореть полностью, и в результате некоторое количество несгоревших частиц топлива улетучивается и оседает на стенках дымохода в виде сажи и креозота. Креозотные отложения под воздействием влаги образуют агрессивную среду, которая разрушает дымоход и снижает срок его службы. При сгорании топлива зола, а также часть несгоревших углей через колосниковую решетку падают в зольный ящик, и угли догорают уже там и не участвуют в нагреве печи. Зачастую топливо горит только над колосниковой решеткой, а по углам еле тлеет. Колосниковая решетка постоянно перегревается, поэтому является расходным материалом и со временем ее приходится менять.

Таким образом, недостатками конструкций классических колосниковых печей является повышенное количество выбросов газов (дыма) и несгоревших частиц топлива через дымоход наружу, низкое КПД печи и уменьшение срока эксплуатации колосниковой решетки и дымохода.

Целью заявленного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а именно увеличение КПД системы сжигания твердого топлива, уменьшение выбросов дымовых газов и несгоревших частиц топлива в окружающую среду и увеличение срока эксплуатации системы.

Цель достигается тем, что в конструкцию системы сжигания топлива включено специальное устройство для увеличения полноты сгорания топлива - чаша для твердого топлива, представляющая собой плоскую рабочую поверхность с бортами и ножками на нижней поверхности, на которых она стоит в топочной камере над колосниковой решеткой таким образом, что между нижней поверхностью чаши и колосниковой решеткой есть воздушное пространство.

Соответственно, технический результат заявляемого технического решения состоит в том, что конструкция предложенной системы сжигания топлива с устройством для увеличения полноты сгорания топлива обеспечивает более полное сгорание твердого топлива и дожигание дымовых газов внутри топочной камеры, что позволяет увеличить КПД системы за счет более полного использования тепловой энергии, полученной от сгорания твердого топлива, уменьшить выбросы дымовых газов и несгоревших частиц топлива через дымоход в окружающую среду, а также увеличить срок эксплуатации колосниковой решетки и дымохода.

Технический результат достигается тем, что система сжигания топлива с устройством для увеличения полноты сгорания топлива характеризуется тем, что состоит из топочной камеры с дверкой для закладывания дров, колосниковой решетки, поддувала с зольным ящиком и поддувальной дверкой, дымоходной трубы, отличающаяся тем, что в топочной камере над колосниковой решеткой расположено устройство для увеличения полноты сгорания топлива, представляющее собой плоскую рабочую поверхность с бортами и ножками, на которых оно стоит в топочной камере таким образом, что между нижней поверхностью устройства для увеличения полноты сгорания топлива и колосниковой решеткой есть воздушное пространство.

Заявляемое техническое решение поясняется схематическими изображениями общей конструкции системы сжигания топлива с устройством для увеличения полноты сгорания топлива (фиг.1), а также иллюстрацией ее применения со сжиганием дров, расположенных на устройстве для увеличения полноты сгорания топлива, и указанием направления потока воздуха (фиг.2), где 1 - топочная камера, 2 - дверка топочной камеры для закладывания твердого топлива, 3 - колосниковая решетка, 4 - поддувало, 5 -зольный ящик, 6 - поддувальная дверка, 7 - дымоходная труба, 8 - устройство для увеличения полноты сгорания топлива, 9 - дрова, 10 - огонь, 11 - направление потока воздуха.

Для получения технического результата изобретение может быть осуществлено следующим предпочтительным образом, не исключающим иные способы осуществления в рамках заявленной формулы изобретения.

Использованные в настоящем описании термины и определения не ограничиваются их однозначным буквальным обозначением, например, вместо дров 9 может быть использовано любое другое твердое топливо (древесные и торфяные брикеты, уголь), под дымоходной трубой 7 может пониматься также дымоходный патрубок, под поддувалом 4 понимается также воздушный канал, под зольным ящиком 5 - зольник, под топочной камерой 1 - камера сгорания, топка, под колосниковой решеткой 3 - колосник т.п. Данное обстоятельство должно быть очевидным для любого специалиста в данной области техники.

Под системой сжигания твердого топлива понимается в первую очередь колосниковая печь, однако объем испрашиваемой правовой охраны не ограничивается только колосниковой печью, в качестве системы сжигания твердого топлива может быть применено устройство с любым другим названием, имеющее указанную в формуле конструкцию.

Под устройством для увеличения полноты сгорания топлива 8 понимается в том числе чаша для дров или иного твердого топлива, ящик для твердого топлива и любое другое определение, соответствующее указанной в формуле конструкции устройства 8.

Для применения заявленной системы сжигания топлива дрова 9 укладываются в чашу для дров 8, при этом воздух на горение поступает по направлению 11 через поддувало 4, проходит через колосниковую решетку 3 под нижней поверхностью чаши 8, прогревается, «омывая» ее с низу и с боков и горячим подается на верхний слой и с торцов укладки дров 9. Дрова 9 разгораются постепенно поверх их укладки, а те, которые находятся внутри укладки, служат запасом топлива, постепенно вовлекаясь в процесс горения 10 и сгорают полностью. В результате на дне устройства 8 остаются только негорючие минеральные соединения. В случае необходимости для обеспечения поступления потока воздуха открывается поддувальная дверка 6, а для закладывания новой порции дров используется дверка топочной камеры 2.

В результате полного сгорания топлива 9 внутри топочной камеры 1 снижается количество выбросов дымовых газов и несгоревших частиц топлива через дымоходную трубу 7 в окружающую среду, дымовые газы сгорают внутри топочной камеры 1 при температуре не менее 400°С, дым превращается в почти прозрачные пары. Процесс горения более длительный по сравнению с горением топлива, расположенного непосредственно на колосниковой решетке, так как происходит более полное сгорание топлива и дожигание газов, а потому выделяется больший объем тепла, что позволяет увеличить КПД за счет более полного использования тепловой энергии, полученной от сгорания топлива. Больший объем тепла позволяет обеспечить лучший нагрев печи и воздуха в помещении.

Также в результате более полного сгорания топлива и образования меньшего количества несгоревших частиц топлива увеличивается срок эксплуатации колосниковой решетки 3 и дымохода, в т.ч. дымоходной трубы 7, за счет того, что топливо горит теперь не непосредственно над колосниковой решеткой и не только над ней, и несгоревшие частицы в меньшем объеме оседают на поверхности дымохода в виде сажи и креозота.

Таким образом, новизна и изобретательский уровень заявленного изобретения достигается наличием в топочной камере колосниковой печи по сути специальной чаши для дров или иного твердого топлива и ее расположением над колосниковой решеткой таким образом, что между нижней поверхностью чаши и колосниковой решеткой есть воздушное пространство. Данная конструкция предложенной системы сжигания топлива с устройством для увеличения полноты сгорания топлива внутри топочной камеры позволяет достичь заявленного технического результата.

Заявитель в настоящее время осуществляет промышленное производство заявленного изобретения.

Claims (1)

1. Система сжигания топлива с устройством для увеличения полноты сгорания топлива, характеризующаяся тем, что состоит из топочной камеры с дверкой для закладывания дров, колосниковой решетки, поддувала с зольным ящиком и поддувальной дверкой, дымоходной трубы, отличающаяся тем, что в топочной камере над колосниковой решеткой расположено устройство для увеличения полноты сгорания топлива, представляющее собой плоскую рабочую поверхность с бортами и ножками, на которых оно стоит в топочной камере таким образом, что между нижней поверхностью устройства для увеличения полноты сгорания топлива и колосниковой решеткой есть воздушное пространство.