Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
HEATING BOILER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/021902
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to heat power engineering, and specifically to devices for the combustion of fuel, preferably biofuel, and may be used in systems for uninterrupted water heating in residential and industrial buildings. An automated heating boiler comprises: a housing, which has double walls and forms a water jacket; a heat exchanger; a firebox; a fire-bar; an ash pan; a reservoir; and a screw feeder; wherein the heat exchanger has a comb-like underside and is arranged in multiple tiers, and an ash agitator with an electric motor is installed above the fire-bar; and additionally comprises: a screen, a baffle, a screening unit, and a fire suppression system, consisting of a water container, a pump, a pipeline, a nozzle, and a control unit with a display panel. The technical result of the proposed invention consists in increasing the reliability and efficiency of a boiler, providing automated monitoring and control over optimal modes for the combustion of various forms of fuel, and maintaining uninterrupted operation, while also providing fire safety measures for boiler operation.

Inventors:
MANASTIRLI, Victor (str. Ion Soltis, 36 Ceadir-Lunga, UTA Gagauzia, MD-6104, MD)
Application Number:
MD2017/000004
Publication Date:
February 01, 2018
Filing Date:
June 14, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MANASTIRLI, Victor (str. Ion Soltis, 36 Ceadir-Lunga, UTA Gagauzia, MD-6104, MD)
International Classes:
F23B40/00; F23N5/00; F24H1/00; F28F3/02
Foreign References:
RU2451239C22012-05-20
CN2605474Y2004-03-03
RU64735U12007-07-10
EP2267364A12010-12-29
RU155426U12015-10-10
Attorney, Agent or Firm:
COTRUTA, Leonid (str. Ceucari, 9/3 25, Chişinău, 2020, MD)
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

1. Автоматизированный отопительный котел, содержащий корпус с двойными стенками, образующий водяную рубашку, теплообменник, топку, колосник, зольник, бункер, и шнековый питатель отличается тем, что теплообменник выполнен в нижней части в виде гребенки и вмонтирован в двух и более ярусов, а над колосником установлен разрыхлитель золы с электромотором, дополнительно содержит экран, заслонку, отсеиватель, противопожарную систему и блок управления с индикаторной панелью, имеющие электрические связи с датчиками контроля и устройствами индикации и сигнализации.

2. Автоматизированный отопительный котел, в соответствии с п. 1 отличается тем, что над каждым ярусом теплообменника установлены смотровые дверцы.

3. Автоматизированный отопительный котел, в соответствии с п. 1 отличается тем, что противопожарная система состоит из форсунки соединенной трубопроводом с емкостью для воды и помпой.

4. Автоматизированный отопительный котел, в соответствии с п. 1 отличается тем, что содержит датчики контроля режимов горения топлива, тяги и перегрузки электромоторов, температуры воды в котле.

Description:
Отопительный котел

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для сжигания топлива, предпочтительно биотоплива, и может быть использовано в системах бесперебойного водяного обогрева жилых и производственных помещений.

Известен котел, содержащий бункер для твердого топлива, перпендикулярно к нему расположенное устройство подачи топлива, горелочное устройство, устройство подачи воздуха, теплоизолированную водоохлаждаемую топку, состоящую из камеры сгорания и камеры дожигания, теплообменник, экономайзер, золоуловитель, зольник, а также блок автоматизации и электропривод, теплообменника, с патрубками подвода и отвода жидкого теплоносителя, образованная корпусом теплообменника и корпусом камеры дожигания, бункера и шнекового конвейера подачи топлива в топку котла. [1]

Основным недостатком автоматизированного угольного котла является то, что его устройство для подачи топлива выполнено в виде шнекового конвейера. В таких конвейерах часто случается заклинивание шнека при попадании крупных фракций топлива в зону стыка шнека и топки или шнека и бункера. Кроме того, к недостаткам шнековых конвейеров можно отнести перегрев шнека, находящегося в зоне горения, и, следовательно, необходимость его охлаждения. В случае использования такого конвейера, подача воздуха в зону горения будет затруднена, и потребуется наличие дополнительных устройств в виде специальных вентиляторов наддува, что исключает возможность работы котла в энергонезависимом режиме. Также прототип предусматривает размещение шнека в зоне горения. Металл в этом случае под действием высоких температур теряет свои механические свойства и начинает деформироваться, а значит, в конструкцию прототипа необходимо дополнительно вводить приспособления для охлаждения шнека. Это создает дополнительное усложнение конструкции. Более того, поскольку шнек размещен в зоне горения и подвержен воздействию высоких температур, использование легковоспламеняющихся видов топлива становится невозможным, так как возможно его возгорание в бункере. Известен отопительный котел на твердом биотопливе, состоящий из корпуса с бункером для загрузки топлива, в который подается первичный воздух и под которым находится зольное пространство, отделенное от бункера промежуточным днищем, в промежуточном днище располагается зона сгорания и выхода летучих продуктов, выполненная в виде вертикального канала с нисходящим потоком газов с подачей вторичного воздуха, идущего к зольному пространству, при этом от нижнего торца вертикального канала с нисходящим потоком газов отходит перпендикулярно оси вертикального канала канал дожигания, выходящий в зольное пространство, канал дожигания выполнен изогнутым в направлении основного потока, предпочтительно в форме дуги окружности или спирали. [2]

Основным недостатком является то, что отопительный котел не снабжен устройством подачи топлива, а это, помимо увеличения трудоемкости, увеличивает время нагрева воды, поскольку топливо необходимо закладывать в топку по мере надобности вручную.

Также известен котел, на биотопливе, состоящий из корпуса, водяной рубашки, топки, теплообменника, устройства питания котла топливом, содержащий бункер для топлива и шнековый конвейер для подачи топлива в топку котла. [3]

Основным недостатком является то, что наличие конвейера в полости топки, при работе в высоких температурных режимах создает опасность заклинивания конвейера, что может привести к сбоям в работе котла и нарушениям режимов работы котла и процесса горения топлива.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, является устранение указанных недостатков путём реализации отопительного котла работающего на твердом топливе и биотопливе, легко настраиваемого под используемый вид топлива, обладающий повышенной надежностью, работающий в автоматизированном режиме, высоким КПД и высокой степенью пожарной безопасности.

Поставленная задача достигается за счет применения легко съёмных экранов, обеспечивающих быстрый переход на выбранный вид топлива, наличие разрыхлителя золы, способствующего полному горению используемого топлива, применения многоярусных теплообменников, особой конфигурации для достижения наивысшего КПД, наличие блока управления обеспечивающего контроль над оптимальными режимами горения топлива и поддержки бесперебойного горения топлива, а также обеспечения мер пожарной безопасности в работе котла.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и КПД котла, обеспечения автоматизированного контроля и управления над оптимальными режимами горения различного вида топлива, и поддержки бесперебойной работы, а также обеспечения мер пожарной безопасности в работе котла.

Пример автоматизированного отопительного котла согласно предлагаемого изобретения представлен графически на:

фиг.1 - Автоматизированный отопительный котел, общий вид;

фиг.2 - Автоматизированный отопительный котел, вид сбоку;

Автоматизированный отопительный котел, согласно предлагаемого технического решения содержащий корпус 1 с двойными стенками, образующий водяную рубашку 2, теплообменник 3, в виде гребенки, выполненного в двух и более ярусов, топку 4 оснащенной экраном 5, отсеиватель 6 и заслонку 7, колосник 8, разрыхлитель золы 9 с электромотором 10, зольник 11 , дверца поддувала 12 соединенной цепью 13 с рычагом терморегулятора 14, а также, бункер 15, шнековый питатель 16 с электромотором 17, противопожарную систему состоящую из форсунки 18 с емкостью для воды и помпой (не показаны), смотровые дверца 19 и электронный блок управления 20 с индикаторной панелью, имеющий электрические связи с устройствами индикации и сигнализации, а также датчиками контроля режимов горения топлива, тяги и перегрузки электромоторов, температуры воды в котле.

Автоматизированный отопительный котел работает сл. образом: Перед запуском работы котла, в случае использования биотоплива в виде пеллетов, гранул или измельченной фракции, бункер 15 заполнятся выбранным топливом, в противопожарную емкость (не показана) заливается вода, из топки 4 удаляется заслонка 7, устанавливается температурный режим работы котла в зависимости от требуемой температуры воды. После чего, факелом поджигается заложенная часть топлива в топке 4. Котел начинает работу в выбранном режиме. Так, электромотор 17 вращая шнековый питатель 16 подает периодически, в зависимости от выбранного режима, топливо в топку 4, которое скатывается по наклонной поверхности отсеивателя 6, и попадая на колосник 8, возгорается. Отсеиватель 6 распределяет биотопливо поданное шнековым питателем 16 в топку 4, равномерно на поверхности колосника 8, а также выполняет функцию отражателя пламени в сторону экрана 5, предотвращая ее попадание в шнековый питатель 16. В виду того, что по мере горения, топливо формирует комки золы, которые препятствует поступлению воздуха обеспечивающего нормальный режим горения, электромотор 10 приводит в движение разрыхлитель золы 9, установленный над колосником 8, вследствие чего, образованные комки золы разрыхляются и обеспечивается поступление необходимого количества воздуха в топку 4, улучшая процесс горения топлива, а мелкие частицы золы попадают в зольник 11. Вследствие горения топлива в топке 4, продукты горения стремятся к выходу дымохода котла и проходя через лабиринт образованный многоярусными теплообменниками 3, каждый ярус которого выполнен в нижней части в виде гребенки. Такая конфигурация теплообменников 3 обеспечивает создание наибольшей плоскости теплообмена, при малых габаритах котла. Также конструкция теплообменников 3 выполненных в двух и более ярусов в виде гребенки, обеспечивает возможность образования тонких слоев теплоносителя, что способствует ускоренной отдаче тепла от горячих потоков продуктов горения к теплоносителю и ускорению циркуляции теплоносителя внутри котла, что в итоге сказывается на быстром нагреве теплоносителя в общем. Полости теплообменников 3 сообщаются с полостью водяной рубашки 2 корпуса котла 1 , что обеспечивает в короткое время достижение температурного режима котла. При этом блок управления 20, следит за режимом горения топлива посредством датчиков контроля режимов, а именно горения топлива, тяги и перегрузки электромоторов. При возникновении сбоев от заданных параметров, блок управления 20 приостанавливает работу котла, а в случае возникновения большого пламени в топке 4 котла и преодоления им отсеивателя 6, и возгорания топлива в шнековом питателе 16, для предотвращения возгорания топлива находящегося в бункере 15, блок управления 20 дает соответствующую команду, вследствии чего противопожарная система срабатывает и вода поступающая из противопожарной емкости по трубопроводу к форсунке 18, гасит пламя в шнеке.

При использовании твердого топлива в виде дров и/или брикетов котел переводят в режим твердого топлива, для чего из топки 4 удаляется экран 5 и устанавливается заслонка 7, перед шнековым питателем 16, для предотвращения поступления пламени из топки 4 в бункер 15. После чего, факелом поджигается заложенная часть топлива в топке 4. Блок управления 20 посредством датчиков контроля отслеживает режим работы котла, управляя процессом горения топлива в топке. Так в зависимости от температуры воды, установленной терморегулятором 14, путем регулирования степени поступления воздуха в поддувало, открывает или закрывает дверцу поддувала 12, посредством цепи 13 взаимосвязанной с рычагом терморегулятора 14, поддерживая непрерывное горение топлива.

Блок управления 20 обеспечивает работу котла в автоматизированном режиме. Так, при использовании измельченного биотоплива или пеллет, подаваемых в топку котла посредством шнекового питателя 16, выбирается соответствующий режим подачи топлива в топку 4, обеспечивающий непрерывное горение топлива в топке котла.

В случае отклонения от заданных режимов работы котла, отсутствия пламени в топке, отсутствия тяги, закипания воды в котле, заклинивания электромоторов, а также появлении пожарной ситуации, блок управления 20 приостанавливает работу котла, о чем информирует соответствующей индикацией. Также в экстренных случаях, при возникновении или проникновении пламени в полость шнекового питателя 16, для предотвращения возгорания топлива за пределами топки 4, блок управления 20 включает противопожарную систему и вода поступающая по трубопроводу из противопожарной емкости, в форсунку 18, гасит возникшее пламя, одновременно приостанавливая работу котла. Блок управления 20 позволяет повторное включение котла только после устранения возникших причин, неполадок или аварийных ситуаций.

Смотровые дверцы 19 обеспечивают доступ к каналу эвакуации продуктов горения, при проведении осмотра и профилактики котла, для очистки поверхности теплообменников 3 от наслоившейся сажи.