EA024892B1 - Котел водогрейный твердотопливный - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева воды на отопление с использованием твердого топлива, преимущественно антрацита или каменного угля. Котел водогрейный твердотопливный, содержащий зольный ящик, топливный бункер, теплообменник, камеру топочную, элементы корпуса которой выполнены с двойными стенками, образующими топку с каналами, имеющий в своем составе толкатель золы, планка которого установлена с возможностью возвратно-поступательного движения с помощью шарнирно-рычажной системы от привода, при этом топка имеет клиновидную форму с углами раскрытия по горизонтали и вертикали не менее 1,5-2°. Планка толкателя золы шарнирно соединена с рычагами через серьги, причем рычаги своими верхними концами шарнирно установлены на кронштейнах на передней стенке камеры топочной, а их нижние концы шарнирно соединены с рычагами, которые представляют собой зубчатые рейки, которые входят в состав привода толкателя золы, при этом шарнирные соединения рычагов с серьгами, шарнирно соединенными с планкой толкателя золы, находятся между шарнирными соединениями рычагов с кронштейнами камеры топочной и с зубчатыми рейками привода.

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева воды на отопление с использованием твердого топлива, преимущественно антрацита или каменного угля.

Из существующего уровня техники известна топка для сжигания твердого топлива (патент КИ 2159390 от 18.04.2000 МПК Р23В 1/02), содержащая топочную камеру с огнеупорными стенками, расположенную в топочной камере неподвижную колосниковую решетку, состоящую из верхнего наклонного участка и нижнего горизонтального участка, расположенный в нижней части топочной камеры зольный бункер, связанное с топочной камерой устройство подачи топлива, выполненное в виде штока (планки), способного совершать возвратно-поступательное движение вдоль своей оси, например, от гидравлического привода, связанный с устройством подачи - вертикальный топливный бункер; колосниковая решетка снабжена устройством принудительного перемешивания топлива и удаления золы, выполненное в виде штока (планки), способного совершать возвратно-поступательное движение вдоль верхней поверхности горизонтального участка колосниковой решетки, например, от гидравлического привода, при этом канал подачи топлива и канал удаления золы разнесены в вертикальном направлении так, что топливо не может самотеком поступать из топливного бункера в топочную камеру. Управление гидравлическими приводами (цилиндрами) осуществляется гидравлической системой управления, в составе которой имеется гидравлический насос, резервуар с рабочей жидкостью, гидравлическая управляющая и регулирующая аппаратура с электрическим управлением, электрические датчики контроля положения исполнительных механизмов.

К недостаткам данной топки можно отнести следующее:

шток (планка) устройства принудительного перемешивания топлива и удаления шлака установлен по всей ширине топки и имеет прямоугольную форму, и поэтому, чтобы шток (планку) не заклинило в топке, его (её) необходимо продвигать, воздействуя с одной стороны на оба его (её) конца по ширине, особенно при сжигании спекающихся углей, при сжигании которых могут образовываться шлаковые коржи, которые могут служить причиной заклинивания в топке и вывести из строя элементы привода;

применение в качестве приводов гидроцилиндров (и как вариант пневмоцилиндров или электромагнитов) при непосредственном их воздействии на штоки (планки) увеличивает габаритные размеры топки, а в случае применения гидроцилиндров необходима ещё площадь для размещения гидростанции (в составе резервуар с рабочей жидкостью, гидравлический насос и др.);

применение гидравлических (и как вариант пневматических или электромагнитных) приводов требует высококвалифицированного обслуживающего персонала со специальной подготовкой, к которым не относятся кочегары-машинисты, обслуживающие водогрейные твердотопливные котлы.

Известен угольный котел, описанный в международной заявке (νθ 99/57490 от 11.11.1999, заявка РСТ/КК 98/00337 от 27.11.1998, МПК⁶ Р24В 1/08). Котел состоит из теплообменника, имеющего водяной контур, в котором циркулирует вода, и дымохода, установленного в контакте с дымовым контуром, с множеством водяных труб, пронизывающих дымоход, в которых движется вода; топочного блока для сжигания твердого топлива и создания тепла, направляемого в дымоход, где происходит теплообмен, узла подачи топлива, имеющего бункер для подачи топлива к топочному блоку, измельчителя золы, который дробит золу, образующуюся, при сгорании топлива, до определенного размера, а также золоотводника для ссыпания измельченной золы. Узел подачи топлива состоит из поршня, плавно двигающегося на выходе из угольного бункера, системы рычагов для управления поршнем в его возвратнопоступательном движении, с приводом от двигателя, панели переключения, поворачивающейся для открытия и закрытия выхода бункера в соответствии с движением поршня, и цепи, соединяющей звездочку переключающей панели со звездочкой двигателя. Топочный блок состоит из колосниковой решетки, на которой размещается топливо, вентилятора под колосниковой решеткой для подачи воздуха к ней, подкожуха с направляющей панелью, прикрепленной к колосниковой решетке, для направления воздуха от вентилятора к дымоходу.

К недостаткам данного угольного котла можно отнести следующее:

уголь подается в топку узлом подачи топлива сбоку, а не сверху на горящее топливо, как необходимо, например, при сжигании антрацита, так как он горит только в высоком слое, и поданный антрацит сбоку просто не загорится;

поданный сбоку уголь выталкивает горящее топливо к измельчителю золы;

примененные цепные передачи не имеют устройств для натяжения цепей и цепи при работе могут соскочить со звездочек.

Известен котел (патент И8 3081747, заявка 699082 от 26.11.1957). Котел включает в себя бункер с гравитационной подачей топлива, камеру сгорания с двойными стенками для водяной рубашки, причем внутренние боковые стенки установлены вертикально, теплообменник, состоящий из четырех блоков, расположенных друг за другом вдоль одной и той же продольной оси котла, панель управления. Бункер в своей нижней части имеет подающее отверстие, которое погружается в печь и через которое движется уголь. Это отверстие окружено нижней частью водного отсека камеры сгорания. В нижней части камеры сгорания имеется решетка, внутри которой циркулирует вода, входящая в общую систему теплообмена. Котел имеет входной коллектор, который расположен в нижней части одной из боковых сторон котла, а выходной коллектор расположен над котлом на стороне, противоположной входному коллектору. В про- 1 024892 странстве, образованном под наклонной поверхностью бункера, размещена, с одной стороны, система нагнетания первичного и вторичного воздуха, а с другой стороны, автоматический толкатель для подачи топлива в печь и сброса золы и шлака в зольник. Часть воздуха, нагнетаемого вентилятором, подается в качестве первичного воздуха на горение под решетку, другая часть воздуха нагнетается в трубу и поступает в камеру сгорания через распределитель вторичного воздуха, расположенный над топливом. Вместо нагнетательного вентилятора может использоваться вентилятор, обеспечивающий перепад давления в дымоходе. Толкатель имеет полую конструкцию и соединен с водяной рубашкой камеры сгорания гибкими металлическими соединениями, которые обеспечивают циркуляцию воды внутри толкателя и делают возможным возвратно-поступательное движение толкателя. Толкатель совершает возвратнопоступательное движение, сообщаемое ему соединительным штоком и кривошипом от электродвигателя. Амплитуду хода толкателя можно регулировать перестановкой пальца кривошипа от 2 до 6 см.

К недостаткам данного котла можно отнести следующее:

конструкция котла с топкой прямоугольной формы в горизонтальном разрезе не надежна, так как возможно образование спекшегося коржа на решетке топки при сжигании, и полностью не пригодна для сжигания сортов каменного угля, которые спекаются. Это приведет к заклиниванию спекшегося коржа в топке и при выталкивании коржа толкателем к повреждению и заклиниванию самого толкателя и/или поломке его привода;

в приводе толкателя применен кривошипно-шатунный механизм, при работе которого угол между шатуном и кривошипом изменяется в пределах от 0 до 360°. Недостатком кривошипно-шатунного механизма является падение развиваемого им усилия во время движения толкателя до нуля в верхней и нижней мертвых точках, а точках, при которых угол между шатуном и кривошипом равен 90°, развивает максимальное усилие. Так как скорость движения толкателя в топке не высокая (чтобы силой инерции не сбросить всё топливо в зольник), то частота вращения кривошипа не высокая, то есть можно считать, что сила инерции масс практически отсутствует, в механизме также нет маховика, увеличивающего момент инерции при прохождении механизмом мертвых точек, а толкатель в это время в горящем топливе в топке (которое может быть к тому же быть в виде спекшегося коржа, что требует повышенного усилия), а его кривошипно-шатунный механизм проходит мертвую точку, толкатель заклинит в топке, в результате чего произойдет остановка и/или поломка механизма;

толкатель, совершающий возвратно-поступательное движение в топку и обратно, имеет сложную и опасную в эксплуатации конструкцию. Вода в толкателе, как и во всей водяной рубашке котла, находится под давлением. Толкатель, выдвинувшийся в зону горящего в топке угля, может, в связи с вышеописанными недостатками примененного кривошипно-шатунного механизма, остановиться/заклиниться и разгерметизироваться, особенно при использовании в качестве топлива антрацита. Вследствие разгерметизации толкателя в топку с горящим углем поступит вода, находящаяся под давлением, и начнется интенсивное парообразование (взрыв), что повлечет за собой деформацию корпуса котла и выход его из строя.

В качестве прототипа выбрана печь для сжигания твердого топлива (патент И8 5148798А от 22.09.1992, заявка № 65763, МПК⁵ Р24В 1/08 и то же европейская заявка на патент ЕР 0251392, публикация 07.01.88, МПК Р24В 1/08, Р23В 1/36, Р23Ь 1/08, 3/00).

Печь для сжигания твердого топлива, такого как уголь или кокс, состоит из камеры сгорания двухконтурной конструкции, питающего бункера для хранения запаса топлива и несущего элемента для поддержки топлива, находящегося в топке; питающий бункер возле своей нижней поверхности соединяется с пространством, включающим топку, посредством наклоненного вниз под углом 40° от горизонтали канала подачи топлива шириной 7-11 см и указания размеров его расположения относительно несущего элемента; канала для подачи первичного воздуха и трубы над камерой сгорания для подачи вторичного воздуха. Атмосферный воздух по каналу для первичного воздуха засасывается дымососом, расположенным после теплообменника, а канал автоматически закрывается клапаном при отключении дымососа. Стенки питающего бункера имеют двухконтурную конструкцию, полость которой соединена с водяной полостью камеры сгорания, вмещающей воду, которая нагревается в топке, и внутри бункера имеется элемент, соединенный дымогазовым каналом. Печь имеет теплообменник, образованный вертикальными водяными камерами, между которыми создан многооборотный канал для выпуска дымовых газов, причем вертикальные водяные камеры сообщаются с водяным резервуаром, расположенным над ними. Топка камеры сгорания в направлении своего горизонтального разреза имеет прямоугольную форму с вертикальными стенками и имеет внутри планку, приводимую в возвратно-поступательное движение в топку и обратно, с помощью привода, и которая служит для перемещения золы и шлака из топки в зольник.

Прототип обладает рядом существенных недостатков, препятствующих получению требуемого технического результата:

наличие в топке зоны, недостаточно продуваемой первичным воздухом в месте расположения топочной планки, что приводит к неполному сжиганию топлива;

конструкция печи с топкой прямоугольной формы в горизонтальном разрезе и несущим элементом поддержки топлива, расположенным горизонтально, ненадежна, так как возможно образование спекшегося коржа на дне топки, полностью непригодна для сжигания спекающихся сортов каменного угля. При

- 2 024892 использовании в качестве топлива спекающихся сортов каменного угля спекшийся корж при удалении его топочной планкой заклинивается в топке, что приводит к повреждению и заклиниванию самой планки и/или поломке её привода.

В основу изобретения поставлена задача разработать котел водогрейный твердотопливный, конструкция которого позволит повысить эффективность непрерывного в автоматическом режиме сжигания твердого топлива, например, такого как антрацит и/или каменный уголь. При этом разработанная конструкция позволит повысить безопасность и надежность работы котла.

Поставленная задача решается тем, что разработан котел водогрейный твердотопливный, существенными отличиями которого является то, что при использовании в качестве топлива каменного угля, возможно его спекание в топке, поэтому для обеспечения беспрепятственного выхода спекшегося коржа, выталкиваемого планкой толкателя золы, топка камеры топочной имеет клиновидную форму с углом раскрытия по горизонтали и вертикали не менее 1,5-2° на сторону в направлении прямого хода планки толкателя золы; гравитационная заслонка имеет ось вращения, смещенную вверх относительно линии центра тяжести заслонки, что обеспечивает автоматическое её закрытие под собственной массой при отключении дымососа; на стенке, контактирующей с топливом, планки толкателя золы выполнены ряды сквозных отверстий, расположенных, например, в шахматном порядке, для дополнительной подачи в топку первичного воздуха в зону, удаленную от основного потока первичного воздуха, подаваемого через гравитационную заслонку камеры топочной, и поэтому недостаточно им продуваемую; в целом котел имеет модульную конструкцию, в состав которой входят модули камеры топочной, топливного бункера и теплообменника, что позволяет создавать из них разные взаимозаменяемые модификации котлов и повышает технологичность их изготовления; привод толкателя золы состоит из мотор-редуктора, зубчатой и зубчато-реечных передач, зубчатые рейки которых могут совершать поступательно-качательные движения относительно своих шестерен, обкатываясь по их делительным окружностям. Применение зубчатой и зубчато-реечных передач в приводе толкателя золы уменьшают его габаритные размеры.

Применение зубчатой и зубчато-реечных передач в приводе толкателя золы, а также размещение шарниров для присоединения его рычажной системы на переднем торцевом элементе планки обеспечивает плавный, точный и синхронный ход планки без перекосов и заеданий и исключает заклинивание её в горящем топливе, что, в свою очередь, не дает разрушить пирамидальный слой антрацита в топке. Расстояние между шарнирными соединениями рычагов с кронштейнами и зубчатыми рейками и расстояние между шарнирными соединениями рычагов с кронштейнами и серьгами, соединенными шарнирно с планкой, находятся в соотношении больше единицы, например 1,5 к 1, что позволяет обеспечить необходимое расчетное усилие, прикладываемое к планке, но при этом усилие, прилагаемое к рычагам от зубчатых реек будет меньше на величину соотношения размеров рычагов, то есть снижаются нагрузки, действующие в рычажной системе толкателя золы. Как известно, особенностями сжигания антрацита является то, что антрацит плохо воспламеняется, так как имеет высокую температуру воспламенения (до 700°С) и для его горения требуется значительная высота слоя (не менее 200 мм) по сравнению с каменным углем, то есть антрацит может гореть только в слое, который не допускается разрушать, иначе горение прекратится. Поэтому чтобы не разрушить пирамиду из горящего в топке котла антрацита планка толкателя золы перемещается внутри топки плавно и с малой скоростью, при прямом ходе, двигаясь вдоль дна топочной камеры, удаляет золу и шлак из нижнего слоя горящего топлива в зольный ящик, а при обратном ходе совершает частичное перемешивание горящего слоя антрацита. При этом горящий слой частично перемешивается (но без разрушения своей пирамидальной формы), что способствует улучшению прохождения первичного воздуха через него и в результате повышению эффективности сжигания антрацита. При обратном ходе планки из топки из топливного бункера по наклонному каналу самотеком сверху в топку поступает слой (порция) антрацита. На торцевой поверхности планки толкателя золы, контактирующей с горящим топливом, установлена накладка, например, из жаростойкого легированного чугуна или стали, что предотвращает прогорание планки, особенно при сжигании антрацита, горящего при очень высоких температурах (до 1800°С), при этом в накладке и планке выполнены ряды соосных сквозных отверстий, расположенных, например, в шахматном порядке для подачи дополнительного первичного воздуха в зону топки, удаленную от основного потока первичного воздуха, а полая без дна конструкция планки обеспечивает охлаждение этим воздухом внутренних поверхностей планки.

Изобретение поясняется графическими материалами, где фиг. 1 - общий вид котла в виде аксонометрической проекции; фиг. 2 - вид А справа;

фиг. 3 - ступенчатый фронтальный разрез Б-Б котла по одному из рядов дымогарных труб теплообменника;

фиг. 4 - разрез В-В по водяной рубашке наклонного канала камеры топочной;

фиг. 5 - выносной элемент Г - уклоны элементов камеры топочной от горизонтали и планка толкателя золы в исходном и выдвинутом в топку положениях;

фиг. 6 - разрез Д-Д - уклоны элементов камеры топочной от вертикали;

фиг. 7 - выносной элемент Е - гравитационная заслонка в закрытом и открытом положениях;

фиг. 8 - вид Ж - крепление гравитационной заслонки на задней стенке камеры топочной;

- 3 024892 фиг. 9 - вид З - вид сверху на привод толкателя золы;

фиг. 10 - вид И - вид сбоку на подшипниковую опору, зубчато-реечное зацепление привода толкателя золы;

фиг. 11 - разрез К-К - разрез по валу в подшипниковой опоре и зубчато-реечному зацеплению; фиг. 12 - выносной элемент Л - соосные отверстия в накладке и торцевом элементе планки толкателя золы;

фиг. 13 - кинематическая схема толкателя золы с планкой, находящейся в исходном положении.

Стальной котел водогрейный твердотопливный состоит из рамы 1 (фиг. 1), установленной на ней камеры топочной 2, у которой дно 3 (фиг. 3), передняя стенка 4, боковые стенки 5 и 6 (фиг. 2 и 4), внутренние перегородки 7 и 8 (фиг. 3), выполнены с двойными стенками, образующими единую полость водяную рубашку и образуют в камере топочной 2 топку 9, при этом элемент 10 (фиг. 5) и элемент 11 выполнены под углом не менее 1,5-2° соответственно вверх и вниз от горизонтали, элемент 12 (фиг. 6) и элемент 13 - под углом не менее 1,5-2° соответственно вправо и влево от вертикали, и оси симметрии в направлении прямого хода планки 14 (фиг. 1, 3 и 5) толкателя золы 15 (фиг. 1 и 2), а наклонный канал 16 (фиг. 3) с углом наклона к горизонтали не менее 60°. На задней стенке 17 (фиг. 3) топочной камеры 2 герметично установлена зольная и одновременно растопочная дверка 18 (фиг. 1 и 3), и в окне шарнирно установлена гравитационная заслонка 19 (фиг. 1, 3, 7 и 8) для подачи первичного воздуха в топку 9. Гравитационная заслонка 19 имеет горизонтально расположенную ось 20 (фиг. 7 и 8), вращающуюся в опорах 21, установленных внутри на задней стенке 17 камеры топочной 2, при этом ось 20 смещена вверх относительно линии центра тяжести заслонки 19, что обеспечивает автоматическое закрытие её под действием собственной массы при отключении дымососа (на чертежах не показан). За зольной дверкой 18 внутри камеры топочной 2 установлен зольный ящик 22 (фиг. 3). На боковой стенке 6 камеры топочной 2 герметично установлена дверка 23 (фиг. 1) для чистки внутренних поверхностей котла от сажевых отложений, на дверке 23 имеется смотровое окно 24 из термостойкого стекла. На передней стенке 4 камеры топочной 2 имеется ряд установленных под разными углами патрубков 25 (фиг. 2 и 3) для подачи вторичного воздуха в топку 9, а также выведен из полости водяной рубашки патрубок 26 для присоединения к котлу обратного трубопровода системы отопления (на чертежах не показан). На передней стенке 4 камеры топочной 2, выполнен прямоугольный проем в топку 9 по её ширине, где установлена планка 14 (фиг. 5 и 13) толкателя золы 15 и в котором она совершает возвратно-поступательное движение в топку 9 и обратно от привода 27 (фиг. 3) толкателя золы 15. Для этого планка 14 шарнирно соединена через серьги 28 (фиг. 3, 5 и 13) с рычагами 29 (фиг. 3 и 13), которые своими верхними концами шарнирно установлены на кронштейнах 30 (фиг. 3 и 13) на передней стенке 4 камеры топочной 2, а их нижние концы шарнирно соединены с рычагами, которые представляют собой зубчатые рейки 31 (фиг. 3, 9, 10, 11 и 13), входящие в состав привода 27 (фиг. 3) толкателя золы 15. В наилучшем варианте исполнения планка 14 имеет полую конструкцию без дна, что позволило серьги 28 шарнирно присоединить с внутренней стороны переднего торцевого элемента планки 14 и разнести их по ширине, а снизу планка 14 опирается на поддерживающие ролики 32 (фиг. 2 и 3), что в целом исключает её перекос при движении в прямоугольном проеме камеры топочной 2 и её опрокидывание вверх при случае размещения шарниров для присоединения серег 28 на заднем (противоположном) торцевом элементе планки 14. Привод 27 установлен на раме 1 (фиг. 1). Привод 27 состоит из мотор-редуктора 33 (фиг. 9 и 13), который через зубчатую передачу 34 передает вращательное движение валу 35, установленному в подшипниковых опорах 36 (фиг. 9, 10 и 11), а на выходных концах вала 35 установлены зубчато-реечные передачи, которые преобразуют вращательное движение вала 35 в поступательное синхронное движение зубчатых реек 31, при этом зубчатые рейки 31 помещены в корпуса 37 (фиг. 9, 10, 11 и 13), которые, в свою очередь, установлены на выходных концах вала 35 симметрично шестерням и с возможностью вращения вокруг него, в результате чего зубчатые рейки 31 имеют возможность совершать качательные движения относительно своих шестерен, обкатываясь по их делительным окружностям.

Качательные движения зубчатых реек 31 необходимо для их шарнирного соединения с качающимися нижними концами рычагов 29, верхние концы которых установлены в стационарных шарнирных соединениях. Для отключения мотор-редуктора 33 в конце хода планки 14 в прямом и обратном направлении установлены концевые выключатели 38 (например, бесконтактные индукционного типа) (фиг. 3). Изменением расстояния между концевыми выключателями 38 можно изменять ход планки 14 в топку 9. На переднем торцевом элементе планки 14, контактирующим с горящим топливом, может быть установлена накладка 39 (фиг. 4 и 12), защищающая планку 14 от прогара, при этом в накладке 39 и торцевом элементе планки 14, которая имеет полую конструкцию без дна, могут быть выполнены ряды соосных сквозных отверстий 40 (фиг. 4 и 12), расположенных, например, в шахматном порядке для подачи дополнительного первичного воздуха в зону топки 9, удаленную от основного потока первичного воздуха, причем поток этого воздуха одновременно охлаждает внутренние поверхности самой планки 14. В случае исполнения всей планки 14 из жаростойкого материала, в установке накладки 39 нет необходимости. Привод 27 толкателя золы 15 установлен на раме 1, которая, в свою очередь, снабжена колесными опорами 41 (фиг. 1) для перемещения котла и винтовыми опорами 42 для установки котла на месте эксплуатации. Наклонный канал 16 выступает из топочной камеры 2 и к нему герметично присоединен топлив- 4 024892 ный бункер 43 (фиг. 1 и 3), выполненный как отдельный модуль котла. Для загрузки угля в топливный бункер 43 сверху герметично установлена откидная крышка 44 (фиг. 1), а для перекрытия подачи топлива установлен шибер 45 (фиг. 3). Котел имеет теплообменник 46 (фиг. 1 и 2), выполненный как отдельный модуль и герметично установленный на камеру топочную 2 в зоне выхода дымовых газов из дымогазового канала. Теплообменник 46 представляет собой прямоугольную емкость с водой, соединенную с полостью водяной рубашки камеры топочной 2 патрубками И-образной формы 47 (фиг. 3) и с установленными внутри вертикально по двум осям координат дымогарными трубами 48 (фиг. 3) с определенным шагом. Выход из теплообменника 46 выполнен в виде коллектора 49 с вытяжным патрубком 50, в котором установлена регулируемая вручную поворотная заслонка 51 (фиг. 3), сверху теплообменник 46 герметично закрыт съемной крышкой 52 (фиг. 1 и 3). Из верхней части водяной полости теплообменника 46 выведен патрубок 53 (фиг. 1, 2 и 3) для присоединения к котлу подающего трубопровода системы отопления (на чертежах не показан). Нагреваемые наружные поверхности камеры топочной 2 и теплообменника 46 имеют тепловую изоляцию (на чертежах не показана), а на зольной дверке 18, дверке 23 камеры топочной 2 и съемной крышке 52 теплообменника 46 тепловая изоляция установлена с их внутренних сторон (на сертежах не показана). Управление котлом осуществляется с пульта управления 54 (фиг. 2).

Предложенный котел водогрейный твердотопливный работает следующим образом.

Котел подключают к системе отопления с помощью патрубков 26 и 53. Через вытяжной патрубок 50 котел подключают к дымососу (не входит в состав котла), а дымосос к дымовой трубы котельной. Водяную рубашку камеры топочной 2, которая выполнена с двойными стенками, образовывающими общую полость, теплообменник 46 и систему отопления заполняют водой. Перед розжигом котла включают водяной циркуляционный насос, входящий в систему отопления, включают дымосос. В топливном бункере 43 закрывается шибер 45, открывается откидная крышка 44, засыпается порция каменного угля, применяемого в качестве растопочного топлива для антрацита (в случае работы котла на антраците), засыпается антрацит, закрывается откидная крышка 44. Если в качестве топлива используется каменный уголь, для розжига применяется этот же каменный уголь. Через зольную, она же растопочная, дверку 18 на дно 3 топки 9 закладываются дрова, производится их розжиг, зольная дверка 18 закрывается, открывается на 1/3 хода шибер 45 и растопочный каменный уголь самотеком ссыпается на горящие дрова в топку 9. После загорания растопочного топлива шибер 45 открывается полностью и в топку 9 поступает антрацит (или каменный уголь), где он загорается от горящего каменного угля. Топливо (антрацит и/или каменный уголь) поступает по наклонному каналу 16 самотеком в топку 9, в которой из него формируется горка топлива в форме призмы по ширине топки 9, и которая после заполнения топливом наклонного канала 16 самозапирает его дальнейшее поступление из топливного бункера 43. Для горения топлива в топочную камеру 2 дымососом засасывается так называемый первичный воздух через гравитационную заслонку 19 и через соосные отверстия 40 в планке 14 с накладкой 39. Открытие гравитационной заслонки 19 происходит под действием воздуха, принудительно всасываемого в камеру топочную 2 дымососом. При сгорании топлива выделяются летучие газы, которые дожигаются в топке 9 с помощью вторичного воздуха, поступающего через патрубки 25. Продукты сгорания - дымовые газы отсасываются дымососом из топочной камеры 2, проходя при этом через дымогарные трубы 48 теплообменника 46, коллектор 49, вытяжной патрубок 50 и далее по дымоходам дымососом выбрасываются в дымовую трубу котельной. После того как горение топлива стало устойчивым, температура воды в обратном (вход воды в котел) трубопроводе достигла минимальной проектной температуры, регулируется приток первичного воздуха через гравитационную заслонку 19, изменением частоты вращения дымососа и с помощью поворотной заслонки 51 в вытяжном патрубке 50 коллектора 49.

В зависимости от потребности тепла и интенсивности горения топлива, необходимо пополнять топливом топку 9 и убирать из неё золу и шлак. Эти функции выполняются толкателем золы 15, а именно при прямом ходе планки 14 толкателя золы 15 вдоль дна 3 топки 9 из нижнего слоя горящего топлива удаляется зола и шлак и сбрасывается в зольный ящик 22, при обратном ходе планки 14 в исходное положение горящее в топке 9 топливо опускается на дно 3, а из топливного бункера 43 самотеком подается новая порция топлива. При сжигании угля в топочной камере 2 вода, находящаяся в её водяной рубашке, нагревается до определенной температуры и далее, проходя с помощью И-образных патрубков 47 через теплообменник 46, получает дополнительное тепло от дымовых газов, которые выходят через него, вода нагревается при этом до заданной температуры. Нагретая в котле вода подается через патрубок 53 циркуляционным насосом по системе отопления, где отдает часть своего тепла и возвращается в котел для нагрева через патрубок 26. Шибер 45 закрывается при необходимости прекращения подачи угля в топочную камеру 2, например, при необходимости остановки котла для проведения ремонта, обязательно в случае аварийной остановки котла (при остановке циркуляционного насоса, при выходе из строя дымососа). В заявленном изобретении конструкция котла водогрейного твердотопливного не ограничивается приведенным вариантом, описанным и проиллюстрированным в качестве примера, и может видоизменяться в деталях конструкции без отклонения от сферы его применения и в соответствии с пунктами формулы изобретения.

Claims (5)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Котел стальной водогрейный твердотопливный для сжигания преимущественно антрацита или каменного угля, содержащий камеру топочную, элементы корпуса которой выполнены с двойными стенками и объединены в единую полость водяной рубашки, образующими топку как пространство и наклонный канал для топлива и одновременно образующими воздушно-дымогазовый канал для подвода первичного воздуха и дожигания вторичным воздухом, поступающим в топку через ряд патрубков, расположенных над зоной горения, и имеющий в своем составе толкатель золы, планка которого установлена на передней стенке камеры топочной в прямоугольном проеме камеры топочной по всей ее ширине, причем планка установлена с возможностью возвратно-поступательного движения в топку и обратно вдоль дна топки с помощью шарнирно-рычажной системы от привода, зольный ящик, топливный бункер, теплообменник, представляющий собой емкость с водой, соединенную с полостью водяной рубашки камеры топочной и с установленными внутри по двум осям системы координат с определенным шагом рядами дымогарных труб, и имеющий вверху газосборный коллектор с выходным патрубком, отличающийся тем, что топка камеры топочной имеет клиновидную форму с углами раскрытия по горизонтали и вертикали не менее 1,5-2° на сторону в направлении прямого хода планки толкателя золы, а планка толкателя золы шарнирно соединена с рычагами через серьги, причем рычаги своими верхними концами шарнирно установлены на кронштейнах на передней стенке камеры топочной, а их нижние концы шарнирно соединены с рычагами, которые представляют собой зубчатые рейки, которые входят в состав привода толкателя золы, при этом шарнирные соединения рычагов с серьгами, шарнирно соединенными с планкой толкателя золы, находятся между шарнирными соединениями рычагов с кронштейнами камеры топочной и с зубчатыми рейками привода.
2. 2. Котел по п.1, отличающийся тем, что планка толкателя золы имеет полую конструкцию без дна, причем на переднем торцевом элементе планки толкателя золы, контактирующем с горящим топливом, установлена накладка из жаростойкого материала.
3. 3. Котел по п.2, отличающийся тем, что в накладке и переднем торцевом элементе планки толкателя золы выполнены ряды соосных сквозных отверстий.
4. 4. Котел по п.1, отличающийся тем, что шарнирные соединения планки с серьгами рычажной системы установлены на переднем торцевом элементе внутри планки и разнесены по её ширине.
5. 5. Котел по п.1, отличающийся тем, что в окне для подачи первичного воздуха в камеру топочной установлена гравитационная заслонка со смещенной осью вращения вверх относительно линии центра тяжести заслонки.