MD1128Z

MD1128Z - Cazan de încălzire

Info

Publication number: MD1128Z
Application number: MDS20160091A
Authority: MD
Inventors: Виктор МАНАСТЫРЛЫ
Original assignee: Виктор МАНАСТЫРЛЫ
Priority date: 2016-07-25
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2017-09-30
Also published as: EA201900063A1; MD1128Y; EP3489582A4; EP3489582A1; WO2018021902A1

Abstract

Invenţia se referă la termotehnică şi poate fi utilizată în sistemele de încălzire cu apă a încăperilor locative şi industriale.Cazanul de încălzire conţine un corp (1) cu o cămaşă de apă (2), un schimbător de căldură, cuplat cu cămaşa de apă (2), un focar (4) cu o bară de grătar (8), un cenuşar (11) şi un buncăr (15) cu un alimentator cu şnec (16). Partea inferioară a schimbătorului de căldură este executată în formă de pieptene, schimbătorul de căldură fiind montat în, cel puţin, două nivele, cu formarea unui canal de gaze în formă de labirint. Deasupra barei de grătar (8) este instalat un scormonitor (9) al cenuşii, unit cu un motor electric. În faţa alimentatorului cu şnec (16) sunt fixate o clapetă (7), un distribuitor (6) şi un ecran (5). Cazanul este dotat cu un sistem de protecţie contra incendiilor, un bloc de dirijare (20) cu panou indicator şi cu un termoregulator (14).

Description

Invenţia se referă la termotehnică şi poate fi utilizată în sistemele de încălzire cu apă a încăperilor locative şi industriale.

Se cunoaşte un cazan, care conţine un buncăr pentru combustibil solid, perpendicular faţă de acesta fiind amplasat un dispozitiv pentru debitarea combustibilului, un dispozitiv de ardere, un dispozitiv pentru debitarea aerului, un focar, care constă dintr-o cameră de ardere şi o cameră secundară de ardere, un schimbător de căldură, un economizor, un captator al cenuşii, un cenuşar, un bloc de automatizare, un motor electric, un schimbător de căldură cu racorduri pentru debitarea şi evacuarea agentului termic lichid, format de corpul schimbătorului de căldură şi corpul camerei secundare de ardere, şi un transportor elicoidal cu şnec pentru debitarea combustibilului în focarul cazanului [1].

Dezavantajele acestui cazan constau în faptul că dispozitivul pentru debitarea combustibilului este executat în formă de transportor elicoidal, iar în asemenea transportoare deseori se întâmplă blocarea şnecului la pătrunderea fracţiilor mari de combustibil în zonele de îmbinare a şnecului şi focarului sau a şnecului şi buncărului, totodată, supraîncălzirea şnecului, care se află în zona de ardere, necesită răcirea lui, deoarece, sub acţiunea temperaturilor înalte, metalul acestuia îşi pierde din proprietăţile mecanice şi începe să se deformeze, iar debitarea aerului în zona de ardere este dificilă, fiind necesare dispozitive suplimentare în formă de ventilatoare speciale de insuflare a aerului, fapt ce exclude posibilitatea funcţionării cazanului într-un regim independent de energie. Aceasta conduce la complexitatea construcţiei. În plus, transportorul cu şnec fiind amplasat în zona de ardere este supus acţionării temperaturilor înalte, iar utilizarea tipurilor de combustibil uşor inflamabile devine periculos, deoarece există riscul aprinderii acestuia în buncăr.

Se cunoaşte, de asemenea, un cazan de încălzire pentru biocombustibil solid, care conţine un corp cu un buncăr pentru încărcarea combustibilului, în care se debitează aer primar, sub care se află un cenuşar, separat de buncăr cu un fund intermediar, în care zona de ardere şi de evacuare a produselor volatile este executată în formă de canal vertical, care comunică cu un canal secundar de ardere, care iese în cenuşar, totodată canalul secundar de ardere este executat în formă de arc de cerc sau spirală [2].

Dezavantajul acestei soluţii constă în faptul că nu include un dispozitiv de debitare a combustibilului, iar aceasta, pe lângă creşterea volumului de muncă, măreşte timpul de încălzire a apei, deoarece combustibilul trebuie să fie încărcat în focar, după necesitate, manual.

Cea mai apropiată soluţie este cazanul de încălzire, care conţine un corp, o cămaşă de apă, un focar, un schimbător de căldură, un dispozitiv de alimentare a cazanului cu combustibil, care include un buncăr pentru combustibil şi un transportor elicoidal pentru debitarea combustibilului în focarul cazanului [3].

Dezavantajul acestui cazan constă în faptul că amplasarea transportorului în cavitatea focarului, la funcţionarea în regimuri înalte de temperatură, conduce la un pericol de blocare a transportorului, fapt ce poate duce la defectări în funcţionarea cazanului şi abateri ale regimurilor de funcţionare a cazanului şi procesului de ardere a combustibilului.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenţia propusă constă în realizarea unui cazan de încălzire, care funcţionează pe combustibil solid şi biocombustibil, uşor adaptat la tipul de combustibil utilizat, majorarea siguranţei cazanului în timpul funcţionării lui în regim automatizat, precum şi majorarea randamentului şi a siguranţei în caz de incendiu în timpul funcţionării cazanului.

Cazanul de încălzire, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că conţine un corp cu pereţi dubli, care formează o cămaşă de apă, un schimbător de căldură, cuplat cu cămaşa de apă, un focar cu o bară de grătar, un cenuşar, şi un buncăr cu un motor electric şi un alimentator cu şnec, unit cu corpul cazanului. Partea inferioară a schimbătorului de căldură este executată în formă de pieptene, schimbătorul de căldură fiind montat în, cel puţin, două nivele, cu formarea unui canal de gaze în formă de labirint. Deasupra barei de grătar este instalat un scormonitor al cenuşii, unit cu un motor electric. Deasupra focarului, în faţa alimentatorului cu şnec, sunt fixate o clapetă, un distribuitor şi un ecran. Cazanul este dotat cu un sistem de protecţie contra incendiilor, un bloc de dirijare cu panou indicator şi cu un termoregulator, care include conexiuni electrice cu traductori şi dispozitive de semnalizare.

Deasupra fiecărui nivel al schimbătorului de căldură poate fi fixată câte o uşă de control.

Sistemul de protecţie contra incendiilor poate conţine o duză, unită printr-o conductă cu un recipient pentru apă şi o pompă.

Motoarele electrice pot fi dotate cu traductori de supraîncărcare.

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în majorarea siguranţei şi a randamentului cazanului, asigurarea unui control automatizat, dirijarea regimurilor optimale de ardere a tipurilor diverse de combustibil, precum şi asigurarea măsurilor de siguranţă în caz de incendiu în timpul funcţionării cazanului.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1 şi 2, care reprezintă:

- fig. 1, vederea generală a cazanului de încălzire;

- fig. 2, vederea laterală a cazanului.

Cazanul de încălzire conţine corpul 1 (fig. 1) cu pereţi dubli, care formează cămaşa de apă 2, schimbătorul de căldură 3, cuplat cu cămaşa de apă 2, executat în formă de pieptene (fig. 2) şi montat în cel puţin două nivele, cu formarea canalului de gaze în formă de labirint, focarul 4, deasupra căruia sunt fixate ecranul 5, distribuitorul 6 şi clapeta 7. Cazanul mai conţine bara de grătar 8, scormonitorul cenuşii 9, unit cu motorul electric 10, cenuşarul 11, uşa insuflatorului de aer 12, unită prin lanţul 13 cu pârghia termoregulatorului 14, precum şi buncărul 15, alimentatorul cu şnec 16, unit cu motorul electric 17 (fig. 2). Cazanul este dotat cu sistemul de protecţie contra incendiilor, care constă din duza 18, unită printr-o conductă cu recipientul pentru apă şi pompa (în figuri nu sunt arătate). Deasupra fiecărui nivel al schimbătorului de căldură 3 sunt fixate uşi de control 19, iar în partea de sus a cazanului este amplasat blocul electronic de dirijare 20 cu panoul indicator şi termoregulatorul 14, care include conexiuni electrice cu traductori şi dispozitive de semnalizare, motoarele electrice 10 şi 17 fiind dotate cu traductori de supraîncărcare.

Cazanul de încălzire funcţionează în modul următor.

Înainte de punerea în funcţiune a cazanului, în cazul utilizării biocombustibilului în formă de pelete, granule sau fracţie fărâmiţată, buncărul 15 se umple cu combustibilul selectat, în recipientul sistemului de protecţie contra incendiilor (în figuri nu este indicat) se toarnă apă, din focarul 4 se scoate clapeta 7, se instalează regimul de temperatură de lucru al cazanului în dependenţă de temperatura necesară a apei. După aceasta, cu o flacără se aprinde partea combustibilului plasat în focarul 4. Cazanul începe să funcţioneze în regimul selectat. Astfel, motorul electric 17, mişcând alimentatorul cu şnec 16, debitează periodic, în dependenţă de regimul selectat, combustibilul în focarul 4, unde se rostogoleşte pe suprafaţa înclinată a distribuitorului 6 şi, nimerind pe bara de grătar 8, se aprinde. Distribuitorul 6 (fig. 1) distribuie combustibilul, debitat de alimentatorul cu şnec 16 în focarul 4, uniform pe toată suprafaţa barei de grătar 8, totodată execută funcţiile de reflectare a flăcării în partea ecranului 5, prevenind pătrunderea acesteia în alimentatorul cu şnec 16. Deoarece, pe măsura arderii, combustibilul formează bulgări de cenuşă, care împiedică intrarea aerului în focarul 4, ce asigură un regim de ardere stabil, motorul electric 10 porneşte scormonitorul cenuşii 9, instalat deasupra barei de grătar 8 şi, ca urmare, bulgării de cenuşă formaţi sunt afânaţi, astfel se asigură intrarea cantităţii necesare de aer în focarul 4, ameliorând procesul de ardere a combustibilului, iar particulele mărunte de cenuşă trec în cenuşarul 11. În urma arderii combustibilului în focarul 4, produsele de ardere sunt direcţionate spre ieşirea coşului de fum al cazanului şi trec prin canalul de gaze în formă de labirint, format de schimbătoarele de căldură 3, executat în formă de pieptene şi montat în mai multe nivele. O astfel de formă a schimbătorului de căldură 3 asigură formarea unei suprafeţe mari de schimb de căldură, la gabarite mici ale cazanului. De asemenea, construcţia schimbătorului de căldură 3, montat în două sau mai multe nivele în formă de pieptene, asigură posibilitatea formării straturilor subţiri de agent termic, fapt ce contribuie la transmiterea rapidă a căldurii de la fluxurile fierbinţi ale produselor de ardere la agentul termic şi accelerarea circulaţiei agentului termic în interiorul cazanului, care, în final, se reflectă asupra încălzirii rapide a agentului termic în general. Cavităţile schimbătorului de căldură 3 comunică cu cavitatea cămăşii de apă 2 a corpului 1 cazanului, asigurând, într-un timp scurt, atingerea regimului de temperatură al cazanului. Totodată, blocul de dirijare 20 controlează regimul de ardere a combustibilului prin traductori şi dispozitive de semnalizare, şi anume de ardere a combustibilului, precum şi supraîncărcarea motoarelor electrice prin traductorii de supraîncărcare. La apariţia abaterilor de la parametrii stabiliţi, blocul de dirijare 20 stopează funcţionarea cazanului, iar în cazul apariţiei unei flăcări mari în focarul 4 al cazanului, odată cu trecerea acesteia prin distribuitorul 6, se aprinde combustibilul în alimentatorul cu şnec 16, iar pentru prevenirea aprinderii combustibilului aflat în buncărul 15, blocul de dirijare 20 transmite o comandă respectivă, în urma căreia sistemul de protecţie contra incendiilor se declanşează şi apa debitată din recipientul sistemului de protecţie contra incendiilor prin conductă spre duza 18 stinge flacăra în alimentatorul cu şnec 16.

La utilizarea combustibilului solid în formă de lemne şi/sau brichete, cazanul se trece în regimul combustibilului solid, pentru aceasta din focarul 4 se scoate ecranul 5 şi se instalează clapeta 7 în faţa alimentatorului cu şnec 16, pentru prevenirea intrării flăcării din focarul 4 în buncărul 15. După care, cu o flacără, se aprinde partea combustibilului clădită în focarul 4. Blocul de dirijare 20 prin traductori şi dispozitive de semnalizare controlează regimul de lucru al cazanului, dirijând procesul de ardere a combustibilului în focarul 4. Astfel, în dependenţă de temperatura apei, stabilită de termoregulatorul 14 prin reglarea gradului de intrare a aerului în insuflatorul de aer 12, se deschide sau se închide uşa insuflatorului de aer 12 cu ajutorul lanţului 13, unit cu pârghia termoregulatorului 14, menţinând, astfel, arderea continuă a combustibilului.

Blocul de dirijare 20 asigură funcţionarea cazanului în regim automatizat. Astfel, în cazul utilizării biocombustibilului fărâmiţat sau peletelor, pentru debitarea în focarul cazanului prin alimentatorul cu şnec 16, se selectează regimul corespunzător de debitare a combustibilului în focarul 4, care asigură arderea continuă a combustibilului în focarul 4 al cazanului. În cazul abaterii de la parametrii stabiliţi de funcţionare a cazanului, şi anume: lipsa flăcării în focarul 4, clocotirea apei în cazan, blocarea motoarelor electrice, precum şi apariţia unei situaţii incendiare, blocul de dirijare 20 stopează funcţionarea cazanului, transmiţând o indicaţie corespunzătoare. De asemenea, în cazuri speciale, la apariţia sau trecerea unei flăcări în cavitatea alimentatorului cu şnec 16, pentru prevenirea aprinderii combustibilului în afara focarului 4, blocul de dirijare 20 declanşează sistemul de protecţie contra incendiilor şi apa debitată prin conductă din recipientul sistemului de protecţie contra incendiilor în duza 18 stinge flacăra apărută, concomitent stopând funcţionarea cazanului. Blocul de dirijare 20 permite declanşarea repetată a cazanului numai după înlăturarea cauzelor, defectelor sau situaţiilor incendiare apărute.

Uşile de control 19 asigură accesul la canalul de evacuare a produselor de ardere, la efectuarea controlului şi în cazul profilaxiei cazanului, pentru curăţarea suprafeţei schimbătorului de căldură 3 de funinginea depusă.

1. RU 104668 U1 2011.05.20

2. RU 2007133013 A 2009.03.10

3. CN 204739572 U 2015.11.04

Claims

1. Cazan de încălzire, care conţine un corp cu pereţi dubli, care formează o cămaşă de apă, un schimbător de căldură, cuplat cu cămaşa de apă, un focar cu o bară de grătar, un cenuşar, şi un buncăr cu un motor electric şi un alimentator cu şnec, unit cu corpul cazanului, caracterizat prin aceea că partea inferioară a schimbătorului de căldură este executată în formă de pieptene, schimbătorul de căldură fiind montat în, cel puţin, două nivele, cu formarea unui canal de gaze în formă de labirint, totodată deasupra barei de grătar este instalat un scormonitor al cenuşii, unit cu un motor electric; deasupra focarului, în faţa alimentatorului cu şnec, sunt fixate o clapetă, un distribuitor şi un ecran; cazanul este dotat cu un sistem de protecţie contra incendiilor, un bloc de dirijare cu panou indicator şi cu un termoregulator, care include conexiuni electrice cu traductori şi dispozitive de semnalizare.

2. Cazan, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că deasupra fiecărui nivel al schimbătorului de căldură este fixată câte o uşă de control.

3. Cazan, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că sistemul de protecţie contra incendiilor conţine o duză, unită printr-o conductă cu un recipient pentru apă şi o pompă.

4. Cazan, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că motoarele electrice sunt dotate cu traductori de supraîncărcare.