RU36488U1

RU36488U1 - Solid fuel combustion chamber and hot air generator

Info

Publication number: RU36488U1
Application number: RU2003130146/20U
Authority: RU
Inventors: И.Л. Демин; Д.С. Стрижаков; А.Л. Бондарь
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Строник"; Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная внедренческая фирма "Уралдрев-ИНТО"
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2004-03-10

Description

20031301462003130146

ТОПКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТВЁРДОГО ТОПЛИВА И ТЕПЛОВОЗДУШПЫЙ ГЕНЕРАТОРSOLID FUEL BURNING HEATER AND HEAT-AIR GENERATOR

Группа полезных моделей, связанных единым изобретательским замыслом (топка и тепловоздушный генератор) и относящихся к объектам, один из которых предназначен для использования в другом, касаются техники сжигания твердого топлива и могут использоваться, в частности, для утилизации отходов древесины повышенной влажности, с целью подачи теплоносителя в камеры для сушки древесины или в системы отопления или обогрева различных помеш:ений.A group of utility models related by a single inventive concept (firebox and hot-air generator) and related to objects, one of which is intended for use in the other, relates to solid fuel combustion techniques and can be used, in particular, for the disposal of waste wood of high humidity, in order to feed coolant in the chambers for drying wood or in the heating or heating systems of various premises.

Топки для сжигания твердого топлива известны, например, из книги И.Ф. Коперин и др. Котельные установки лесопромышленных предприятий, М., Лесная промышленность, 1986, с. 42-43; патента РФ №2137036 F23B 1/00 1999; патента РФ №2202733 F23B 1/06 2003, патента РФ №2052713 F23B 7/00 1996.Furnaces for burning solid fuel are known, for example, from the book of I.F. Koperin et al. Boiler plants for timber enterprises, M., Timber industry, 1986, p. 42-43; RF patent No. 2137036 F23B 1/00 1999; RF patent No. 2202733 F23B 1/06 2003, RF patent No. 2052713 F23B 7/00 1996.

Наиболее близким аналогом можно считать топку для сжигания твердого топлива, приведенную в книге И.Ф. Коперин и др. Котельные установки лесопромышленных предприятий, М. , Лесная промышленность, 1986, с. 42-43. Она содержит камеру сгорания, установленную в ней горизонтальную колосниковз ю решетку со сквозными отверстиями и расположенный на колосниковой решетке слой тенлоизоляционного материала в виде шлака, который образуется в результате отекания капелек расплавленного шлака из слоя горящего топлива. Воздух проходит через сквозные отверстия колосниковой решетки. Над шлаком располагается слой твердого топлива, при сгорании которого образуется надслойное пламя. Продукты сгорания выводятся из топки.The closest analogue can be considered a furnace for burning solid fuel, given in the book by I.F. Koperin et al. Boiler plants for timber enterprises, M., Timber industry, 1986, p. 42-43. It contains a combustion chamber, a horizontal grate installed in it with through holes, and a layer of teno-insulation material in the form of slag located on the grate, which is formed as a result of the droplets of molten slag flowing out of the burning fuel layer. Air passes through the through holes of the grate. A layer of solid fuel is located above the slag, upon combustion of which a superlayer flame is formed. Combustion products are removed from the furnace.

МПКР 23В 1/00MPKR 23V 1/00

сроке службы. Это связано с тем, что образующийся в процессе сжигания топлива ишак неравномерно и не полностью покрывает поверхность колосниковой решетки.service life. This is due to the fact that the donkey formed during fuel combustion does not evenly and completely cover the surface of the grate.

Кроме того, не достигается интенсивное сжигание твердого топлива и достижение максимальной темнератзфы горения, пламя стелется и рассредотачивается по поверхности колосниковой решетки, не образуя устойчивого факела. Это объясняется отсутствием направленного истечения воздз а из сквозных отверстий колосниковой решетки и сопротивлением шлакового слоя. В таких условиях трудно обеспечить сжигание влажного топлива без предварительной его суппси, что усложняет технологический процесс, требует дополнительного оборудования.In addition, the intensive burning of solid fuel and the achievement of maximum burning temperature are not achieved, the flame spreads and spreads over the surface of the grate, without forming a stable torch. This is explained by the absence of directed outflow from the through holes of the grate and the resistance of the slag layer. In such conditions, it is difficult to ensure the burning of wet fuel without first supposing it, which complicates the process and requires additional equipment.

Тешювоздушные генераторы известны, например, из книги И.Ф. Коперин и др. Котельные установки лесопромышленных предприятий, М. , Лесная промышленность, 1986, с. 42-43; патента РФ №2174648 F23B 1/38 2001.Air-gap generators are known, for example, from the book of I.F. Koperin et al. Boiler plants for timber enterprises, M., Timber industry, 1986, p. 42-43; RF patent No. 2174648 F23B 1/38 2001.

Тешювоздушный генератор по первому источнику (прототип) содержит топку для сжигания твердого топлива, теплообменник и дымовую трубу. Топка имеет камеру сгорания, установленную в ней горизонтальную колосниковую решетку со сквозными отверстиями и расположенный на колосниковой решетке слой теплоизоляционного материала в виде шлака, который образуется в результате стекания капелек расплавленного шлака из слоя горящего топлива. Воздух проходит через сквозные отверстия колосниковой решетки. Над шлаком располагается слой твердого топлива, при сгорании которого образуется наделенное пламя. Продукты сгорания проходят через теплообменник, где отдают свое тепло воздухутеплоносителю и выводятся через дымовую трубу.The air-cooled generator according to the first source (prototype) contains a furnace for burning solid fuel, a heat exchanger and a chimney. The furnace has a combustion chamber, a horizontal grate with openings installed in it, and a layer of heat-insulating material in the form of slag located on the grate, which is formed as a result of dripping droplets of molten slag from a layer of burning fuel. Air passes through the through holes of the grate. A layer of solid fuel is located above the slag, upon combustion of which an endowed flame is formed. The combustion products pass through a heat exchanger, where they give their heat to the heat carrier and are discharged through the chimney.

Однако из-за перегрева колосниковой решетки и ее недостаточной долговечности возможно прекращение работы тепловоздупшого генератора.However, due to overheating of the grate and its insufficient durability, it is possible to stop the operation of the heat-producing generator.

обеспечивает интенсивного сжигания, в особенности влажного, твердого топлива, что затрудняет получение теплоносителя с максимально возможной температурой для ведения с)тпки пиломатериалов или обогрева помещений.provides intensive combustion, in particular wet, solid fuel, which makes it difficult to obtain a coolant with the highest possible temperature to conduct c) heating and lumber heating.

Полезные модели направлены на создание высокотемпературной топки с максимальной полнотой сгорания топлива.Utility models are aimed at creating a high-temperature furnace with the maximum completeness of fuel combustion.

Технический результат, который обеспечивается каждой полезной моделью, состоит в снижении перегрева колосниковой решетки, повышении ее долговечности и срока службы, а также в интенсификации сжигания топлива, что необходимо при использовании влажного твердого топлива.The technical result that is provided by each utility model is to reduce overheating of the grate, increase its durability and service life, as well as to intensify the combustion of fuel, which is necessary when using wet solid fuel.

Для достижения этого сквозные отверстия колосниковой решетки топки снабжены трубчатыми каналами, проходящими через слой теплоизоляционного материала, расположенный на колосниковой решетке (п.1 формулы).To achieve this, the through holes of the grate of the furnace are equipped with tubular channels passing through a layer of heat-insulating material located on the grate of the grate (claim 1).

В тепловозд5шшом генераторе указанный технический результат достигается тем, что он содержит патентуемую топку (п.7 формулы).In a diesel locomotive generator, the indicated technical result is achieved in that it contains a patentable firebox (claim 7 of the formula).

При таком выполнении указанные трубчатые каналы, с одной стороны, создают направленное истечение воздуха на горение, что способствует формированию интенсивного факельного пламени по всему объему камеры сгорания, а, с другой стороны, создают возможность для укладки заранее подготовленного теплоизоляционного материала на наружную поверхность колосниковой решетки до сжигания твердого топлива. Надежная защищенность колосниковой решетки теплоизоляционным материалом позволяет резко интенсифицировать процесс горения топлива путем выбора наиболее оптимальных параметров активного сжигания. В результате, твердые частицы топлива под действием истекающих из трубчатых каналов воздушных струй находятся в движении, совершая возвратно-поступательные перемещения до их полного сгорания.With this embodiment, these tubular channels, on the one hand, create a directed flow of air to the combustion, which contributes to the formation of an intense flare flame over the entire volume of the combustion chamber, and, on the other hand, make it possible to lay pre-prepared insulation material on the outer surface of the grate up to burning solid fuel. Reliable protection of the grate with heat-insulating material makes it possible to sharply intensify the process of fuel combustion by choosing the most optimal parameters for active burning. As a result, solid particles of fuel under the action of air jets flowing from tubular channels are in motion, making reciprocating movements until they are completely burned.

Отмеченное позволяет повысить долговечность и срок службы топки, а, следовательно, обеспечить безостановочную работу тепловоздушного генератора, интенсифицировать сжигание твердого топлива, что позволяет использовать влажное топливо без его предварительной сушки и необходимого для этого дополнительного оборудования, обеспечить при этом заданную высокую температуру теплоносителя.The aforementioned makes it possible to increase the durability and service life of the furnace, and, consequently, to provide non-stop operation of the hot-air generator, to intensify the burning of solid fuel, which allows the use of wet fuel without its preliminary drying and the necessary additional equipment for this, while ensuring a given high temperature of the coolant.

Выполнение трубчатых каналов в виде сопел (п.2 формулы) еще в большей степени интенсифицирует процесс сжигания топлива.The implementation of the tubular channels in the form of nozzles (claim 2 of the formula) further intensifies the process of burning fuel.

Согласно п.З формулы вся наружная поверхность колосниковой решетки защищена теплоизоляционным материалом. Такое погружение колосниковой решетки в теплоизоляционный материал еше больше увеличивает долговечность колосниковой решетки, уменьшая риск ее перегрева.According to paragraph 3 of the formula, the entire outer surface of the grate is protected by a heat-insulating material. Such immersion of the grate in the heat-insulating material further increases the durability of the grate, reducing the risk of overheating.

Для снижения температурных деформаций колосниковая решетка, по крайней мере, с одной стороны установлена в камере сгорания свободно (п.4 формулы). Такая нежесткая установка способствует повышениюTo reduce temperature deformations, the grate is installed, at least on one side, freely in the combustion chamber (claim 4 of the formula). Such a non-rigid installation enhances

срока службы колосниковой решетки, а, следовательно, самой топки и работоспособности тепловоздушного генератора.the service life of the grate, and, consequently, the furnace itself and the operability of a hot-air generator.

В соответствии с п.З формулы колосниковая решетка выполнена в виде горизонтальных труб, полости которых сообшены с воздушной магистралью. Это снижает ее вес, уменьшает металлоемкость, повышает компактность колосниковой решетки. На это направлено также то, что горизонтальные трубы имеют обший коллектор.In accordance with paragraph 3 of the formula, the grate is made in the form of horizontal pipes, the cavities of which are connected to the air line. This reduces its weight, reduces metal consumption, increases the compactness of the grate. This is also directed by the fact that horizontal pipes have a common collector.

Полезные модели поясняются чертежами, где на фиг.1 показан общий вид патентуемого тепловоздушного генератора с патентуемой топкой; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - разрез по А-А.Utility models are illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of a patented hot-air generator with a patented firebox; figure 2 is the same side view; in Fig.Z is a section along aa.

Топка предназначена для сжигания твердого топлива, в качестве которого могут использоваться дрова, древесные отходы, опил, отсев угля, отсев кокса и т.д.The furnace is intended for burning solid fuel, which can be used as firewood, wood waste, sawdust, coal screening, screening of coke, etc.

Топка содержит камеру сгорания 1, выложенную огнеупорным кирпичом, в которой установлена горизонтальная колосниковая решетка 2. Верхняя поверхность колосниковой решетки имеет сквозные отверстия, которые снабжены трубчатыми вертикальными каналами 3, выполненными в виде сопел. Вся наружная поверхность колосниковой решетки заш;ищена теплоизоляционным материалов 4, который расположен на колосниковой решетке, под ней, слева и справа от нее. Таким образом, колосниковая решетка погружена в теплоизоляционный материал, в качестве которого может использоваться металлургический шлак, зола и т.д.The furnace contains a combustion chamber 1, lined with refractory bricks, in which a horizontal grate is installed 2. The upper surface of the grate has through holes that are provided with tubular vertical channels 3 made in the form of nozzles. The entire outer surface of the grate is sewn; it is looked for by heat-insulating materials 4, which is located on the grate, under it, to the left and to the right of it. Thus, the grate is immersed in a heat-insulating material, which can be used metallurgical slag, ash, etc.

На колосниковую решетку теплоизоляционный материал укладывается слоем, высота которого равна или несколько меньше высоты сопел. Понятно, что этот слой укладывается предварительно, до сжигания топлива, а не хаотично формируется, как в прототипе.On the grate, the insulating material is laid in a layer whose height is equal to or slightly less than the height of the nozzles. It is clear that this layer is laid in advance, before burning fuel, and not randomly formed, as in the prototype.

Колосниковая решетка выполнена в виде трех горизонтальных труб, полости которых через обпщй коллектор 5 сообп ;ены с воздушной магистралью, в которую нагнетается воздух вентилятором 6. Горизонтальные трубы с одной стороны свободно опираются на опоры 7, а с противоположной - жестко закреплены в кладке камеры сгорания.The grate is made in the form of three horizontal pipes, the cavities of which are connected via a common collector 5; they are connected to the air line into which air is blown by the fan 6. The horizontal pipes freely rest on the supports 7 on one side and are firmly fixed on the opposite side in the masonry of the combustion chamber .

Тепловоздзш1ный генератор содержит патентуемую топку для сжигания твердого топлива трубчатый теплообменник 8, дымовую трубу 9, вентилятор 10 для подачи холодного воздуха в теплообменник 8 и канал 11 для отвода теплоносителя.The heat-generating generator contains a patented furnace for burning solid fuel, a tubular heat exchanger 8, a chimney 9, a fan 10 for supplying cold air to the heat exchanger 8 and a channel 11 for removing the coolant.

Топливо загружается в топку через люк 12. Нагнетаемый вентилятором 6 воздух поступает из воздушной магистрали по коллектору 5 в полости горизонтальных труб, откуда через сквозные отверстия и сопла 3 поступает в зону горения. Твердые частицы топлива под действием истекающих возд)шшых струй находятся в постоянном движении, что обеспечивает их полное сгорание. Создается высокотемпературное бушующее пламя, заполняющее объем топки. Нри этом вся поверхность горизонтальных труб (колосниковой решетки) защищена от перегрева теплоизоляционный материалом 4. Свободная установка, по крайней мере, одной стороны колосниковой решетки компенсирует ее температурные расширения, предотвращая коробление.The fuel is loaded into the furnace through the hatch 12. The air pumped by the fan 6 enters from the air line through the collector 5 in the cavity of horizontal pipes, from where it enters the combustion zone through the through holes and nozzles 3. Solid particles of fuel under the action of expiring air jets are in constant motion, which ensures their complete combustion. A high-temperature raging flame is created, filling the volume of the furnace. Moreover, the entire surface of the horizontal pipes (grate) is protected from overheating by the insulating material 4. The free installation of at least one side of the grate compensates for its temperature expansion, preventing warping.

Тепловые газы (продукты сгорания) поступают в трубы теплообменника 8, где нагревается поступивший от вентилятора 10 воздух. Теплоноситель по каналу 11 направляется к объекту применения.Thermal gases (combustion products) enter the pipes of the heat exchanger 8, where the air received from the fan 10 is heated. The coolant along the channel 11 is directed to the object of application.

Таким образом, созданы топка для сжигания твердого топлива и конструшщя тепловоздзшшого генератора, использующего патентуемую топку, в которой за счет направленного истечения воздупшых струй и предварительного погружения колосниковой решетки в теплоизолящюнный материал обеспечивается возможность сжигания топлива с максимально возможными параметрами, что важно для применения влажного твердого топлива без его предварительной с)шпси, повышается долговечность и срок службы топки, а, следовательно, длительность работы тепловоздушного генератора.Thus, a furnace was created for burning solid fuel and crushing a heat-generating generator using a patented furnace, in which, due to the directed expiration of the reared jets and preliminary immersion of the grate in a heat-insulating material, it is possible to burn fuel with the highest possible parameters, which is important for the use of wet solid fuel without its preliminary c) SHPS, the durability and the service life of the furnace are increased, and, consequently, the duration of the operation of the hot air generator.

Директор 000 Строник Директор 000 Director 000 Stronik Director 000

.Л. Демин.L. Demin

ИНТОInto

.русин .rusin

Claims

1. A combustion chamber for burning solid fuel, comprising a combustion chamber, a grate installed therein with through holes and a layer of heat-insulating material located on the grate, characterized in that the through holes of the grate are provided with tubular channels passing through a layer of heat-insulating material located on grate.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the tubular channels of the through holes of the grate are made in the form of nozzles.

3. The furnace according to claim 1 or 2, characterized in that the entire outer surface of the grate is protected by a heat-insulating material.

4. A furnace according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the grate is installed at least on one side in the combustion chamber freely.

5. The furnace according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the grate is made in the form of horizontal pipes, the cavities of which are in communication with the air line.

6. The furnace according to claim 5, characterized in that the horizontal pipes have a common collector.

7. A hot air generator containing a solid fuel combustion chamber, a heat exchanger and a chimney, characterized in that it contains a solid fuel combustion chamber made according to any one of claims 1 to 6 of the utility model.