Топка

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Северянин Виталий Степанович Кушнерик Валерий Васильевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Топка, состоящая из корпуса с колосниковой решеткой, имеющей отверстия с козырьками над ними, топливоподающего устройства с одной стороны корпуса, зольника в нижней части корпуса, отличающаяся тем, что колосниковая решетка выполнена в виде плоскости с отверстиями и козырьками, установленной под углом с шарнирным упором сверху,над колосниковой решеткой в корпусе имеется щель, связанная с топливоподающим устройством, выполненным в виде бункера, в нижней части которого смонтирован цилиндр с прорезью, способной поворачиваться, причем сторона бункера по направлению поворота цилиндра имеет отклоняющуюся полосу, колосниковая решетка оборудована воздушными шиберами, в зольнике расположена шурующая планка ось цилиндра, низ колосниковой решетки и шурующая планка связаны механической передачей с соленоидом. 30522006.10.30 Топка относится к теплотехнике и может быть использована для сжигания твердого мелкокускового топлива (гранулы, дробленый уголь, измельченная кора, резаные сучья,листья и т.п.). Топка может применяться в жилищно-коммунальном хозяйстве, в агропромышленном комплексе, а также для отопления частных жилых и хозяйственных помещений. Известно топочное устройство 1 для сжигания твердого мелкокускового топлива, состоящее из топливного бункера, наклонной колосниковой решетки под ним, топочной камеры, механизма для удаления золы. Недостаток аналога - плохое проникновение воздуха в слой топлива, что ухудшает процесс горения, большой провал мелких частиц топлива сквозь колосниковую решетку и унос негоревшего топлива с нее. В устройстве по 2 улучшена подача воздуха вовнутрь горящего слоя топлива, предотвращен провал топлива, уменьшен унос. Прототип состоит из корпуса, образующего топочную камеру, топливоподающего устройства, зольника, колосниковой решетки в виде конуса. На конусе выполнены отверстия, над каждым из которых установлен козырек. Недостаток аналога - односторонняя загрузка топливом конусной колосниковой решетки,так как топливоподающее устройство находится сверху сбоку корпуса, а решетка - по центральной оси корпуса. Это приводит к асимметричной работе конусной решетки недогрузке одной половины и перегрузке другой. Кроме того, в аналоге не организована регулируемая подача топлива. Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в том, чтобы повысить надежность и качество сжигания мелкокускового топлива, улучшить эксплуатационные характеристики топки путем равномерной загрузки топливом и регулярного удаления золы. Технический результат - создание высокоэффективного топочного устройства для коммунальных и технологических систем отопления. Эта задача решается тем, что топка, состоящая из корпуса с колосниковой решеткой,имеющей отверстие с козырьками над ними, топливоподающего устройства с одной стороны корпуса, зольника в нижней части корпуса, имеет плоскую колосниковую решетку с отверстиями и козырьками, установленную под углом с шарнирным упором сверху, над которым щель, связанная с топливоподающим устройством, последнее выполнено в виде бункера, в нижней части которого вмонтирован цилиндр с прорезью, способный поворачиваться, причем сторона бункера по направлению поворота цилиндра имеет отклоняющуюся полосу, колосниковая решетка оборудована воздушными шиберами, в зольнике расположена шурующая планка, ось цилиндра, шурующая планка и низ колосниковой решетки связаны механической передачей с соленоидом. На чертеже представлена аксонометрическая схема топки, где обозначено 1 - корпус,2 - колосниковая решетка, 3 - отверстие, 4 - козырек, 5 - упор шарнирный, 6 - щель, 7 - топливоподающее устройство, 8 - бункер, 9 - цилиндр, 10 - прорезь, 11 - полоса отклоняющаяся, 12 - шибер воздушный, 13 - зольник, 14 - планка шурующая, 15 - крышка зольная,16 - короб воздушный, 17 - механическая передача, 18 - соленоид. Большими стрелками показаны подача топлива и воздуха, удаление золы и горячих газов, малыми стрелками движение элементов во время подачи топлива. Топка состоит из корпуса 1 из стального листа, выложенного изнутри огнеупорным материалом, в нижней части которого расположена колосниковая решетка 2 (это металлическая плоскость, может иметь изгибы), в которой в определенном порядке сделаны отверстия 3 (например, круг диаметром 350 мм). Над каждым отверстием (на чертеже условно показана часть отверстий 3) приварен козырек 4, это площадка определенной формы и размера, которые определяются теоретически и экспериментально. Нижняя часть колосниковой решетки 2 свободно лежит на дне корпуса 1, а верхняя крепится на шарнирном упоре 5 (выступы решетки входят в отверстия в корпусе). Над колосниковой ре 2 30522006.10.30 шеткой 2 в корпусе 1 имеется горизонтальная щель 6, размеры которой могут регулироваться не показанным на чертеже шибером. К щели 6 примыкает топливоподающее устройство 7, состоящее из бункера 8 для загрузки топлива и вмонтированного в нижнюю часть бункера 8 цилиндра 9, способного поворачиваться по своей оси в цилиндрическом уширении стенок бункера. Цилиндр 9 (это, например, кусок трубы) имеет прорезь 10, величина которой обусловливает процесс заполнения цилиндра 9 топливом из бункера 8,когда прорезь 10 располагается сверху. Стенка бункера 8, примыкающая к цилиндру 9,снабжена отклоняющейся полосой 11 она сверху висит на шарнирах (выступы полосы 11 входят в отверстия боковых стенок бункера 8). Размер по вертикали полосы 11 выбран таким, чтобы край прорези 10 задевал ее при повороте цилиндра 9 (по чертежу - по часовой стрелке) и полоса 11 упиралась в стык задней стенки бункера 8 и кругового уширения, в котором вращается цилиндр 9. Цилиндр 9 является дозатором топлива. Под щелью 6 на корпусе 1 установлены воздушные шиберы 12, их несколько, для образования зонного дутья. Шиберы отклоняются механизмами (рычаги, фиксаторы, сервоприводы и т.п.), непоказанными на схеме. Каждый шибер 12 обслуживает свою зону,ограниченную горизонтальными перегородками и колосниковой решеткой 2. Нижняя часть корпуса 1, слева от колосниковой решетки 2, образует зольник 13, на плоском дне которого лежит шурующая планка 14. Это - брус треугольного сечения в сторону колосниковой решетки 2 малый угол наклона верхней его плоскости, в обратную сторону - перпендикулярно дну зольника 13. Планка 14 может перемещаться в сторону колосниковой решетки 2 и обратно благодаря штифтам на ее оси, выходящим в пазы боковых стенок корпуса 1. Зольник 13 снабжен зольной крышкой 15, открывающейся наружу, выше которой сооружен воздушный короб 16 с регулирующим шибером - заслонкой внутри него. Цилиндр 9, нижняя часть колосниковой решетки 2, шурующая планка 14 (возможно и шиберы 12) связаны между собой механической передачей 17 в виде системы рычагов,шарниров, осей с подшипниками, упоров, шкивов. Шкив оси цилиндра 9 является частью соленоида 18 и троса с пружиной, трос охватывает шкив. Работает топка следующим образом. В корпус 1 на колосниковую решетку 2 через непоказанный на чертеже люк забрасывается растопочное топливо (бумага, щепа и т.п. ) и поджигается любым способом. В бункер 8 засыпается заданное топливо, открываются воздушные шиберы 12. В цилиндр 9 через прорезь 10 высыпается топливо. Включается соленоид 18, цилиндр 9 поворачивается на полукруг, при этом, благодаря действию отклоняющейся полосы 11, предотвращается заклинивание ребра прорези 10 кусками топлива, переносимого цилиндром 9 в момент прохождения стыка стенок бункера 8 с ограждающим цилиндр 9 уширением. Пространство топливообразующего устройства 7 между цилиндром 9 и щелью 6 заполняется топливом, высыпанным из повернутого цилиндра 9. Из щели 6 на колосниковую решетку 2 поступает топливо с расходом, обусловленным частотой включения соленоида 18, емкостью между цилиндром 9 и щелью 6, величиной самой щели 6. Топливо ссыпается вниз по решетке 2, откладывается на козырьках 4, не выпадая в отверстия 3, и горит. Высокое качество горения (отсутствие недожогов, провала, уноса, высокая интенсивность горения) обусловлено необходимой подачей воздуха к горящим частицам топлива через отверстия 3, объединенных в зоны по шиберам 12, подачей при необходимости встречного воздуха через воздушный короб 16, поддержанием высокого температурного уровня от футеровки стенок корпуса 1. Зольные остатки ссыпаются в зольник 13 и постепенно накапливаются в нем. Одновременно с поворотом цилиндра 9 соленоидом 18 через механическую передачу 17 производится встряхивание колосниковой решетки 2 нижняя часть ее немного откло 3 30522006.10.30 няется, поворачиваясь на шарнирных упорах 5, встряхивая золу и пепел, улучшая продвижение свежего топлива, при этом повышается равномерность покрытия топливом колосниковой решетки. Шурующая планка 14 при этом придвигается к колосниковой решетке 2, на ее наклонную плоскость набирается зола. Многократное колебательное движение планки 14 подводит золу к зольной крышке 15, выталкивая ее наружу. При отключении соленоида 18 благодаря пружине в его составе система 9-2-14 возвращается в прежнее состояние цилиндр 9 заполняется через прорезь 10 топливом, планка 14 отходит назад, решетка 12 ложится на дно корпуса 1. Возможно, изготовление и эксплуатация предлагаемой топки в упрощенном варианте(корпус, наклонная решетка с отверстиями и козырьками, топливный бункер - без механизма подачи топлива, воздуха и удаления золы), в котором сохраняется основной технологический принцип горение на наклонной плоскости с отверстиями и козырьками, с верхней подачей топлива. Технико-экономический эффект заключается в создании эффективного топочного устройства для использования современного топлива из местных энергоресурсов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4