RU84089U1 - HEATING AND COOLING BOILER WITH VERTICAL LAYING OF SOLID FUEL WITH A DENSE LAYER - Google Patents
HEATING AND COOLING BOILER WITH VERTICAL LAYING OF SOLID FUEL WITH A DENSE LAYER Download PDFInfo
- Publication number
- RU84089U1 RU84089U1 RU2009112442/22U RU2009112442U RU84089U1 RU 84089 U1 RU84089 U1 RU 84089U1 RU 2009112442/22 U RU2009112442/22 U RU 2009112442/22U RU 2009112442 U RU2009112442 U RU 2009112442U RU 84089 U1 RU84089 U1 RU 84089U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- heating
- glass
- diameter
- solid fuel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
1. Отопительно-варочная жаровня с вертикальной кладкой твердого топлива плотным слоем, содержащая колосниковую решетку, отличающаяся тем, что колосниковая решетка снабжена боковой стенкой и выполнена в виде стакана с возможностью укладки в нем топливных брикетов в виде составных цилиндрических стержней, параллельных оси стакана, в количестве от 3 до 7 штук, причем высота стакана Нст выбрана от 3d до 14d, где d - диаметр брикета твердого топлива, м, а отношение высоты Нст стакана к его внутреннему диаметру Dст составляет от 0,857 до 6,482, кроме того, стакан установлен внутри призматического или цилиндрического защитного корпуса, а стенка с днищем стакана и цилиндрическая стенка защитного корпуса или, по крайней мере, одна из стенок призматического защитного корпуса выполнены из металлической сетки с размером ячейки не менее 0,002 м. ! 2. Отопительно-варочная жаровня, по п.1, отличающееся тем, что площадь днища стакана Sст выбрана от 3,66d2 м2 до 9,62d2 м2. ! 3. Отопительно-варочная жаровня, по п.1, отличающаяся тем, что отношение поверхности F составных цилиндрических стержней к массе G кладки твердого топлива выбрано из соотношения ! ! причем ! ! где f - удельная поверхность излучения кладки твердого топлива, м2/кг; ! d - диаметр топливного брикета, м; ! k1 - экспериментально определяемый коэффициент, равный 125, 1/м; ! k2 - экспериментально определяемый коэффициент, равный 16,6, 1/м. ! 4. Отопительно-варочная жаровня по п.1, отличающаяся тем, что топливный брикет выполнен в виде таблетки (цилиндрической шашки) диаметром d, выбранным от 0,04 до 0,06 м, а отношение высоты δ таблетки к ее диаметру d составляет от 0,4 до 2,0. ! 5. Отопительно-варочная жаровня по п.1, отличаю�1. Heating and cooking roaster with a vertical laying of solid fuel in a dense layer containing a grate, characterized in that the grate is provided with a side wall and is made in the form of a glass with the possibility of laying fuel briquettes in it in the form of composite cylindrical rods parallel to the axis of the glass, in from 3 to 7 pieces, and the height of the cup Hst is selected from 3d to 14d, where d is the diameter of the briquette of solid fuel, m, and the ratio of the height Hst of the cup to its inner diameter Dst is from 0.857 to 6.482, in addition, the takan is installed inside a prismatic or cylindrical protective case, and the wall with the bottom of the glass and the cylindrical wall of the protective case or at least one of the walls of the prismatic protective case are made of metal mesh with a mesh size of at least 0.002 m.! 2. The heating and cooking roaster according to claim 1, characterized in that the area of the bottom of the glass Sst is selected from 3.66d2 m2 to 9.62d2 m2. ! 3. The heating and cooking roaster according to claim 1, characterized in that the ratio of the surface F of the composite cylindrical rods to the mass G of the solid fuel masonry is selected from the ratio! ! moreover! ! where f is the specific radiation surface of the masonry of solid fuel, m2 / kg; ! d is the diameter of the fuel briquette, m; ! k1 is an experimentally determined coefficient equal to 125, 1 / m; ! k2 is an experimentally determined coefficient equal to 16.6, 1 / m. ! 4. The heating and cooking roaster according to claim 1, characterized in that the fuel briquette is made in the form of a tablet (cylindrical checker) with a diameter d selected from 0.04 to 0.06 m, and the ratio of the height δ of the tablet to its diameter d is from 0.4 to 2.0. ! 5. The heating and cooking roaster according to claim 1, characterized
Description
Полезная модель относится к области сжигания твердого топлива, преимущественно твердотопливных брикетов на основе углеродосодержащих материалов, и может быть использована для автономного, экологически чистого и экономичного обогрева жилых и хозяйственных помещений, теплиц и парников, особенно в районах, не имеющих природных топлив (газа, каменного угля, дров, торфа и т.п.). Особо практическое применение полезная модель может найти при отоплении жилых помещений, включая дачные домики, хозблоки, железнодорожные вагоны, бытовки и палатки для рабочих и военнослужащих.The utility model relates to the field of burning solid fuels, mainly solid fuel briquettes based on carbon-containing materials, and can be used for autonomous, environmentally friendly and economical heating of residential and utility rooms, greenhouses and hotbeds, especially in areas that do not have natural fuels (gas, stone coal, firewood, peat, etc.). The utility model can find especially practical application in heating residential premises, including cottages, utility units, railway cars, cabins and tents for workers and military personnel.
Уровень техникиState of the art
Известно техническое решение по сжиганию твердого топлива, обеспечивающее режим горения твердого топлива в неподвижном плотном слое на колосниковой решетке (см. Щеголев М.М., Гусев Ю.Л., Иванов М.С. Котельные установки. М. Стройиздат 1972 стр.92, 96, 384). Твердое топливо загружают на прогорающие очаговые остатки топлива от предыдущей загрузки. Под колосниковую решетку подают воздух, который является источником кислорода, необходимым для процесса горения. Свежее топливо воспламеняется снизу от очаговых остатков по A technical solution is known for burning solid fuel, which provides the regime of burning solid fuel in a fixed dense layer on the grate (see Schegolev M.M., Gusev Yu.L., Ivanov M.S. Boiler installations. M. Stroyizdat 1972 p. 92 96, 384). Solid fuel is loaded onto burnt focal fuel residues from the previous load. Under the grate, air is supplied, which is the source of oxygen necessary for the combustion process. Fresh fuel ignites below the focal residues
всей площади слоя. Фронт горения распространяется снизу вверх по толщине слоя топлива. Толщина слоя свежего твердого топлива, загружаемого за один раз, не должна превышать 5 диаметров частиц (порядка 5 см). На такой высоте слоя топлива на горение расходуется весь кислород из воздуха, поступающего под колосниковую решетку. При большей высоте загружаемого твердого топлива начинается восстановительный процесс образования продуктов неполного сгорания (угарного газа и сажи). Это недопустимо при использовании указанного технического решения для отопления и/или приготовления пищи в жилых помещениях, не оборудованных специальной принудительной вентиляцией для удаления продуктов не полного сгорания. Поэтому при осуществлении известного технического решения допустимая толщина загрузки слоя твердого топлива, например угля, не должна превышать 5 см, которая сгорает за 5-7 минут, после чего выполняют следующую загрузку угля. Основным недостатком известного технического решения является необходимость осуществлять загрузку твердого топлива, например угля, через 5-7 минут, то есть практически непрерывно.the entire area of the layer. The combustion front extends from bottom to top in the thickness of the fuel layer. The thickness of the layer of fresh solid fuel loaded at a time should not exceed 5 particle diameters (about 5 cm). At this height of the fuel layer, all oxygen from the air entering the grate is consumed for combustion. At a higher height of the loaded solid fuel, the recovery process of the formation of products of incomplete combustion (carbon monoxide and soot) begins. This is unacceptable when using the specified technical solution for heating and / or cooking in residential premises that are not equipped with special forced ventilation to remove products of incomplete combustion. Therefore, when implementing the known technical solution, the permissible thickness of the loading of a layer of solid fuel, for example coal, should not exceed 5 cm, which burns out in 5-7 minutes, after which the next coal loading is performed. The main disadvantage of the known technical solution is the need to load solid fuel, for example coal, after 5-7 minutes, that is, almost continuously.
Наиболее близким по существу технического решения к заявляемой отопительно-варочной жаровне с вертикальной кладкой твердого топлива плотным слоем является устройство по патенту РФ 2267700, МКИ F23B 70/00, опубл. 10.01.2006 г., содержащее колосниковую решетку для загрузки твердого топлива плотным слоем. В известном устройстве воспламенение твердого топлива производят в отдельных точках площади колосниковой решетки. От воспламенившегося топлива постепенно загораются соседние участки слоя и топливо сгорает в виде, по меньшей мере, одного фронта горения, перемещающегося по площади слоя от точки воспламенения.The closest in essence the technical solution to the claimed heating and cooking roaster with vertical laying of solid fuel in a dense layer is the device according to the patent of the Russian Federation 2267700, MKI F23B 70/00, publ. 01/10/2006, containing a grate for loading solid fuel in a dense layer. In the known device, the ignition of solid fuel is produced at individual points on the area of the grate. From flammable fuel, neighboring sections of the layer gradually ignite and the fuel burns out in the form of at least one combustion front moving over the area of the layer from the ignition point.
Причем, перед каждой загрузкой свежего твердого топлива колосниковую решетку очищают от прогорающих очаговых остатков, а Moreover, before each loading of fresh solid fuel, the grate is cleaned of burning out focal residues, and
допустимая толщина загрузки слоя твердого топлива, например угля, не должна превышать 30-50 см, которая сгорает за 3-5 часов, после чего выполняют следующую загрузку угля.the permissible loading thickness of a layer of solid fuel, for example coal, should not exceed 30-50 cm, which burns out in 3-5 hours, after which the next coal loading is performed.
К недостатком известного технического решения следует отнести необходимость иметь колосниковую решетку площадью более 2,25 м2 для того чтобы продолжительность между загрузками свежего топлива, например угля, составляла от 3 до 5 часов. Кроме того, при реализации известного технического решения происходит процесс образования продуктов неполного сгорания твердого топлива. Главным же недостатком известного технического решения является недостаточная продолжительность времени сгорания топливной загрузки, необходимой для непрерывного сна человека (не менее 8 часов).A disadvantage of the known technical solution is the need to have a grate with an area of more than 2.25 m 2 so that the duration between loads of fresh fuel, such as coal, is from 3 to 5 hours. In addition, when implementing the known technical solution, the process of formation of products of incomplete combustion of solid fuel occurs. The main disadvantage of the known technical solution is the insufficient duration of the combustion time of the fuel load necessary for continuous sleep of a person (at least 8 hours).
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Задачей настоящей полезной модели является разработка жаровни для экологически чистого сжигания твердого топлива (без использования дымохода), применяемого, как для обогрева помещений, в том числе жилых и спальных помещений, так и для приготовления и/или разогрева пищи без ухудшения ее органолептических свойств.The objective of this utility model is to develop a brazier for the environmentally friendly burning of solid fuel (without using a chimney), used both for heating rooms, including residential and sleeping rooms, and for preparing and / or heating food without affecting its organoleptic properties.
В результате решения данной задачи при реализации жаровни могут быть получены новые технические результаты, заключающиеся в увеличении времени между загрузками твердого топлива (не менее 8 часов) при одновременном снижении весовых и габаритных характеристик жаровни для сжигания твердого топлива, а также в уменьшении количества золы и обеспечении отходящих газов в строгом соответствии с санитарно-гигиеническими нормативами.As a result of solving this problem during the implementation of the roasting pan, new technical results can be obtained, consisting in increasing the time between loads of solid fuel (at least 8 hours) while reducing the weight and overall characteristics of the brazier for burning solid fuel, as well as reducing the amount of ash and providing flue gas in strict accordance with sanitary standards.
Данные технические результаты достигаются тем, что в отопительно-варочной жаровне с вертикальной кладкой твердого These technical results are achieved by the fact that in a heating and cooking roaster with vertical laying of solid
топлива плотным слоем, содержащей колосниковую решетку, которая снабжена боковой стенкой и выполнена в виде стакана с возможностью укладки в нем топливных брикетов в виде составных цилиндрических стержней параллельных оси стакана в количестве от 3 до 7 штук, причем высота стакана Нст выбрана от 3d до 14d, где d - диаметр брикета твердого топлива, м, а отношение высоты Нст стакана к его внутреннему диаметру Dст составляет от 0,857 до 6,482 кроме того стакан установлен внутри призматического или цилиндрического защитного корпуса, а стенка с днищем стакана или цилиндрическая стенка защитного корпуса или, по крайней мере, одна из стенок призматического защитного корпуса выполнены из металлической сетки с размером ячейки не менее 0,002 м.fuel in a dense layer containing a grate, which is provided with a side wall and made in the form of a glass with the possibility of stacking fuel briquettes in it in the form of composite cylindrical rods parallel to the axis of the glass in an amount of 3 to 7 pieces, and the height of the glass N article selected from 3d to 14d where d - diameter of the solid fuel briquette, m, and the ratio of the height H of glass article to its internal diameter d v is from 0.857 to 6.482 moreover glass is mounted within a cylindrical or prismatic container body, and a bottom wall with Akana or cylindrical wall of the container body, or at least one of the walls of the prismatic container body made of metal mesh with a mesh size of not less than 0.002 m.
Отличительная особенность заявляемой отопительно-варочной жаровни, состоит в том, что колосниковая решетка снабжена боковой стенкой и выполнена в виде стакана с возможностью укладки в нем топливных брикетов в виде составных цилиндрических стержней параллельных оси стакана в количестве от 3 до 7 штук, причем высота стакана Нст выбрана от 3d до 14d, где d - диаметр брикета твердого топлива, м, а отношение высоты Нcт стакана к его внутреннему диаметру Dст составляет от 0,857 до 6,482, кроме того стакан установлен внутри призматического или цилиндрического защитного корпуса, а стенка с днищем стакана или цилиндрическая стенка защитного корпуса или, по крайней мере, одна из стенок призматического защитного корпуса выполнены из металлической сетки с размером ячейки не менее 0,002 м. В результате время между загрузками твердого топлива может быть увеличено до 7,5-11 часов при удельной тепловой производительности отопительно-варочной жаровни 1,5 кВт/час - 2 кВт/час (высота A distinctive feature of the inventive heating and cooking roaster is that the grate is provided with a side wall and is made in the form of a glass with the possibility of stacking fuel briquettes in it in the form of composite cylindrical rods parallel to the axis of the glass in an amount of 3 to 7 pieces, and the height of the glass N st is selected from 3d to 14d, where d is the diameter of the solid fuel briquette, m, and the ratio of the height H ct of the glass to its internal diameter D article is from 0.857 to 6.482, in addition, the glass is installed inside a prismatic or cylindrical protective housing, and the wall with the bottom of the cup or the cylindrical wall of the protective housing or at least one of the walls of the prismatic protective housing is made of a metal mesh with a mesh size of at least 0.002 m. As a result, the time between charges of solid fuel can be increased up to 7 , 5-11 hours at a specific heat output of the heating and cooking roaster of 1.5 kW / h - 2 kW / h (height
составных стержней 5 см×10 шт. = 50 см, а площадь колосниковой решетки от 3,14×(2,16×5)2/4=91,56 см2 до (2×5)×(2×5)=100 см2, при d=5 см), что позволяет человеку выспаться в тепле и приготовить и/или подогреть себе пищу не боясь отравиться во время сна отходящими газами, образующимися при сгорании твердого топлива. Причем, экспериментально было установлено, что вышеописанная кладка топливных брикетов каталитического горения, изготовленных в виде таблеток или цилиндров, вертикальным плотным слоем в виде трех и более вертикальных составных стержней, контактирующих между собой боковыми поверхностями, обеспечила время непрерывного обогрева помещения с удельной тепловой производительностью от 3,0 кВт/час до 3,5 кВт/ч в течение 7,5-11 часов (высота составных стержней 5 см × 13 шт. = 65 см, а площадь колосниковой решетки 3,14×(3,0×5)2/4=176,63 см2, при d=5 см) с выделением отходящих газов в соответствии с санитарно-гигиеническими нормативами. Необходимо отметить, что не выполнение хотя бы одного из выше перечисленных условий, может привести к пламенному горению твердого топлива с выделением недопустимого количества отходящих газов. Таким образом, из выше приведенного следует, что новые технические результаты могут быть получены только при реализации всех существенных признаков, характеризующих заявляемую отопительно-варочную жаровню. Поэтому настоящая полезная модель соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень». Кроме того, анализ решений, известных из предшествующего уровня техники, не выявил устройства, совпадающего с описываемой полезной моделью по всей совокупности существенных признаков, включенных в независимый пункт формулы полезной модели, что свидетельствует о том, что настоящая полезная модель соответствует условию патентоспособности «новизна».composite rods 5 cm × 10 pcs. = 50 cm and the grate area of 3.14 × (2.16 × 5) 2/4 = 91.56 cm 2 to (2 × 5) × (2 × 5) = 100 cm 2, d = 5 cm), which allows a person to sleep in the heat and cook and / or warm his own food without fear of poisoning during sleep by the exhaust gases generated during the combustion of solid fuels. Moreover, it was experimentally established that the above-described masonry of catalytic combustion fuel briquettes made in the form of tablets or cylinders, with a dense vertical layer in the form of three or more vertical composite rods in contact with each other by their side surfaces, provided a time for continuous heating of the room with a specific heat output of 3 , 0 kW / h to 3.5 kW / h for 7.5-11 hours (the height of the composite rods is 5 cm × 13 pcs. = 65 cm, and the area of the grate is 3.14 × (3.0 × 5) 2 / 4 = 176.63 cm 2, d = 5 cm) to isolate thodyaschih gases in accordance with the sanitary regulations. It should be noted that failure to fulfill at least one of the above conditions may lead to the burning of solid fuel with the release of an unacceptable amount of exhaust gas. Thus, from the above it follows that new technical results can only be obtained by implementing all the essential features characterizing the claimed heating and cooking roaster. Therefore, the present utility model meets the patentability condition “inventive step”. In addition, the analysis of solutions known from the prior art did not reveal a device that matches the described utility model for the entire set of essential features included in the independent claim of the utility model formula, which indicates that the present utility model meets the patentability condition “novelty” .
Целесообразно площадь днища стакана Sст выбрать от 3,66d2 м2 до 9,62d2 м2.It is advisable the area of the bottom of the glass S article to choose from 3.66 d 2 m 2 to 9.62 d 2 m 2 .
Целесообразно чтобы отношение поверхности F составных цилиндрических стержней к массе G кладки брикетов твердого топлива было выбрано из соотношения:It is advisable that the ratio of the surface F of the composite cylindrical rods to the mass G of masonry briquettes of solid fuel was selected from the ratio:
причемmoreover
гдеWhere
f - удельная поверхность излучения кладки твердого топлива, м2/кг;f is the specific radiation surface of the masonry of solid fuel, m 2 / kg;
ρ - плотность твердого топлива, кг/м3;ρ is the density of solid fuel, kg / m 3 ;
d - диаметр топливного брикета, м;d is the diameter of the fuel briquette, m;
k1 - экспериментально определяемый коэффициент равный 125, 1/м;k 1 - experimentally determined coefficient equal to 125, 1 / m;
k2 - экспериментально определяемый коэффициент равный 16,6, 1/м.k 2 - experimentally determined coefficient equal to 16.6, 1 / m.
Также целесообразно топливный брикет выполнить в виде таблетки (цилиндрической шашки) с диаметром d выбранным от 0,04 м до 0,06 м, а отношение высоты δ таблетки к ее диаметру d составляло от 0,4 до 2,0.It is also advisable to make the fuel briquette in the form of a tablet (cylindrical checker) with a diameter d selected from 0.04 m to 0.06 m, and the ratio of the height δ of the tablet to its diameter d was from 0.4 to 2.0.
Кроме того, целесообразно защитный корпус снабдить перфорированной крышкой и зольником.In addition, it is advisable to provide a protective housing with a perforated lid and an ash pan.
Целесообразно чтобы отношение внутреннего диаметра цилиндрической стенки защитного корпуса Dкор к внутреннему It is advisable that the ratio of the inner diameter of the cylindrical wall of the protective housing D cor to the inner
диаметру стакана Dст составляло от 1,05 до 1,35, а отношение вписанного диаметра призматической стенки защитного корпуса D'кор к внутреннему диаметру стакана Dст составляло от 1,05 до 1,35.the diameter of the cup D st ranged from 1.05 to 1.35, and the ratio of the inscribed diameter of the prismatic wall of the protective housing D ' core to the inner diameter of the cup D st was from 1.05 to 1.35.
Целесообразно также чтобы отношение высоты защитного корпуса Нкор к высоте стакана Нcт составляло от 1,10 до 1,30.It is also advisable that the ratio of the height of the protective casing H cor to the height of the glass H ct should be from 1.10 to 1.30.
Перечень фигур чертежейList of drawings
На фиг 1. изображен общий вид отопительно-варочной жаровни с вертикальной кладкой твердого топлива плотным слоем, на фиг.2 изображен цилиндрический защитный корпус отопительно-варочной жаровни, на фиг.3 изображена отопительно-варочная жаровня в разобранном состоянии, на фиг.4. показано поперечное сечение кладки трех вертикальных составных цилиндрических стержней брикетированного твердого топлива, на фиг.5. показано поперечное сечение кладки четырех вертикальных составных цилиндрических стержней брикетированного твердого топлива, на фиг.6. показано поперечное сечение варианта кладки пяти вертикальных составных цилиндрических стержней брикетированного твердого топлива, на фиг.7. показано поперечное сечение варианта кладки пяти вертикальных составных цилиндрических стержней брикетированного твердого топлива, на фиг.8. показано поперечное сечение варианта кладки шести вертикальных составных цилиндрических стержней брикетированного твердого топлива, на фиг.9. показано поперечное сечение варианта кладки шести вертикальных составных цилиндрических стержней брикетированного твердого топлива, на фиг.10. показано поперечное In Fig 1. shows a General view of the heating and cooking roaster with vertical laying of solid fuel in a dense layer, FIG. 2 shows the cylindrical protective casing of the heating and cooking roasting pan, FIG. 3 shows the heating and cooking roaster in a disassembled state, in FIG. 4. shows a cross section of the masonry of three vertical composite cylindrical rods of briquetted solid fuel, Fig.5. shows a cross section of the masonry of four vertical composite cylindrical rods of briquetted solid fuel, Fig.6. shows a cross section of a masonry variant of five vertical composite cylindrical rods of briquetted solid fuel, Fig.7. shows a cross section of a masonry variant of five vertical composite cylindrical rods of briquetted solid fuel, Fig. 8. shows a cross section of a variant of the masonry of six vertical composite cylindrical rods of briquetted solid fuel, Fig.9. shows a cross section of a variant of the masonry of six vertical composite cylindrical rods of briquetted solid fuel, figure 10. shown transverse
сечение кладки семи вертикальных составных цилиндрических стержней брикетированного твердого топлива.section of masonry of seven vertical composite cylindrical rods of briquetted solid fuel.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
Отопительно-варочная жаровня с вертикальной кладкой твердого топлива 1 плотным слоем содержит колосниковую решетку снабженную боковой вертикальной стенкой, предназначенной, в первую очередь, для надежной фиксации упорядоченной кладки брикетов твердого топлива и выполненной в виде стакана 2, изготовленного из металлической сетки (см. фиг.1 и фиг.3) с высотой стакана Нст от 3d до 14d, где d - диаметр брикета твердого топлива. Причем в стенке стакана 2, по крайней мере, размер ячеек сетки выполнен меньше диаметра d брикета твердого топлива 1, но не менее 0,002 м (см. фиг.1). Кроме того, внутренний диаметр Dст выполнен от 2,16d до 3,5d, а отношение высоты Нcт стакана к его внутреннему диаметру Dст составляет от 0,85 до 6,67. Для безопасной эксплуатации заявляемой отопительно-варочной жаровни стакан 2 может быть установлен в защитном металлическом корпусе 3, состоящим из перфорированной крышки 4 и стенок 5 защитного корпуса, а также включающим зольник 6 (см. фиг.1 - фиг.3). Защитный корпус 3 в поперечном сечении может иметь круг или многоугольник (предпочтительно правильный многоугольник, например, квадрат или шестиугольник), причем по крайней мере одна стенка выполнена из металлической сетки 7 (см. фиг.1). Целесообразно стакан 2 выполнить цилиндрической формы из металлической сетки (см. фиг.3). Причем, отношение внутреннего диаметра цилиндрической стенки защитного корпуса Dкор к внутреннему диаметру стакана Dст составляет от 1,05 до 1,35, а отношение вписанного диаметра призматической стенки защитного корпуса D'кор к внутреннему диаметру стакана Dст составляет The heating and cooking roasting pan with vertical laying of solid fuel 1 in a dense layer contains a grate equipped with a vertical side wall designed primarily for reliable fixation of ordered masonry of solid fuel briquettes and made in the form of a glass 2 made of metal mesh (see Fig. 1 and 3) with a glass height H article from 3d to 14d, where d is the diameter of the solid fuel briquette. Moreover, in the wall of the glass 2, at least the mesh size is made smaller than the diameter d of the solid fuel briquette 1, but not less than 0.002 m (see FIG. 1). In addition, the inner diameter D article is made from 2.16d to 3.5d, and the ratio of the height H ct of the glass to its inner diameter D article is from 0.85 to 6.67. For safe operation of the inventive heating and cooking roaster, the glass 2 can be installed in a protective metal case 3, consisting of a perforated cover 4 and walls 5 of the protective case, and also including an ash pan 6 (see figure 1 - figure 3). The protective housing 3 in cross section may have a circle or a polygon (preferably a regular polygon, for example, a square or a hexagon), with at least one wall made of metal mesh 7 (see figure 1). It is advisable to glass 2 to perform a cylindrical shape of a metal mesh (see figure 3). Moreover, the ratio of the inner diameter of the cylindrical wall of the protective casing D cor to the inner diameter of the cup D st is from 1.05 to 1.35, and the ratio of the inscribed diameter of the prismatic wall of the protective casing D ' cor to the inner diameter of the cup D st is
от 1,05 до 1,35. Кроме того, площадь днища стакана целесообразно выполнить от 3,66d2 до 9,62d2. Целесообразно также чтобы отношение высоты защитного корпуса Нкор к высоте стакана Нcт составляло от 1,10 до 1,30.from 1.05 to 1.35. In addition, the area of the bottom of the glass, it is advisable to perform from 3.66 d 2 up to 9.62 d 2 . It is also advisable that the ratio of the height of the protective casing H cor to the height of the glass H ct should be from 1.10 to 1.30.
В качестве твердого топлива используются топливные брикеты каталитического горения 1 (см. фиг.1), содержащие измельченный древесный уголь, связующее и воду. Причем, в качестве связующего топливный брикет содержит карбоксилметилцеллюлозу, или натрийгидрированный силикат, или сапропель при следующем соотношении компонентов, мас.%:As solid fuel used fuel briquettes of catalytic combustion 1 (see figure 1), containing crushed charcoal, binder and water. Moreover, as a binder, the fuel briquette contains carboxylmethyl cellulose, or sodium hydrogenated silicate, or sapropel in the following ratio of components, wt.%:
- крахмал и/или карбоксилметилцеллюлоза от 4 до 8, или натрийгидрированный силикат от 2 до 5, или сапропель от 2 до 10,- starch and / or carboxylmethyl cellulose from 4 to 8, or sodium hydrogenated silicate from 2 to 5, or sapropel from 2 to 10,
- вода менее 3,- water less than 3,
- измельченный древесный уголь - остальное до 100.- crushed charcoal - the rest is up to 100.
Топливный брикет 1 может быть выполнен в виде таблетки или цилиндрической шашки с диаметром выбранным от 0,04 м до 0,06 м, а отношение высоты δ таблетки к ее диаметру d составляет от 0,4 до 2,0.The fuel briquette 1 can be made in the form of a tablet or a cylindrical block with a diameter selected from 0.04 m to 0.06 m, and the ratio of the height δ of the tablet to its diameter d is from 0.4 to 2.0.
Рецептура и основные характеристики топливных брикетов, предпочтительно используемых в заявляемой отопительно-варочной жаровне, может быть иллюстрируема следующими примерами.The formulation and basic characteristics of fuel briquettes, preferably used in the inventive heating and cooking roaster, can be illustrated by the following examples.
Пример 1. Топливные таблетки диаметром 50 мм и высотой 50 мм. Состав топливных таблеток, мас.%: уголь древесный 92, картофельный крахмал 6 и вода 2. Полученные топливные таблетки легко воспламеняются от спички, горят с едва различимым красным свечением без образования пламени, дыма, копоти, токсичных веществ и без запаха в течение 2 часов и выделяют большое количества тепла, достаточное для обогрева теплиц и других помещений в том числе жилых помещений в холодное время года. Топливные таблетки имеют Example 1. Fuel tablets with a diameter of 50 mm and a height of 50 mm. The composition of the fuel tablets, wt.%: Charcoal 92, potato starch 6 and water 2. The resulting fuel tablets are easily ignited by a match, burn with a faint red glow without the formation of flame, smoke, soot, toxic substances and odorless for 2 hours and emit large amounts of heat sufficient to heat greenhouses and other premises, including residential premises, in the cold season. Fuel pills have
плотность 0,7 г/см3, удельную теплоту сгорания 7000 ккал/кг, и тепловую мощность более 2 Вт/см2 при нормальных условиях.density of 0.7 g / cm 3 , specific heat of combustion 7000 kcal / kg, and thermal power of more than 2 W / cm 2 under normal conditions.
Пример 2. Топливные таблетки диаметром 50 мм и высотой 50 мм. Состав топливных таблеток, мас.%: уголь древесный 92, карбоксилметилцеллюлоза 6 и вода 2. Топливные таблетки не уступают по качеству вышеприведенным, имеют плотность 0,7 г/см3, удельную теплоту сгорания 7000 ккал/кг, и тепловую мощность более 2 Вт/см2 при нормальных условиях.Example 2. Fuel tablets with a diameter of 50 mm and a height of 50 mm. The composition of the fuel pellets, wt.%: Charcoal 92, carboxyl methyl cellulose 6 and water 2. Fuel pellets are not inferior in quality to the above, have a density of 0.7 g / cm 3 , specific heat of combustion 7000 kcal / kg, and thermal power more than 2 W / cm 2 under normal conditions.
Пример 3. Топливные таблетки диаметром 50 мм и высотой 50 мм. Состав топливных таблеток, мас.%: уголь древесный 94, натрийгидрированный силикат 4 и вода 2. Топливные таблетки обладают повышенной механической прочностью а в остальном не уступают по качеству вышеприведенным, имеют плотность 0,7 г/см3, удельную теплоту сгорания 7200 ккал/кг, и тепловую мощность более 2 Вт/см2 при нормальных условиях.Example 3. Fuel tablets with a diameter of 50 mm and a height of 50 mm. The composition of the fuel tablets, wt.%: Charcoal 94, sodium hydrogenated silicate 4 and water 2. Fuel tablets have increased mechanical strength and are not inferior in quality to the above, have a density of 0.7 g / cm 3 , specific heat of combustion of 7200 kcal / kg, and thermal power of more than 2 W / cm 2 under normal conditions.
Пример 4. Топливные таблетки диаметром 50 мм и высотой 50 мм. Состав топливных таблеток, мас.%: уголь древесный 90, сапропель 4 и вода 2. Топливные таблетки не уступают по качеству вышеприведенным, имеют плотность 0,7 г/см3, удельную теплоту сгорания 7200 ккал/кг, и тепловую мощность более 2 Вт/см2 при нормальных условиях.Example 4. Fuel tablets with a diameter of 50 mm and a height of 50 mm. The composition of fuel pellets, wt.%: Charcoal 90, sapropel 4 and water 2. Fuel pellets are not inferior in quality to the above, have a density of 0.7 g / cm 3 , specific heat of combustion of 7200 kcal / kg, and thermal power of more than 2 W / cm 2 under normal conditions.
Заявляемая отопительно-варочная жаровня работает следующим образом. При начальной растопке топливные брикеты каталитического горения 1 укладывают в стакане 2 (см. фиг.1) таким образом, что из цилиндрических топливных брикетов получилось от трех до семи вертикальных составных стержней (см. фиг.4 - фиг.10). Каждый топливный брикет обеими торцевыми поверхностями контактирует с соседними брикетами за исключением крайних торцевых брикетов, а своими боковыми поверхностями составные стержни (топливные The inventive heating and cooking roaster operates as follows. During the initial kindling, fuel briquettes of catalytic combustion 1 are placed in a glass 2 (see FIG. 1) in such a way that three to seven vertical composite rods are obtained from cylindrical fuel briquettes (see FIG. 4 - FIG. 10). Each fuel briquette with both end surfaces contacts adjacent briquettes, with the exception of extreme end briquettes, and composite rods (fuel
брикеты) контактируют преимущественно с одной (см. фиг.7 и фиг.8), двумя (см. фиг.4, фиг.5, фиг.6 и фиг.9), тремя (см. фиг.10) боковыми поверхностями соседних составных стержней, а также четырьмя (см. фиг.7), пятью (см. фиг.8) или шестью (см. фиг.10). Топливные брикеты воспламеняют с нижнего торца кладки составных топливных стержней. От загоревшегося топливного брикета воспламеняются торцы соседних составных стержней и фронт беспламенного и бездымного горения постепенно двигается в вертикальном направлении по площади слоя от одного торца кладки составных топливных стержней в сторону другого торца. Так, например, 39 топливных брикетов диаметром 0,05 м и высотой 0,05 м сгорают за время от 9 часов 49 минут до 14 часов 6 минут, а отопительно-варочная жаровня для сжигания брикетов каталитического горения будет выделять удельную тепловую мощность в 1,5 кВт/час. Для получения удельной мощности в 2 кВт/час или в 3 кВт/час топливные брикеты укладывают вертикальным плотным слоем, включающим четыре или шесть составных топливных стержней из 13 топливных брикетов в одном составном стержне. Прогоревший шлак с зольника 6 удаляют и можно повторить вышеуказанный процесс повторно. Топливные брикеты можно воспламенять одновременно и с двух торцов, тогда два фронта горения будут двигаться навстречу друг другу. Причем, в этом случае удельная тепловая мощность увеличится до 3,0 кВт/час, а продолжительность сгорания 39 топливных брикетов сократится и будет продолжаться от 5 часов 52 минут до 8 часов 20 минут. Увеличить тепловую мощность, получаемую при сгорании топливных брикетов можно также увеличив количество составных топливных брикетов, например, с 39 до 91 топливных брикетов. В этом случае будет выделяться удельная тепловая мощность в 3,5 кВт/час, а время горения брикетов будет не менее 11 часов.briquettes) come into contact mainly with one (see Fig. 7 and Fig. 8), two (see Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 and Fig. 9), three (see Fig. 10) side surfaces of adjacent composite rods, as well as four (see Fig.7), five (see Fig.8) or six (see Fig.10). Fuel briquettes ignite from the lower end of the masonry of the composite fuel rods. From the ignited fuel briquette, the ends of adjacent composite rods are ignited, and the front of flameless and smokeless combustion gradually moves in the vertical direction along the layer area from one end of the masonry of the composite fuel rods towards the other end. So, for example, 39 fuel briquettes with a diameter of 0.05 m and a height of 0.05 m burn up over a period of 9 hours 49 minutes to 14 hours 6 minutes, and a heating and cooking roaster for burning briquettes of catalytic combustion will emit a specific heat output of 1, 5 kWh. To obtain a specific power of 2 kW / h or 3 kW / h, fuel briquettes are laid in a dense vertical layer, comprising four or six composite fuel rods of 13 fuel briquettes in one composite rod. Burnt slag from ashpit 6 is removed and the above process can be repeated again. Fuel briquettes can be ignited simultaneously from two ends, then two combustion fronts will move towards each other. Moreover, in this case, the specific heat capacity will increase to 3.0 kW / h, and the duration of the combustion of 39 fuel briquettes will be reduced and will last from 5 hours 52 minutes to 8 hours 20 minutes. It is also possible to increase the thermal power obtained by burning fuel briquettes by increasing the number of composite fuel briquettes, for example, from 39 to 91 fuel briquettes. In this case, the specific heat output of 3.5 kW / h will be allocated, and the burning time of the briquettes will be at least 11 hours.
Необходимо отметить, что отношение поверхности F составных цилиндрических стержней к массе G укладки брикетов твердого топлива выбрано из соотношенияIt should be noted that the ratio of the surface F of the composite cylindrical rods to the mass G of stacking briquettes of solid fuel is selected from the ratio
причемmoreover
гдеWhere
f - удельная поверхность излучения укладки твердого топлива, м2/кг;f is the specific surface area of the radiation stacking solid fuel, m 2 / kg;
ρ - плотность твердого топлива, кг/м3;ρ is the density of solid fuel, kg / m 3 ;
d - диаметр топливного брикета, м;d is the diameter of the fuel briquette, m;
k1 - экспериментально определяемый коэффициент равный 125, 1/м;k 1 - experimentally determined coefficient equal to 125, 1 / m;
k2 - экспериментально определяемый коэффициент равный 16,6, 1/м.k 2 - experimentally determined coefficient equal to 16.6, 1 / m.
Таким образом, в отопительно-варочной жаровне с вертикальной кладкой твердого топлива плотным слоем выбор параметров составных цилиндрических стержней выполнен в зависимости от нового критерия, а именно от удельной поверхности излучения топливной загрузки «f», которая увязывает основные характеристики составных стержней, такие как плотность и диаметр стержней с учетом экспериментально определенных коэффициентов.Thus, in a heating and cooking roaster with a vertical laying of solid fuel in a dense layer, the choice of the parameters of the composite cylindrical rods is made depending on the new criterion, namely, the specific surface of the radiation of the fuel load “f”, which links the basic characteristics of the composite rods, such as density and the diameter of the rods, taking into account experimentally determined coefficients.
Время между периодами укладки брикетов твердого топлива в стакан заявляемой отопительно-варочной жаровни определяют из зависимости:The time between the periods of laying the briquettes of solid fuel in a glass of the inventive heating and cooking roaster is determined from the dependence:
τ=k·(n·m·L/Vоб.фp+n·(N·δ·-m·L)/Vпов.+R/Vглуб), гдеτ = k · (n · m · L / V vol. fp + n · (N · δ · -m · L) / V rep. + R / V depth ), where
L - средний линейный размер границ фронта поверхностного горения вертикальной кладки топливных брикетов, мм;L is the average linear size of the boundaries of the surface combustion front of the vertical masonry of fuel briquettes, mm;
δ - толщина таблетки или длина цилиндра топливных брикетов, мм;δ — tablet thickness or cylinder length of fuel briquettes, mm;
R - радиус таблетки или цилиндра топливных брикетов, мм;R is the radius of the tablet or cylinder of fuel briquettes, mm;
N - количество топливных брикетов в составном стержне, шт.;N is the number of fuel briquettes in the composite rod, pcs .;
Vоб.фр. - скорость образования фронта поверхностного горения вертикальной кладки топливных брикетов, мм/мин;V obr.fr. - the rate of formation of the surface combustion front of the vertical masonry of fuel briquettes, mm / min;
Vпов - скорость перемещения фронта поверхностного горения кладки топливных брикетов, мм/мин;V pov - the velocity of the front surface combustion of the masonry of fuel briquettes, mm / min;
Vглуб - скорость глубинного горения топливных брикетов, мм/мин;V depth - the rate of deep burning of fuel briquettes, mm / min;
k - коэффициент, учитывающий особенности кладки топливных брикетов и конструктивные особенности устройства для сжигания топливных брикетов (0,8≤k≤1,1);k is a coefficient taking into account the features of the laying of fuel briquettes and the design features of the device for burning fuel briquettes (0.8≤k≤1.1);
n - коэффициент, учитывающий количество зажигаемых торцов составных стержней (n=1 при зажигании одного торца или n=0,5 при зажигании двух торцов);n is a coefficient taking into account the number of ignited ends of the composite rods (n = 1 when igniting one end or n = 0.5 when igniting two ends);
m - коэффициент, учитывающий характеристики топливных брикетов (0,85≤m≤1,15).m is a coefficient taking into account the characteristics of fuel briquettes (0.85≤m≤1.15).
В заявляемом отопительно-варочном устройстве использовано свойство топливных брикетов гореть без пламени и дыма. Горение (окисление) топливных брикетов каталитического горения согласно данному изобретению происходит с образованием движущегося фронта поверхностного горения. Время горения вышеописанной вертикальной кладки топливных брикетов (см. фиг.4. - фиг.10.) определяется тремя составляющими:The inventive heating and cooking device uses the property of fuel briquettes to burn without flame and smoke. The combustion (oxidation) of fuel briquettes of catalytic combustion according to this invention occurs with the formation of a moving front of surface combustion. The burning time of the above vertical masonry of fuel briquettes (see figure 4. - figure 10.) is determined by three components:
n·m·L/Vоб.фр - время образования фронта поверхностного горения вертикальной кладки топливных брикетов.;n · m · L / V obr.fr - time of formation of the surface combustion front of the vertical masonry of fuel briquettes .;
n·(N·δ·-m·L)/Vпов. - время перемещения фронта поверхностного горения кладки топливных брикетов;n · (N · δ · -m · L) / V rep. - travel time of the surface combustion front of the masonry of fuel briquettes;
R/Vглуб. - время глубинного горения, т.е. горения (окисления) от поверхности к центру топливного брикета.R / V deep - time of deep burning, i.e. combustion (oxidation) from the surface to the center of the fuel briquette.
Экспериментальным путем для вертикальной кладки вышеописанных топливных брикетов каталитического горения было установлено ниже следующее.The following was established experimentally for the vertical masonry of the above catalytic combustion fuel briquettes.
Скорость образования фронта поверхностного горения вертикальной кладки топливных брикетов каталитического горения лежит в диапазоне:The rate of formation of the surface combustion front of the vertical masonry of fuel briquettes of catalytic combustion lies in the range:
2,0 мм/мин≤Vоб.фр.≤3,0 мм/мин.2.0 mm / min≤V vol. ≤3.0 mm / min.
Скорость перемещения фронта поверхностного горения кладки топливных брикетов каталитического горения лежит в диапазоне:The velocity of the surface combustion front of the masonry of fuel briquettes of catalytic combustion lies in the range:
0,9 мм/мин≤Vпов≤1,1 мм/мин.0.9 mm / min≤V dressings ≤1,1 mm / min.
Скорость глубинного горения топливных брикетов каталитического горения лежит в диапазоне:The rate of deep burning of fuel briquettes of catalytic combustion lies in the range:
0,18 мм/мин≤Vглуб≤0,22 мм/мин.0.18 mm / min≤V depth ≤0.22 mm / min.
Средний линейный размер границ фронта поверхностного горения вертикальной кладки топливных брикетов каталитического горения составляет 175 мм.The average linear size of the boundaries of the surface combustion front of the vertical masonry of fuel briquettes of catalytic combustion is 175 mm.
Использование предлагаемой отопительно-варочной жаровни с вертикальной кладкой твердого топлива плотным слоем по сравнению с The use of the proposed heating and cooking roaster with vertical laying of solid fuel with a dense layer compared with
существующими устройствами позволяет увеличить период между загрузками топлива до 10 часов и более, что позволяет исключить постоянное присутствие обслуживающего персонала, а также снизить весовые и габаритные характеристики отопительно-варочной жаровни и твердого топлива, при уменьшении количества золы и обеспечении отходящих газов в строгом соответствии с санитарно-гигиеническими нормативами.existing devices allows you to increase the period between fuel downloads up to 10 hours or more, which eliminates the constant presence of maintenance personnel, as well as reduce the weight and overall characteristics of the heating and cooking roaster and solid fuel, while reducing the amount of ash and providing exhaust gases in strict accordance with sanitary -hygienic standards.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009112442/22U RU84089U1 (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | HEATING AND COOLING BOILER WITH VERTICAL LAYING OF SOLID FUEL WITH A DENSE LAYER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009112442/22U RU84089U1 (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | HEATING AND COOLING BOILER WITH VERTICAL LAYING OF SOLID FUEL WITH A DENSE LAYER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU84089U1 true RU84089U1 (en) | 2009-06-27 |
Family
ID=41027615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009112442/22U RU84089U1 (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | HEATING AND COOLING BOILER WITH VERTICAL LAYING OF SOLID FUEL WITH A DENSE LAYER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU84089U1 (en) |
-
2009
- 2009-04-06 RU RU2009112442/22U patent/RU84089U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8250995B2 (en) | Log cartridge burning system | |
| CN204554882U (en) | Many kinds of solids fuel is cooked a meal radiator | |
| WO2011136629A2 (en) | Solid fuel fired boiler with a gas burner for household use and gas combustion method | |
| RU84089U1 (en) | HEATING AND COOLING BOILER WITH VERTICAL LAYING OF SOLID FUEL WITH A DENSE LAYER | |
| SE462299B (en) | ROSTING DEVICE FOR AGING WITH THE FIRE | |
| RU2393381C1 (en) | Flameless solid fuel combustion method | |
| RU91618U1 (en) | HEAT FRYER WITH HORIZONTAL LAYING OF SOLID FUEL DENSE LAYER | |
| RU2393384C1 (en) | Heating-and-cooking device with vertical laying of dense layer of solid fuel | |
| RU87240U1 (en) | FIRMER WITH VERTICAL LAYING OF SOLID FUEL DENSE LAYER | |
| RU2393382C1 (en) | Flameless solid fuel combustion method | |
| RU2393383C1 (en) | Heating device with horizontal laying of dense layer of solid fuel | |
| CN202470394U (en) | Inversed grate firing boiler | |
| RU122752U1 (en) | BATH FURNACE | |
| EA034106B1 (en) | Furnace chamber for coal burning re-directing unburned gases back to the furnace via a separate path | |
| RU2267700C1 (en) | Mode of firing of solid fuel in a dense bed | |
| RU77028U1 (en) | HOUSEHOLD WATER BOILER | |
| RU2849231C1 (en) | Fuel combustion system with device for increasing fuel combustion completeness | |
| RU2657580C2 (en) | Method of providing long burning of fuel and a solid-fuel three-chamber boiler for long burning | |
| GB2584302A (en) | Fire starting strip | |
| RU2465520C2 (en) | Combustion chamber of high-temperature burning for domestic stoves and kitchen cookers | |
| CN203273865U (en) | Combined steam, heat and charcoal biomass burning device | |
| CA3116510C (en) | Fire starting strip | |
| RU2753799C1 (en) | Cooking device | |
| US11643611B2 (en) | Fire starting strip | |
| CN214840985U (en) | Biomass briquetting fire furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140407 |