CS215307B1 - Zařízení pro spalování dřeva a dřevného odpadu - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro spalování dřeva a dřevného odpadu, zejména pro ohřev vody pro ústřední vytápění.

Dosud známé konstrukce kotlů pro ústřední vytápění jsou určeny pro spalování jakostních druhů tříděného černého, nebo hnědého uhlí nebo koksu a při použití vhodných hořáků nebo adaptérů též pro spalování kapalných nebo plynných paliv.

Současná palivo-energetická situace a stále se zvyšující nedostatek všech druhů jakostních paliv (tuhých, kapalných, plynných) určených zejména pro široké vrstvy obyvatelstva k vytápění, nutí hledat nové zdroje, které by pomohly řešit tuto nepříznivou situaci. Jedním z těchto zdrojů je dřevo, které je k dispozici jako palivové dříví anebo se vyskytuje jako odpad při těžbě a zpracování dřeva přímo v lesích.

Nevýhodou současného stavu techniky je skutečnost, že palivové dříví a dřevný odpad z těžby a zpracování dřeva nelze ve stávajících kotlích ústředního vytápění spalovat a tudíž nelze tento náhradní palivový zdroj efektivně využívat a tak spořit jakostní tuhá, kapalná a plynná paliva.

Účelem vynálezu je vytvořit zařízení k efektivnímu spalování dřeva a dřevného odpadu, zejména pro ohřev vody ústředního vytápění a k jiným účelům. Pokud se až dosud používalo dřeva ja/ko paliva pro malé tepelné výkony, například v domácnostech, bylo nutno používat dřeva v poměrně malých kusech či polenech, což vyžadovalo přídavnou práci s nařezáním a štípáním dřeva. Podle vynálezu se umožní spalování poměrně velkých kusů dřeva či polen o délce až 500 mm, čímž se dalekosáhle odstraní namáhavá práce s přípravou dřeva pro spalování.

Zařízení, na něž se vynález vztahuje, je opatřeno spalovacím prostorem se sestupnou částí pro přísun paliva a vzestupnou částí k zajištění spalovacího procesu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že v sestupné části spalovacího prostoru přechází jeho svislá plnicí šachta nejprve v úsek, jehož vnější stěna je skloněna pod úhlem 60 až 70°, na nějž navazuje pevný, vodou chlazený trubkový rošt, skloněný pod úhlem 40 až 50° a přecházející v pohyblivý vodorovný rošt, jehož roštnice jsou proti sobě skloněny pod úhlem 5 až 15°, načež navazuje vzestupná část spalovacího prostoru, jejíž stěna je nejprve skloněna navenek, pak se lomí směrem dovnitř až k místu výstupu sekundárního vzduchu ve vrcholu lomu této stěny, pak opět navenek, kde na konci přechází do obratového prostoru, přičemž přímo nad výstupem sekundárního vzduchu je umístěna klenba, tvořící nejprve zaoblenou náběhovou plochu, vybíhající do spalovací215307 ho prostoru a zúžující jeho průřez a pak přecházející v ustupující plochu, tvořící rozšíření průtočného průřezu spalovacího prostoru.

Výhodou vynálezu je úspora nedostatkových kvalitních druhů tuhých, kapalných a plynných paliv a jejich náhrada palivovým dřívím a dřevným odpadem z těžby a zpracování dřeva v lesích, o takových rozměrech, které minimalizují práči potřebou k přípravě dřeva pro spalování. Přípravu a vytváření zásob palivového dříví pro zařízení podle vynálezu lze zabezpečit individuálně provozovatelem zařízení, čímž se na jedné straně využívá jeho pracovní síly, na druhé straně se tím šetří náklady a energiena přípravu paliva použitím jiných prostředků. Konstrukce zařízení je navržena tak, aby se zajistilo dokonalé vyhoření vysokého podílu prchavé hořlaviny, kterým se dřevo vyznačuje.

Příklad zařízení vytvořeného podle vynálezu je znázorněn schematicky na výkresu, kde obr. 1 představuje řez kotlem a obr. 2 detail regulace množství sekundárního vzduchu.

Velkoprostorové ohniště či spalovací· prostor, označený povšechně vztahovou značkou 1, tvoří zprvu svislou šachtu, (tj. jakýsi zásobník], jejíž stěna 2 je ve střední části šachty zkosena, účelně pod úhlem 60 až 70°. Na spodním konci na ni navazuje pevný, vodou chlazený trubkový rošt 3, skloněný v úhlu 45 až 50°. Na něj navazuje pohyblivý, vodorovný rošt 4 jakéhokoli známého typu, ale účelně je použit rošt 4 tvořený dvěma řadami roštnic, např. litinových, jež jsou skloněny proti sobě podílem asi 5 až 15°. Roštnice jsou spolu spojeny soustavou táhel 5, 6, s nimiž je spojena neznázorněná páka, umístěná vně zařízení, kterou lze roštnice střídavě vyklápět, takže jedna řada se zvedá a druhá klesá.

Popsaná sestupná část ohniště či spalovacího prostoru 1 přechází pak ve vzestupnou část spalovacího prostoru, označenou povšechně vztahovou značkou 7. Na rošt 4 navazuje nejprve úsek, ohraničený navenek skloněnou stěnou 8, pak.se stěna lomí směrem do spalovacího prostoru 7 až k vrcholu 9, kde se opět lomí směrem navenek a je ohraničena stěnou 10. Tato část spalovacího prostoru ústí do Obratového prostoru 11 a z něho do sestupného tahu 12 a vzestupného tahu 13.

Ve vrcholu 9 lomu stěny 8 je umístěn přívod 14 sekundárního vzduchu. Účelně je tvořen přívodní trubkou 15, jež je znázorněna podrobněji na obr. 2. Je opatřena řadou výtokových otvorů 16 a uvnitř je vložena regulační trubka 17, jež má v jednom místě podélnou regulační štěrbinu 18. Otáčením regulační trubky 17 lze výtokové otvory 16 přivírat nebo otvírat podle potřeby.

Přívodní trubka 15 je umístěna ve vodním prostoru 19 kotle tak, že ve vrcholu 9 vyúsťují její výtokové otvory 16 bezprostředně do spalovacího prostoru 7. Tím, že přívodní trubka 15 sekundárního vzduchu je vedena ve vodním prostoru 19 kotle je jednak chráněna proti opálu horkými spalinami ze spalovacího prostoru 7, jednak se proudící spalovací vzduch v ní ohřívá přestupem tepla z vodního prostoru 19 kotle.

Nad vrcholem 9, těsně nad vyústěním výtokových otvorů 16, je upravena klenba 20 z keramické hmoty, tvarovaná tak, že nad výtokovými otvory 16 tvoří nejprve náběhovou plochu 21, která vybíhá do spalovacího prostoru 7 tak, že zúžuje jeho průtočný průřez, načež přechází v ustupující plochu 22, takže se průtočný průřez opět rozšiřuje.

Popsaný lomený tvar stěny 8, 10 umožňuje jednak zvětšení výhřevné plochy kotle a jednak ve spojení s keramickou klenbou 20 zajišťuje dokonalé promíchání hořícího obsahu spalovacího prostoru 7 se sekundárním vzduchem, jak bude popsáno v dalším.

V obratovém prostoru 11 je umístěna běžná klapka 23 a za ní je kouřové hrdlo 24. Ve vodorovném horním víku 25 kotle je upraven pozorovací otvor 26, sloužící též pro přívod terciárního vzduchu do spalovacího prostoru 7. Horní úsek spalovacího prostoru 7 je, omezen jednak navenek skloněnou stěnou 10 a jednak s ní přibližně rovnoběžnou stěnou 27, jež vytváří rozšiřující se vodní prostor 28 pro umístění baterie 29 pro ohřev vody.

Popsané zařízení pracuje takto:

Kusy dřeva se sesouvají ze svislé šachty či zásobníku, vytvořeného v horní části spalovacího prostoru 1 po šikmé skluzné ploše 2, skloněné pod úhlem 60 až 70° na pevný vodou chlazený trubkový rošt 3 a po něm na pohyblivý vodorovný rošt 4, vytvořený ze dvou řad roštnic. Toto uspořádání zajišťuje plynulé sesouvání paliva, protože nejprve klesá ve svislé šachtě, pak přechází na strmě skloněnou stěnu 2 a pak na méně strmě skloněný rošt 3. Tímto odstupňováním se docílí plynulého pohybu paliva na pohyblivý vodorovný rošt 4.

Prchavé složky uvolněné ze dřeva hoří ve vzestupné části spalovacího prostoru 7, ohraničeného výhřevnými plochami 8 a narážejí na keramickou klenbu 20, pod kterou vytéká z výtokových otvorů 18 sekundární spalovací vzduch do spalovacího prostoru 7.

V důsledku popsaného zvláštního vytvoření a umístění klenby 20, vzniká v nejužším místě profilu spalovacího prostoru 7 účinek, který lze srovnat s účinkem směšovací trysky. V tomto místě, v němž mají spaliny největší rychlost, dochází k účinnému promísení se sekundárním vzduchem, vystupujícím z přívodní trubky 15 a v místě ustupující plochy 22 nastává expanze spalin a tím ještě další promísení.

Účinek tohoto uspořádání spočívá v tom, že při smísení sekundárního vzduchu s hořlavou složkou spalin dochází k intenzivnímu hoření a vzhledem ke zvětšenému objemu vzniklých spalin, v důsledku přivedeného spalovacího vzduchu, se zvýší rychlost proudících spalin, čímž se intenzifiku(je 'spalovací pročeš. To má ovšem za následek zvýšení účinnosti spalovacího procesu.

Podtlak potřebný k nasávání sekundárního vzduchu se vytváří tahem neznázorněného komínového průduchu, napojeného na kouřové hrdlo 24.

Spaliny proudí ze spalovacího prostoru 7 přes horní obratový prostor 11 pod vodorovným horním víkem 25 kotle do vychlazovacího prostoru, vytvořeného soustavou svislých trubek či tahů 12, 13 a odtud kouřovým hrdlem 24 do komína. Sekundární vzduch, jak bylo již uvedeno,- je nasáván podtlakem vytvořeným ve spalovacím prostoru 7 do přívodní trubky 15, ze které vytéká do spalovacího prostoru 7 výtokovými otvory 16. Množství sekundárního vzduchu se reguluje regulační trubkou 17, která je zasunuta do přívodní trubky 15. Otáčením regulační trubky 17 se přivírají nebo otevírají výtokové otvory 16 pro sekundámí wzduch. Ve vodorovném horním víku kotle je uzavíratelný pozorovací otvor 26, kterým lze přivádět do spalovacího prostoru 7 přídavný terciární vzduch; tento otvor 26 slouží zároveň jako pozorovací okénko.

Kdyby se ukázalo, že při zvýšeném výkonu nestačí přivedený sekundární vzduch, lze pozorovacím otvorem 26 přivádět ještě další terciární vzduch pro zajištění dokonalého vyhoření spalin.

Tuhé zbytky pro spálení dřeva se odstraňují z vodorovného roštu 4 ručně neznázorněnou pákou, jejímž kývavým pohybem se prostřednictvím táhel 5, 6 vyklápějí roštnice, vždy střídavě přední a zadní řada a popel žních se sesouvá do popelníku 30 pod nimi.

Zařízení podle vynálezu lze použít jako zdroje tepla pro ústřední vytápění rodinných domků, rekreačních objektů a obytných budov všude tam, kde je k dispozici jako palivová základna palivové dříví a dřevný odpad z těžby a zpracování dřeva v lesích.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT

   1. Zařízení pro spalování dřeva a dřevného odpadu, zejména pro ohřev vody pro ústřední vytápění, jehož spalovací prostor má sestupnou část pro přísun paliva a vzestupnou část k zajištění spalovacího procesu, vyznačené tím, že v sestupné části spalovacího prostoru (1) přechází jeho svislá plnicí šachta nejprve v úsek, jehož vnější stěna (2) je skloněna pod úhlem 60 až 70°, na nějž navazuje pevný, vodou chlazený trubkový rošt (3), skloněný pod úhlem 40 až 50° a přecházející v pohyblivý vodorovný rošt (4), jehož roštnice jsou proti sobě skloněny pod úhlem 5 až 15°, načež navazuje vzestupná část spalovacího prostoru (7), jejíž stěna (8), je nejprve skloněna navenek, pak se lomí směrem dovnitř až k místu výstupu sekundárního vzduchu ve vrcholu (9) lomu této stěny, pak opět navenek, kde na konci přechází do obratového prostoru (11), přičemž přímo nad výstupem sekundárního vzduchu je umístěna klenba (20), tvořící nejVYNÁLEZU prve zaoblenou náběhovou plochu (21), vybíhající do spalovacího prostoru (7) a zúžující jeho průřez a pak přecházející v ustupující plochu (22), jež tvoří rozšíření průtočného průřezu spalovacího prostoru (7).
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že přívod (14) sekundárního vzduchu, např. přívodní trubka (15) je umístěna ve vodním prostoru (19) zařízení, ve vrcholu (9) lomu stěny (8) spalovacího prostoru (7) a její výtokové otvory (16) vyúsťují přímo ve vrcholu (9j.
3. 3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že v přívodní trubce (15) je uložena regulační trubka (17) s regulační štěrbinou (18).
4. 4. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že horní úsek spalovacího prostoru (7) je omezen jednak navenek skloněnou stěnou (10) a jednak s ní rovnoběžnou stěnou (27), jež vytváří rozšiřující se vodní prostor (28) pro umístění baterie (29) pro ohřev vody.