CS241157B1 - Zplynovací topeniště na spalování hnědouhelného hruboprachu - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je zhotovit vhodné topidlo pro vytápění rodinných domků, případně větších budov, kde jako palivo bude hnědouhelný hruboprach s obsahem až 75 % jemných částí. U větších topenišť je to energetické nebo netříděné uhlí, případně v kombinaci s plynnými nebo kapalnými palivy. Uvedeného účelu je dosaženo zplynováním jemných frakcí paliva v mezerovité vnitřní výplni otáčejícího se bubnu, přičemž žhavení této výplně obstarává bud' pomocné klasické roštové topeniště na uhlí, nebo plynový či kapalinový hořák. Využití je v oboru vytápění, sušárenství a v chemickém a petrochemickém průmyslu při efektivní likvidaci hořlavých odpadních plynů a kapalin.

Description

Účelem řešení je zhotovit vhodné topidlo pro vytápění rodinných domků, případně větších budov, kde jako palivo bude hnědouhelný hruboprach s obsahem až 75 % jemných částí. U větších topenišť je to energetické nebo netříděné uhlí, případně v kombinaci s plynnými nebo kapalnými palivy.

Uvedeného účelu je dosaženo zplynováním jemných frakcí paliva v mezerovité vnitřní výplni otáčejícího se bubnu, přičemž žhavení této výplně obstarává bud' pomocné klasické roštové topeniště na uhlí, nebo plynový či kapalinový hořák.

Využití je v oboru vytápění, sušárenství a v chemickém a petrochemickém průmyslu při efektivní likvidaci hořlavých odpadních plynů a kapalin.

Ob- i

Vynález se týká zařízení, které je schopno i v malém provedení asi od 20 kW účinně zplynovat hnědouhelný hruboprach s obsahem až 75 % jemného prachu, přičemž je kladen požadavek na minimální obsluhu a nutnost čištění, velký rozsah regulace výkonu při vysoké účinnosti zplynování a nenáročnost na granulometrické složení hruboprachu s obsahem větších zrn.

V současné době neexistuje žádné malé topeniště, například pro vytápění rodinných domků, které by umožňovalo účinné spalování hruboprachu bez nepříjemných průvodních jevů jako je zvýšené zanášení spalinových tahů, zhoršení účinnosti spalování vlivem vzniku neprodyšné vrstvy popelu, zvýšené kouřivosti a podobně. Důvodem je to, že běžná roštová topeniště vyžadují větší zrna paliva, mezi nimiž zůstává dostatečný prostor pro potřebný spalovací vzduch. Velká průmyslová topeniště spalující jemné palivo mají naprosto odlišnou konstrukci spalovacích prostorů, případně využívají fluidního spalování ve vznosu. Uvedené systémy však nelze použít pro malá topeniště s výkonem již od 20 kW.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje topeniště, které se skládá ze zásobníku uhelného prachu, z otáčivého bubnu, u kterého zásobník uhelného prachu je umístěn nad otáčivým bubnem a ve své spodní části je zúžen do podlouhlé štěrbiny rovnoběžné s podélnou osou otáčivého bubnu, který je uložen vodorovně, podle vynálezu, kterého podstata spočívá v tom, že v bubnu je vnitřní mezerovitá výplň, přičemž proti bubnu je umístěn pomocný tepelný zdroj, který tvoří bud roštové topeniště se šikmo uloženým roštem a zásobníkem uhlů nebo hořák na kapalné či plynné palivo. Úkolem pomocného tepelného zdroje je ohřívání výplně otáčivého bubnu. Funkce zplynovacího topeniště je následující: při otáčení bubnu umístěného v bezprostřední blízkosti pomocného tepelného zdroje dochází k ohřevu výplně otočného bubnu. Uhelný prach se při tomto otáčení postupně vsypává podlouhlou štěrbinou v zásobníku uhelného prachu do mezerovité výplně otáčivého bubnu. Při styku s žhavou výplní uhelný prach karbonizuje a zplynuje a vzniklé plynné produkty se odvádějí do spalovacího prostoru mimo topeniště, v němž dochází za přítomnosti sekundárního vzduchu k dokonalému spalování.

Uvedené topeniště odpovídá potřebám vytápění v rodinném domku. Jako hlavní palivo je použit levný hruboprach, přičemž uhlí v něm obsažené se spaluje v pomocném roštovém topeništi spolu s různými tuhými odpady z domácností. Množství zplynovaného uhelného prachu a tím i výkon topeniště přímo závisí na rychlosti otáčení bubnu. To umožňuje velmi přesnou regulaci výkonu ve velmi širokém rozsahu. Spodní hranice výkonu topeniště při optimální účinnosti je při zastaveném otáčení bubnu a jmenovitém výkonu pomocného tepelného zdroje. V tomto případě je k dispozici asi 25 % jmenovitého výkonu topeniště. Plynule regulovatelná rychlost otáčení bubnu znamená plynule regulovatelný výkon topeniště až do plného výkonu, to vše v režimu optimální účinnosti provozu. V praxi lze tudíž očekávat velmi účinnou regulaci výkonu v rozsahu 20 % až 100 % jmenovitého výkonu při optimální účinnosti. Snížení nároků na obsluhu lze docílit použitím mechanického intervalového roštování pomocného roštového topeniště a dimenzováním dostatečně velkých palivových zásobníků. Interval obsluhy topeniště lze tak prodloužit až na 24 hodin.

Na přiložených výkresech je na obr. 1 znázorněn příklad provedení topeniště na zplynování hruboprachu s pomocným tepelným zdrojem tvořeným roštovým topeništěm na uhlí a na obr. 2 je topeniště s pomocným tepelným zdrojem tvořeným hořákem na plynné nebo kapalné palivo.

Zařízení se skládá ze zásobníku 1 uhelného prachu (obr. 1), z otáčivého bubnu 2 a z pomocného tepelného zdroje sestávajícího z roštu 3 a zásobníku 4 uhlí. Nad zásobníkem 1 uhelného prachu je síto 5, volný prostor mezi koncem roštu 3 a boční stěnou uzavírá regulační klapka 6. Popelníková dvířka 7 se vzduchovou klapkou umožňují manipulaci s popelníkem 8. V boční stěně pláště 10 je otvor 9 pro odvod produktů zplynování.

Zásobník 1 uheného prachu je umístěn nad otáčivým bubnem 2 a ve své spodní části je zúžen do úzké štěrbiny rovnoběžné s podélnou osou otáčivého bubnu 2. Uložení otáčivého bubnu 2 těsně pod štěrbinou zásobníku 1 uhelného prachu tvoří přirozený uzávěr, který zabraňuje nežádoucímu nadměrnému přísunu uhelného prachu do zplynovacího prostoru topeniště. Otáčivý buben 2 je konstruován například tak, že válcová plocha je z husté mřížoviny a čela jsou zhotovena z plného plechu.

Vnitřek pak je vyplněn drobnými tělísky se žáruvzdorného materiálu. Tím je docílená potřebná mezerovitost i velký teplosměnný povrch výplně bubnu. Alternativně lze otáčivý buben 2 sestavit z tvarovaných kotoučů ze žáruvzdorného materiálu navlečených na středovém hřídeli. Kotouče mohou mít tvar misek a dutiny, vzniklé vhodným sestavením kotoučů mohou být rovněž vyplněny malými tělísky.

Směr otáčení bubnu 2 je zvolen tak, aby zrnka prachu padala na rošt 3. Pomocný tepelný zdroj tvoří klasické roštové topeniště se šikmým roštem 3 a zásobníkem 4 uhlí, na němž se uhlí spaluje odhořívacím způsobem. V horní části zásobníku 1 uhelného prachu je šikmo umístěné síto 5 oddělující hrubou írakci uhlí od uhelného prachu. Volný prostor mezi roštem 3 a stěnou topeniště uzavírá regulační klapka 6, kterou se reguluje proudění primárního vzduchu roštem 3.

Hořák 11 na kapalné či plynné palivo, jako alternativní tepelný pomocný zdroj, je znázorněn na obr. 2. V tomto případě je výhodnější obrácený směr otáčení bubnu 2.

Kromě využití vynálezu pro vytápění rodinných domků lze předpokládat vhodnost i pro větší výkony průmyslových topenišť, a to zejména v uspořádání s hořákem na plynné, případně kapalné palivo. Jako hlavní palivo se použije energetické uhlí, čemuž se přizpůsobí velikost bubnu i výplňových tělísek. Kromě jednoduché konstrukce a vysokého výkonu s širokou regulací lze současně například efektivně likvidovat hořlavé jedovaté plyny a kapaliny, protože v tomto topeništi dochází k dokonalejšímu chemickému rozkladu než u běžného hoření volným plamenem.

Claims (4)

1. PREDMET

   1. Zplynovací topeniště na spalování hnědouhelného hruboprachu, obsahující násypku paliva dole ukončenou štěrbinou umístěnou podélně nad vodorovně uloženým otáčivým zplynovacím bubnem, do kterého se při otáčení postupně vsypává a zplynuje sypké palivo z násypky, vyznačené tím, že zplynovací buben (2) obsahuje mezerovitou vnitřní náplň, přičemž proti bubnu je umístěn pomocný sálavý tepelný zdroj.
2. 2. Zplynovací topeniště podle bodu 1, vyvynalezu značené tím, že pomocný tepelný zdroj je tvořen roštovým topeništěm sestávajícím z roštu (3) a zásobníku (4) prachovitého uhlí.
3. 3. Zplynovací topeniště podle bodu 1, vyznačené tím, že pomocný tepelný zdroj je tvořen hořákem (11) na plynné a/nebo kapalné palivo.
4. 4. Zplynovací topeniště podle bodu 1, vyznačené tím, že pomocný tepelný zdro) je tvořen elektrickým ohřívacím zařízením.