CZ12940U1

CZ12940U1 - Teplovodní kotel na tuhá paliva

Info

Publication number: CZ12940U1
Application number: CZ200213499U
Authority: CZ
Inventors: Albert Ing. Tomášek
Original assignee: Albert Ing. Tomášek
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2003-01-27
Also published as: SK12922003A3; SK3715U

Description

Teplovodní kotel na tuhá paliva

Oblast techniky

Technické řešení se týká teplovodního kotle na tuhá paliva, s vnějším opláštěním, s tepelně izolační vrstvou a s dutou kovovou vestavbou tvořící prostor vodního pláště napoj itelný vespod na vstup vratné vody a shora na výstup ohřáté vody a vymezující vnitřní prostor kotle členěný na prostor popelníku, opatřený dvířky s regulovatelným přístupem primárního vzduchu, na výše situovaný spalovací prostor, do kterého jsou zaústěna přikládací dvířka opatřená regulovatelným vstupem sekundárního vzduchu, jehož spodní část je vymezena roštem z dutých roštnic propojených s prostorem vodního pláště a na spalinovou komoru opatřenou dvířky pro čistění vnitřních stěn duté kovové vestavby kotle, do které zasahuje usměrňovač spalin tvořený částí duté kovové vestavby navazující na horní část spalovacího prostoru, napojenou na vývod spalin do komína.

Dosavadní stav techniky

Dosud známé teplovodní kotle výše uvedeného druhu používají vestavbu, nebo alespoň její podstatnou část, tvořící prostor vodního pláště s přívodem ochlazené a odvodem ohřáté vody sloužící zejména k vytápění budov nebo bytů.

Známé konfigurace těchto vestaveb, spolu s řešením spalovacího prostoru včetně^ohniště, neumožňují dokonalé spalování tuhých paliv, ani prchavých hořlavin uvolňujících se z hořící vrstvy těchto paliv a vznikajících jejich nedokonalým spalováním. Platí to zvlášť v případech, kdy jsou v těchto kotlích spalovány různé druhy paliv, např. dřevní odpady, štěpky, dřevěné brikety, hnědé uhlí, černé uhlí, popř. koks. Ani známé přivádění sekundárního vzduchu do spalovací komory nepřináší u těchto kotlů výrazné zlepšení.

Uvedený nedostatek se projevuje především zhoršenou účinností teplovodního kotle, zanášením vnitřních stěn výměníkové vestavby a z toho vyplývající nutností častého a pracného čistění vnitřní části kotle, rovněž vznikem emisí, které jsou ekologicky škodlivé a napadají i vložkování komínů a dalšími nevýhodami, jako je náročnost na seřizování režimu provozu optimálního pro různé druhy paliv.

Podstata technického řešení

Technické řešení si klade za úkol odstranění, nebo alespoň podstatné omezení, uvedených nedostatků.

Podstata teplovodního kotle na tuhá paliva, s vnějším opláštěním a tepelně izolační vrstvou, obsahující dutou kovovou vestavbu tvořící prostor vodního pláště, napoj itelný vespod na vstup vratné vody a shora na výstup ohřáté vody a vymezující vnitřní prostor kotle členěný na prostor popelníku, opatřený dvířky s regulovatelným přístupem primárního vzduchu, na výše situovaný spalovací prostor, do kterého jsou zaústěna přikládací dvířka opatřená regulovatelným vstupem sekundárního vzduchu, jehož spodní část je vymezena roštem z dutých roštnic propojených s prostorem vodního pláště a na spalinovou komoru opatřenou dvířky pro čistění vnitřních stěn duté kovové vestavby kotle, do které zasahuje usměrňovač spalin tvořený částí duté kovové vestavby, navazující na horní část spalovací prostoru, napojenou na vývod spalin do komína, spočívá podle tohoto technického řešení v tom, že ve spalovacím prostoru je uspořádáno duté klenbovité těleso vymezující ohniště propojené s prostorem vodního pláště přední čelní stěny a protilehlé zadní stěny duté kovové vestavby a že vrcholová klenutá část dutého klenbovitého tělesa je situována v horní části spalovacího prostoru a přechází do strmých protilehlých stěn, na jejichž spodních okrajích jsou upevněny rozvaděče sekundárního vzduchu, vyústěné po obou stranách teplovodního kotle.

-1 CZ 12940 Ul

Z hlediska možnosti dosažení optimalizace přívodu sekundárního vzduchu k ohništi je výhodné provedení technického řešení, podle kterého jsou rozvaděče sekundárního vzduchu na svých zaústěních opatřeny regulátory vzduchu.

Dalším význakem technického řešení je, že rozvaděče sekundárního vzduchu;· jsou tvořeny trubkami přivařenými ke spodním okrajům strmých protilehlých stěn, přičemž vé' spodní volné válcovité části přivařených trubek jsou vytvořeny provzdušňovací otvory. Toto řešení je výhodné jak z hlediska konstrukce a výroby teplovodního kotle, tak i z hlediska dosažení jeho vysoké účinnosti a spolehlivého provozu při aplikaci vysoce jakostních žárovzdomých třubek a pečlivého provedení svářečských prací. '

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení je následně blíže osvětleno pomocí připojených schematických výkresů, na kterých obr. 1 znázorňuje boční pohled na svislý řez teplovodním kotlem, obr. 2 čelní pohled na svislý řez teplovodním kotlem podle obr. 1, obr. 3 dutou kovovou vestavbu kotle podle obr. 1 a 2, tvořící prostor vodního pláště a vymezující funkční prostory, ve svislém bočním řezu, obr; 4 uspořádání podle obr. 3 v čelním pohledu na svislý řez, obr. 5 uspořádání trubky tvořící jeden rozvaděč sekundárního vzduchu na spodním okraji jedné, částečně znázorněné, protilehlé stěny klenbovitého tělesa, vše ve svislém řezu a ve zvětšeném měřítku.

Příklad provedení technického řešení

Teplovodní kotel je tvořen svařovanou dutou kovovou vestavbou i mající ve spodní části vstup

10 vratné vody do dutiny tvořené dutou kovovou vestavbou 1 avhorní části výstup ££ ohřáté vody. Vstup 10 a výstup li jsou napojeny na známou neznázoměnou soustavu pro teplovodní vytápění především bytů a obytných prostor, zahrnující potřebné rozvody, Topná tělesa, regulační, odvzdušňovací, popř. i měřicí prvky.

Voda nacházející se v duté kovové vestavbě i vytváří spojitý vodní plášť 12, do něhož prostupu25 je teplo vznikající hořením paliva 2 a prchavých hořlavin uvolňujících se z jeho hořící vrstvy.

Vnitřní prostorová konfigurace duté kovové vestavby i vytváří vnitřní prostor teplovodního kotle členěný na tři prostory, jmenovitě na vnitřní prostor 3 popelníku, na spalovací prostor 4 a na spalinovou komoru 5.

Prostor 3 popelníku je shora vymezen roštem 13 z dutých roštnic 130. které jsou na obou koncích propojeny s vodním pláštěm 12 v duté kovové vestavbě £. Prostor 3 popelníku je za provozu uzavřen dvířky 30 s regulovatelným přístupem primárního vzduchu, jehož proudění 31 roštem 13 je vyznačeno šipkami.

Na prostor 3 popelníku navazuje nad roštem 13 situovaný spalovací prostor 4, na který navazuje spalinová komora 5 s dvířky 50 pro čistění vnitřních stěn horní části duté kovové vestavby £. Za účelem prodloužení cesty spalin do neznázoměného komína zasahuje dó spalinové komory 5 známý usměrňovač 51 spalin. Na spalinovou komoru 5 je napojen sbíhající se spalinový nástavec 52. na který se připojuje odvod spalin do komína.

Ve spalovacím prostoru 4 je uspořádáno duté klenbovité těleso 40, jehož dutina je propojena s vodním pláštěm 12 v přední stěně 14 duté kovové vestavby £ a současně, na opačné straně, s vodním pláštěm 12 v zadní stěně 15 duté kovové vestavby £. Vrcholová klenutá část 400 dutého klenbovitého tělesa 40 je situována v horní části spalovacího prostoru 4 a přechází do strmých, směrem dolů se mírně rozšiřujících protilehlých stěn 401, 402, na jejichž spodních okrajích 401', 402' isou upevněny rozvaděče 41, 42 sekundárního vzduchu.

Rozvaděče 41, 42 jsou zhotoveny s výhodou z žárovzdomých trubek přivařených ke spodním okrajům 40Γ. 402' protilehlých stěn 401, 402. Konce trubek tvořící rozvaděče 41, 42 jsou zaústěny na čelní straně i na protilehlé zadní straně teplovodního kotle ajejich zaústění 410, 410' a 420, 420' isou opatřena vhodnými známými neznázorněnými regulátory vzduchu.

-2CZ 12940 Ul

Ve spodních volných válcovitých částech přivařených trubek tvořících rozvaděče 41, 42 sekundárního vzduchu jsou vytvořeny provzdušňovací otvory 411, 421.

Do spalovacího prostoru 4 pod vrcholovou klenutou částí 400 klenbovitého tělesa 40 jsou zaústěna přikládací dvířka 44, opatřená regulovatelným vstupem sekundárního vzduchu, jehož proudění 45 je vyznačeno šipkou. .

Popsaný systém teplovodního kotle je vybaven tepelnou izolací tvořenou tepelně izolační vrstvou 6 a je opatřen vnějším opláštěním 7. Teplovodní kotel je vespod opatřen úložnými patkami 8.

Následný popis funkce popsaného příkladu technického řešení je zaměřen především na příznivé působení klenbovitého tělesa 40 v součinnosti s působením proudů sekundárního vzduchu na ío odlišných místech spalovací komory 4.

V průběhu hoření paliva se z vrstvy hořícího paliva 2, nacházejícího se nad roštem 13, uvolňuje nemalé množství dosud nespálené prchavé hořlaviny. Tato se kumuluje pod klenbovitým tělesem 40, zejména pod jeho vrcholovou klenutou částí 400, kde se míchá s potřebným množstvím sekundárního vzduchu nastaveným podle druhu použitého tuhého paliva 2 regulovatelným vstupem v přikládacích dvířkách 44.

Tahem komína tato směs prochází přes rozžhavenou vrstvu hořícího paliva 2, kde v místě styku s touto rozžhavenou vrstvou v blízkosti rozvaděčů 41 a 42 za přítomnosti dalšího nastavitelného množství sekundárního vzduchu uvedená směs shoří při vysoké teplotě. Výkon teplovodního kotle je rovněž řízen nastavením množství primárního vzduchu šipkami znázorněným prouděním

31 roštem 13 do procesu hoření paliva 2. Nastavení množství primárního vzduchu může být regulováno ručně nebo známým tepelným regulátorem výkonu. ’ ' i;

Popsané řešení umožňuje při spalování různých druhů tuhého paliva 2 a odpovídajícím nastavení množství primárního vzduchu a sekundárního vzduchu, který vstupuje jednak do prostoru pod klenbovitým tělesem 40, jednak vystupuje z rozvaděčů 41 a 42 a zabezpečuje plné shoření zmíněné prchavé hořlaviny, která dohořívá v prostoru vně klenbovitého tělesa 40 a i tam odevzdává teplo vodnímu plášti 12, dosažení výrazného zvýšení tepelné účinnosti teplovodního kotle, za současné eliminace škodlivých emisí do komína a do vnější atmosféry, bez zanášení teplosměnných ploch duté kovové vestavby L Spalinová komora 5 je opatřena čisticími dvířky 50 pro snadné čistění teplosměnných ploch v delších časových intervalech.

Popsané řešení teplovodního kotle umožňuje jeho provoz, jak v režimu samotížné cirkulace otopné vody, tak i v režimu nuceného oběhu za použití oběhového čerpadla. Pro umožnění spalování i kusového dřeva - polen - je možno aplikovat spalovací prostor 4 s klenbovitým tělesem 40 velkoobjemově, při použití rozměrnějších přikládacích dvířek 44.

U teplovodních kotlů navržených pro zvlášť velké výkony lze k vyvození proudění velkého množství sekundárního vzduchu rozvaděči 41 a 42 aplikovat nucené proudění vhodným dmychadlem.

Teplovodní kotel je samozřejmě opatřen neznázorněným známým ukazatelem teploty a tlaku otopné vody. Ukázalo se, že pro dosažení opravné funkce teplovodní kotel nepotřebuje zvlášť silný tah komína.

Technické řešení není nikterak omezeno na popsaný příklad provedení, ale umožňuje různá variantní provedení.

Oblast průmyslového využití teplovodního kotle podle technického řešení se týká výrobců teplovodních kotlů, zejména pro vytápění bytů, rodinných domků a obytných budov.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Teplovodní kotel na tuhá paliva, s vnějším opláštěním (7), s tepelně izolační vrstvou (6) a s dutou kovovou vestavbou (1) tvořící prostor vodního pláště (12), napojitelný vespod na vstup (10) vratné vody a shora na výstup (11) ohřáté vody a vymezující vnitřní prostor kotle členěný na

5 prostor (3) popelníku, opatřený dvířky (30) s regulovatelným přístupem primárního vzduchu, na výše situovaný spalovací prostor (4), do kterého jsou zaústěna přikládací dvířka (44) opatřená regulovatelným vstupem sekundárního vzduchu, jehož spodní část je vymezena roštem (13) z dutých roštnic (130) propojených s prostorem vodního pláště (12) a na spalinovou komoru (5) opatřenou dvířky (50) pro čistění vnitřních stěn duté kovové vestavby (1) kotle, do které zasahuje ío usměrňovač (51) spalin tvořený částí duté kovové vestavby (1), navazuj ící na horní část spalovacího prostoru (4), napojenou na vývod spalin do komína, vyznačující se tím, že ve spalovacím prostoru (4) je uspořádáno duté klenbovité těleso (40) propojené s prostorem vodního pláště (12) přední čelní stěny (14) a protilehlé zadní stěny (15) duté kovové vestavby (1) a že vrcholová klenutá část (400) dutého klenbovitého tělesa (40) je situována v horní části

15 spalovacího prostoru (4) a přechází do strmých protilehlých stěn (401, 402), na jejichž spodních okrajích (40Γ, 402') jsou upevněny rozvaděče (41, 42) sekundárního vzduchu, zaústěné po obou stranách teplovodního kotle.
2. Teplovodní kotel podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozvaděče (41, 42) sekundárního vzduchu jsou na svých zaústěních (410, 410', 420, 420') opatřeny regulátory'

20 vzduchu.
3. Teplovodní kotel podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že rozvaděče (41, 42) sekundárního vzduchu jsou tvořeny trubkami přivařenými ke spodním okrajům (40 Γ, 402') strmých protilehlých stěn (401, 402), přičemž ve spodní volné válcovité části přivařených trubek j sou vytvořeny provzdušňovací otvory (411, 421).