CZ36838U1 - Ohniště spalovacího zdroje na pevná paliva, zejména teplovodního kotle nízkého výkonu - Google Patents

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.

Ohniště spalovacího zdroje na pevná paliva, zejména teplovodního kotle nízkého výkonu

Oblast techniky

Technické řešení se týká ohniště spalovacího zdroje na pevná paliva. Je vhodné zejména pro teplovodní kotel nízkého výkonu, který je určený pro vytápění rodinného domku, dílny, popřípadě menší provozovny.

Dosavadní stav techniky

Jsou známá různá ohniště, která se používají pro spalovaní pevných paliv zejména u teplovodních kotlů nízkého výkonu. Prostor ohniště, do které je přikládáno nové palivo, je současně místo, kde palivo prohořívá. Ve spodní části ohniště je umístěn rošt, který zajištuje průchod vzduchu pro spalování paliva. Nevýhodou tohoto řešení je možnost zanesení roštu tuhými zbytky spalování, a tím k snížení průchodnosti přívodního vzduchu potřebného pro spalování. Výsledkem je malá účinnost spalovacího zdroje.

Jsou rovněž známa ohniště zplyňovacích kotlů na pevná paliva. Přikládací komora ohniště, do které je přikládáno nové palivo, je současně zplyňovací komorou, ve které dochází ke zplyňování paliva. Ve spodní části zplyňovací komory je situována roštová část, která je opatřena kanálem, kterým jsou hořlavé plyny odváděny do spalovací komory zhotovené z tepelně odolných materiálů. Ve spalovací komoře poté dochází ke spalování těchto plynů, které jsou poté ve formě spalin odváděny do výměníkové části kotlového tělesa. Kanál je umístěn ve spodní horizontální části roštové části. Nevýhodou tohoto řešení je možnost zanesení tohoto kanálu tuhými zbytky po spalování a tím jeho dočasného zneprůchodnění pro hořlavé plyny. Rovněž tyto spalovací zdroje vykazují nízkou účinnost.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje ohniště spalovacího zdroje na pevná paliva, zejména teplovodního kotle nízkého výkonu, podle tohoto technické řešení, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z roštové části a spalovací komory. Tyto dvě základní části ohniště jsou po stranách dna roštové části vzájemně propojené několika kanály.

Roštová část ohniště je vytvořena z materiálu o teplotní odolnosti převyšující 700 °C, což zaručuje jeho vysokou životnost. Rovněž spalovací komora, která je umístěna pod ohništěm, je vytvořena z materiálu o teplotní odolnosti převyšující 500 °C.

Podstatné je, že pod spalovací komorou je situována dohořívací komora, která je spojena se spalovací komorou minimálně jedním otvorem.

Rovněž je podstatné, že příčný průřez kanálů pro odvod plynné hořlaviny z roštové části do spalovací komory má měrnou plochu minimálně 3 cm² na 1 kW jmenovitého výkonu spalovacího zdroje.

Konečně je podstatné, že měrný objem spalovací komory je minimálně 800 cm³ na 1 kW jmenovitého výkonu spalovacího zdroje.

- 1 CZ 36838 U1

Objasnění výkresů

Technické řešení je blíže objasněno pomocí obr. 1, na kterém je schematicky znázorněno ohniště spalovacího zdroje na pevná paliva, zejména teplovodního kotle nízkého výkonu, podle tohoto technické řešení.

Příklady uskutečnění technického řešení

Pro vytápění rodinného domu, který má vypočtenou tepelnou ztrátu 20 kW, je rozhodnuto zhotovit vhodný a dostatečně výkonný spalovací zdroj na pevná paliva. Proto je rozhodnuto realizovat automatický teplovodní kotel na dřevní pelety, který je opatřený ohništěm zhotoveným podle tohoto technického řešení. Je zvolen dostatečně vyšší výkon kotle, a to kotel o jmenovitém výkonu 40 kW.

Ze žárobetonů o teplotní odolnosti 950 °C je známým způsobem zhotovena roštová část 1, do které je umístěn litinový rošt 2 o rozměrech 250 mm x 200 mm. Po obou stranách roštové části 1 je umístěna vyzdívka ohniště, provedená ze stejného žárobetonu. Vyzdívka je provedena na obě strany od roštové části 1, a to pod úhlem 55°.

Pod roštovou částí 1 je situována spalovací komora 4 o velikosti 45 cm x 40 cm a výšky 20 cm, která je zhotovena z keramického materiálu o teplotní odolnosti 620 °C. Objem spalovací komory 4 je 36.000 cm³, což při jmenovitém výkonu kotle 40 kW činí 900 cm³ na každý 1 kW jmenovitého výkonu kotle.

Roštová část 1 je se spalovací komorou 4 propojena kanály 3 pro odvod hořlavých plynů. Kanály 3 jsou provedeny po každé straně dna roštové části 1 ohniště. V každé řadě je 5 kanálů 3. Každý kanál 3 má obdélníkový průřez. Celková plocha příčných průřezů kanálů 3 pro odvod plynné hořlaviny z roštové části 1 do spalovací komory 4 činí 130 cm², což při jmenovitém výkonu kotle 40 kW činí 3,25 cm² na každý 1 kW jmenovitého výkonu kotle.

Pod spalovací komorou 4 je umístěna dohořívací komora 5 o půdorysných rozměrech 45 cm x 40 cm a výšky 10 cm. Spalovací komora 4 je propojena s dohořívací komorou 5 průduchem 6 obdélníkového profilu o rozměrech 4 cm x 15 cm.

Funkce zařízení je následující:

Pro spalování je použito dřevní pelety. Dřevní pelety jsou známým způsobem dopravovány do prostoru roštové části 1, ve které dochází za vysoké teploty známým způsobem k jejich zplyňování. Na roštu 2, který je umístěn ve spodní části roštové části 1, hoří dřevěné uhlí, které vzniklo odplyněním již dříve přiloženého paliva, které tak dodává dostatek tepelné energie pro vlastní zplyňování.

Uvolněné hořlavé plyny jsou odváděny kanály 3 z roštové části 1 do spalovací komory 4, kde dochází k jejich dokonalému spálení. Dostatek vzduchu, který je nutný pro dokonalé hoření, přichází do roštové části 1 průchodem přes rošt 2. Po delší době hoření může být roštová část 1 přeplněna ještě dostatečně nevyhořelým dřevěným uhlím. Proto jsou boční stěny roštové části 1 opatřeny několika kanály 3 pro odvod hořlavých plynů, což zajišťuje, že i při zneprůchodnění některých kanálů 3 nevyhořelým dřevěným uhlím bude vždy k dispozici dostatek kanálů 3 pro spolehlivý odvod hořlavých plynů do spalovací komory 4. Proto musí být dostatečně dimenzován průřez kanálů 3 pro odvod plynné hořlaviny z roštové části 1 do spalovací komory 4.

Minimální měrná plocha kanálů 3 ve vztahu na jmenovitý výkon kotle je 3 cm² na 1 kW jmenovitého výkonu spalovacího zdroje. V předloženém příkladném provedení je hodnota měrné plochy kanálů ve vztahu na jmenovitý výkon kotle 3 cm² na 1 kW, což je vyhovující.

- 2 CZ 36838 U1

Na proces spalování má rovněž vliv objem spalovací komory 4, který je závislý na jmenovitém výkonu spalovacího zdroje. Tato závislost je dána propočtem, že měrný objem spalovací komory 4 je minimálně 800 cm³ na 1 kW jmenovitého výkonu spalovacího zdroje. V tomto příkladném 5 provedení je objem spalovací komory 4 o velikosti 45 cm x 40 cm a výšky 20 cm celkem 36.000 cm³. Objem spalovací komory 4 je při jmenovitém výkonu kotle 40 kW 900 cm³, což v přepočtu na 1 kW jmenovitého výkonu spalovacího zdroje je vyhovující.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení je využitelné pro realizaci spalovacího zdroje na pevná paliva, zejména teplovodního kotle nízkého výkonu pro vytápění rodinného domu dřevěnými pelety. Jeho hlavní výhodou je vyšší účinnost spalovacího zdroje, když pro hoření je dostatečný přívod vzduchu, bez 15 ohledu na zanesení roštu kotle popelem.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Ohniště spalovacího zdroje na pevná paliva, zejména teplovodního kotle nízkého výkonu, vyznačující se tím, že obsahuje roštovou část (1) a spalovací komoru (4), přičemž obě části jsou po 5 stranách dna roštové části (1) vzájemně propojené několika kanály (3), přičemž roštová část (1) ohniště je vytvořena z materiálu o teplotní odolnosti převyšující 700 °C, a spalovací komora (4), která je umístěna pod roštovou částí, je vytvořena z materiálu o teplotní odolnosti převyšující 500 °C.
2. 2. Ohniště na pevná paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že pod spalovací komorou (4) je 10 situována dohořívací komora (5), spojená se spalovací komorou (4) minimálně jedním otvorem (6).
3. 3. Ohniště na pevná paliva podle nároku 1, popřípadě nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že příčný průřez kanálů pro odvod plynné hořlaviny z roštové části (1) do spalovací komory (4) má měrnou plochu minimálně 3 cm² na 1 kW jmenovitého výkonu spalovacího zdroje.
4. 4. Ohniště na pevná paliva podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že měrný 15 objem spalovací komory (4) je minimálně 800 cm³ na 1 kW jmenovitého výkonu spalovacího zdroje.

   1 výkres

   Seznam vztahových značek:

   1 roštová část

   2 rošt

   3 kanál

   4 spalovací komora

   5 dohořívací komora

   6 otvor