CZ5105U1 - Spalovací zařízení dřevního odpadu - Google Patents

Description

Oblast techniky

Navržené technické řešení se týká spalovacího zařízení dřevního odpadu sestávajícího z topeniště s roštem, výměníku a zásobníku paliva, zejména na dřevěný odpad, piliny, hobliny, štěpky a drobné odřezky.

Dosavadní stav techniky

V současnosti je známo mnoho různých typů zařízení na spalování dřeva a dřevního odpadu.

Jedná se například o topné zařízení s násypnou šachtou, známé jako tak zvaná předtopeniště, čili přídavné zařízení před teplovzdušné agregáty a kotle. Známá předtopeniště pro spalování dřeva a dřevěného odpadu sestávají z násypky s uzavíracím víkem a spalovací komory. Ze spalovací komory je vyvedena tryska ve které dochází k hoření. Jedná se v podstatě o přídavné zdroje u teplovzdušných agregátů a kotlů jako náhrada nafty a lehkých topných olejů, proto není jejich účinnost příliš vysoká. Vzhledem k tomu, že trysky ústí ve stěně spalovací komory a nejsou v blízkosti nejvyšších teplot, dochází k poměrně vysokým ztrátám. Pro vyšší účinnost bývají předtopeniště vybavena kompresory pro nucený tok vzduchu spalovací komorou směrem k trysce. Tato přídavná zařízení zvyšují nároky na obsluhu a údržbu a prodražují celkový provoz. Pokud nejsou spalovací komory vybaveny přídavnými prstenci a podobnými zarážkami, dochází k častému zhasínání plamene. Prstence a zarážky jsou vystaveny vysokým teplotám, popřípadě nárazům od paliva a proto dochází k jejich častému poškození. Jejich výměna je obtížná a většinou finančně náročná. Při zanesení trysek je nutné celé zařízení odstavit.

Dále jsou známa topná zařízení s násypnou šachtou a se šikmou dyšnou ústící do středu násypné šachty. Opačný konec dyšny je veden do sekundárního spalovacího prostoru umístěného v jednom bloku s šachtou. Nevýhodou těchto zařízení je především to, že dysna zasahuje až do středu násypné šachty ke které je pevně připojena. Při provozu tak dochází k jejímu častému poškození od padajícího paliva a rovněž vlivem vysokých teplot v jejím nejbližším okolí může dojít k jejímu poškození. Výměna dyšny je časově i finančně náročná. Uvedená topná zařízení jsou příliš objemná a hmotná, proto je s nimi obtížná manipulace. Dále dochází k poměrně brzkému propálení vnitřních částí násypné šachty. Další nevýhodou je i to, že palivo se musí poměrně často doplňovat, protože násypná šachta je malá.

Známá topná zařízení na dřevní odpad jsou poměrně technicky náročná, jejich výrobní náklady jsou vysoké a rovněž údržba je poměrně náročná. Topná zařízení, kde topeniště tvoří s výměníkem a zásobníkem paliva jeden celek, jsou složitá na přepravu a po jejich sestavení je jejich další přemístění v podstatě nemožné. Známá topná zařízení jsou většinou vhodná pouze pro kusový odpad, nikoli pro piliny a hobliny.

-1CZ 5105 U1

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny spalovacím zařízením dřevního odpadu, sestávajícím z topeniště s roštem, výměníku ;a zásobníku paliva podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že topeniště je propojeno se zásobníkem paliva dopravním šnekem, který je v topeništi umístěn pod šikmým litinovým roštem. Ve stěnách topeniště jsou pod roštem vstupy sekundárního vzduchu a nad roštem další vstupy primárního vzduchu. Topeniště je spojeno s výměníkem pomocí plochých přírub.

Výměník je s výhodou umístěn na topeništi, přičemž výměník a topeniště jsou navzájem oddělitelné.

Výměník může být opatřen kouřovým ventilátorem a v případě, že se jedná o teplovodní výměník trubkového typu, může být tento opatřen termostaty a napouštěcím ventilem.

Mezi topeništěm a zásobníkem paliva je s výhodou umístěna hasicí nádržka.

Dopravní šnek je s výhodou propojen s elektromotorem spojeným s modulem pro automatický provoz.

V dalším možném provedení je výměník postaven na podstavci, ve kterém je umístěn dutý šikmý litinový rošt, propojený s přívodem primárního vzduchu.

Spalovací zařízení dřevního odpadu podle navrhovaného technického řešení umožňuje spalovat dřevěný odpad, piliny, hobliny a obdobný materiál v libovolném množství a až do vlhkosti 40 %. Dle potřeby je možné snadno změnit velikost zásobníku a při jeho plném zaplnění lze palivo doplňovat jednou za několik dnů. Číslicové řízení šneku zajišťuje efektivní hoření. Výroba celého zařízení je velmi snadná, protože nejsou zapotřebí žádné složité konstrukce mechanických součástí. Čištění výměníku a topeniště je snadné i vzhledem k velkým rozměrům dvířek. Celé zařízení má dlouhou životnost a jeho provozní náklady jsou nízké. Variabilní vedení vzduchu a řízení horkých zón vede k dokonalému spalování. Tepelně technický stupeň účinnosti sahá až k hodnotě 85 %. Vzhledem k tomu, že většina paliva zcela shoří, lze mluvit o ekologickém provozu. Protože paliva z biohmoty prakticky neobsahují síru a mívají jen okolo 1/100 dusíku v porovnání s fosilními palivy, lze navrženým zařízením docílit ve spalinách velice nízkého obsahu oxidu dusíku. Rovněž obsah kysličníku uhelnatého a obsah nespálených uhlohydrátů je velice nízký. Termostaty chrání zařízení proti přehřátí. Výměník je oddělitelný od topeniště a proto je snadná přeprava a montáž. Proti případnému prohoření ohně do zásobníku paliva je zařízení vybaveno hasicí nádržkou. V některých případech je možné opatřit výměník vodním opláštěním, zvyšujícím účinnost a umožňujícím lepší využití prostoru, protože lze spalovací zařízení umístit do větší blízkosti k ostatnímu vybavení.

Přehled obrázků na výkrese

Spalovacího zařízení dřevního odpadu podle navrženého technického řešení bude blíže vysvětleno pomocí následujících

-2CZ 5105 U1 možných konkrétních příkladů provedení. Na obr. 1 je znázorněno schematicky v nárysu jedno možné provedení spalovacího zařízení. Na obr. 2 je znázorněno v částečném řezu v nárysu topeniště s teplovodním výměníkem spalovacího zařízení z obr. 1 a na obr. 3 je znázorněno v částečném řezu v nárysu další možné provedení spalovacího zařízení.

Příklady provedení technického řešení

Příkladné spalovací zařízení dřevního odpadu sestává z topeniště 10 se šikmým litinovým roštem 1. Okolo litinového roštu 1 je v topeništi 10 vytvořena vyzdívka ze šamotových cihel a tvarovek, zakončená ve své horní části klenbou. Za šamotovými cihlami jsou izolační vyzdívky o síle 125 mm. Topeniště 10 je propojeno se zásobníkem 11 paliva dopravním šnekem 4, který je v topeništi 10 umístěn pod šikmým litinovým roštem 1. Ve stěnách topeniště 10 jsou pod roštem 1 vstupy 2_ sekundárního vzduchu a nad roštem další vstupy 3 primárního vzduchu, které jsou propojeny s vzduchovým ventilátorem 15. Na topeništi 10 je umístěn teplovodní výměník 12.· Topeniště 10 s teplovodním výměníkem 12 jsou navzájem spojeny pomocí plochých přírub. Teplovodní výměník 12 je opatřen kouřovým ventilátorem 6, který zajišťuje potřebný tah odváděných spalin. Teplovodní výměník 12 je trubkového typu s trubkami 5 a je opatřen termostaty a napouštěcím ventilem 16· Mezi topeništěm 10 a zásobníkem 11 paliva je umístěna hasicí nádržka 13. Dopravní šnek 4 je propojen s elektromotorem spojeným s modulem 14 pro automatický provoz.

V dalším možném provedení je výměník 12 postaven na podstavci 19, ve kterém je umístěn dutý šikmý litinový rošt 20., propojený s dalším vstupem 3 primárního vzduchu. V tomto provedení je výměník 12 opatřen vodním opláštěním 21. Popel nezůstává na roštu 20, ale je shrnován přísunem nového paliva do popelníku 22.

Zásobník 11 paliva se naplní směsí drobného dřevního odpadu jako jsou piliny, hobliny, štěpky a drobné odřezky do velikosti 20x40x20 mm a po zapálení ohně je směs automaticky dopravována do topeniště 10 v požadovaných cyklech. Proti případnému prohoření ohně do zásobníku 11 paliva je zařízení vybaveno hasicí nádržkou 13. Přídavný ventilátor 15 vhání vzduch do topeniště 10 vstupem sekundárního vzduchu a dalším vstupem 2 primárního vzduchu. Spotřeba paliva při plném výkonu kotle 50 kW je 12,3 kg za hodinu při vlhkosti paliva 28,5 %. Topná voda vstupuje vstupem 16 a vystupuje výstupem 17 topné vody. Čištění topeniště 10 je možné provádět vstupními dveřmi 18.

Průmyslová využitelnost

Spalovací zařízení dřevního odpadu podle navrhovaného řešení nalezne uplatnění při spalování dřeva a dřevěného odpadu, zejména při vytápění rodinných domů a dřevozpracujících objektů.

Claims (7)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Spalovací zařízení dřevního odpadu, sestávající z topeniště s roštem, výměníku a zásobníku paliva, vyznačuj ící se tím, že topeniště (10) je propojeno se zásobníkem (11) paliva dopravním šnekem (4), který je v topeništi (10) umístěn pod šikmým litinovým roštem (1), přičemž ve stěnách topeniště (10) jsou pod roštem (1) vstupy (2) sekundárního vzduchu a nad roštem (1) další vstupy (3) primárního vzduchu a topeniště (10) je spojeno s výměníkem (12) pomocí plochých přírub.
2. 2. Spalovací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že výměník (12) je umístěn na topeništi (10) a výměník (12) a topeniště (10) jsou navzájem oddělitelné.
3. 3. Spalovací zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj í cí se tím, že výměník (12) je opatřen kouřovým ventilátorem (6 ) .
4. 4. Spalovací zařízení podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že mezi topeništěm (10) a zásobníkem (11) paliva je umístěna hasicí nádržka (13).
5. 5. Spalovací zařízení podle nároku 1, 2, 3 nebo 4, vyznačující se tím, že výměník (12) je teplovodního provedení trubkového typu a je opatřen termostaty a napouštěcím ventilem (16).
6. 6. Spalovací zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že dopravní šnek (4) je propojen s elektromotorem spojeným s modulem (14) pro automatický provoz.
7. 7. Spalovací zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že výměník (12) je postaven na podstavci (19), ve kterém je umístěn dutý šikmý litinový rošt (20), propojený s přívodem (2) primárního vzduchu.