ES2482215A1

ES2482215A1 - Appliance for generating hot air from biomass

Info

Publication number: ES2482215A1
Application number: ES201232026A
Authority: ES
Inventors: Domingo Aquilino VILLORIA OTERO
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-08-01
Anticipated expiration: 2032-12-26
Also published as: WO2014102427A1; ES2482215B1

Abstract

The invention relates to an appliance for generating hot air from biomass, comprising a furnace (6) and a burner (5) supplied with biomass by means of an auger feed (3) and a hopper (2), where connection tubes (7) are provided on the furnace (6), that connect said furnace (6) to an exchanger (8) arranged thereon, in such a way that they form a single structure (9), with sheet metal walls lined with an insulator and a turbine that circulates the air therein and towards the building to be heated. The connection tubes (7) connect the furnace (6) and the exchanger (8) by means of mobile connections (15). The exchanger (8) is formed from a plurality of tubes with a solids decanter (13) provided with a chimney outlet (14) at the end of said tubes. The hopper (2) comprises a rotary stirrer (12).

Description

DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

Hot air biomass generator.

OBJETO DE LA INVENCIÓN 5 OBJECT OF THE INVENTION 5

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un aparato generador de aire caliente de biomasa, el cual aporta varias ventajas y características de novedad que se describirán en detalle más adelante y que suponen una alternativa frente a lo ya conocido en el estado actual de la técnica. 10 The invention, as expressed in the statement of the present specification, refers to a biomass hot air generating apparatus, which provides several advantages and novelty features that will be described in detail below and which represent an alternative as opposed to already known in the current state of the art. 10

Más en particular, el objeto de la invención se centra en un aparato generador de aire caliente que, alimentado a base de combustible sólido orgánico o biomasa, está diseñado para ser instalado en el exterior, estando particularmente destinado para ser aplicado como sistema de calefacción para naves ganaderas, industriales y edificaciones similares, 15 aisladas y de grandes dimensiones. More particularly, the object of the invention is focused on a hot air generating apparatus which, fed on the basis of organic solid fuel or biomass, is designed to be installed outdoors, being particularly intended to be applied as a heating system for livestock, industrial and similar buildings, 15 isolated and large.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN FIELD OF APPLICATION OF THE INVENTION

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria 20 dedicada a la fabricación de aparatos generadores de aire caliente. The scope of the present invention is part of the industry sector 20 dedicated to the manufacture of hot air generating apparatus.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

Como referencia al estado actual de la técnica, cabe señalar que, si bien existen en el 25 mercado múltiples tipos y modelos de aparatos generadores de aire caliente, destinados para el mismo u otros fines, al menos por parte del solicitante se desconoce la existencia de ninguno que presente unas características técnicas, estructurales y de configuración semejantes a las que concretamente presenta el que aquí se preconiza, estando los detalles caracterizadores que lo distinguen, adecuadamente recogidos en las reivindicaciones finales 30 que acompañan a la presente memoria descriptiva. As a reference to the current state of the art, it should be noted that, although there are multiple types and models of hot air generating devices in the market, destined for the same or other purposes, at least on the part of the applicant the existence of none that presents technical, structural and configuration characteristics similar to those specifically presented here, the details that distinguish it, suitably contained in the final claims 30 accompanying the present specification.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN EXPLANATION OF THE INVENTION

De forma concreta, lo que la invención propone, como ya se ha apuntado anteriormente, es 35 un aparato generador de aire caliente alimentado a base de biomasa, el cual se instala en el exterior para proporcionar calor en naves ganaderas, industriales y edificaciones similares. Specifically, what the invention proposes, as already noted above, is a biomass-based hot air generating apparatus, which is installed outdoors to provide heat in livestock, industrial and similar buildings.

De manera concreta, el aparato que la invención preconiza que se compone de una pequeña tolva de recepción, bajo la cual va un sinfín que alimenta un quemador situado 40 dentro de un horno sobre el cual están instalados unos tubos de conexión que conectan dicho horno con un intercambiador situado encima de dichos tubos y de dicho horno. Specifically, the apparatus that the invention recommends is composed of a small receiving hopper, under which there is an auger that feeds a burner located 40 inside a furnace on which connection pipes connecting said furnace with an exchanger located above said tubes and said oven.

Este intercambiador es de tipo tubular y, junto con el horno y el quemador, están instalados de forma que componen una única estructura, la cual está forrada interiormente y en su 45 conjunto con un aislante de lana de roca. This exchanger is of tubular type and, together with the oven and the burner, are installed in such a way that they compose a single structure, which is lined internally and in its entirety with a rock wool insulator.

En el interior de dicha estructura circula el aire que es introducido mediante una turbina y, una vez caliente, pasará al interior del edificio a calentar empujado por la misma turbina. Inside this structure circulates the air that is introduced by a turbine and, once hot, will pass into the building to be heated by the same turbine.

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El quemador del citado generador está alimentado mediante el antedicho sinfín que dosifica el combustible introducido en la tolva de recepción, la cual está situada adyacentemente a la The burner of said generator is fed by the aforementioned auger that doses the fuel introduced into the receiving hopper, which is located adjacent to the

citada estructura del generador. cited generator structure.

Dicha tolva incorpora un agitador giratorio anclado en la base de la misma, que asegura la alimentación del sinfín, aún con combustible de difícil alimentación, evitando que se interrumpa la alimentación. 5 Said hopper incorporates a rotating agitator anchored in the base of the same, that ensures the feeding of the auger, even with fuel of difficult feeding, avoiding that the feeding is interrupted. 5

Por su parte, el sinfín de alimentación está dimensionado para poder alimentar al quemador con una amplia variedad de combustibles orgánicos, aunque sean de granulometría diferente. For its part, the feed auger is sized to be able to feed the burner with a wide variety of organic fuels, even if they are of different grain sizes.

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Como se ha señalado anteriormente, el generador cuenta con un intercambiador de calor que está formado de múltiples tubos, por dentro de los cuales circula el gas de la combustión. Gracias a la acción de la turbina que hace pasar el aire por el exterior de estos tubos, se consigue la óptima transmisión de calor al aire que luego pasa, a través de una salida de aire, hacia el recinto a calentar. 15 As noted above, the generator has a heat exchanger that is formed of multiple tubes, inside which the combustion gas circulates. Thanks to the action of the turbine that makes the air pass through the outside of these tubes, the optimal heat transmission to the air is achieved, which then passes through an air outlet to the room to be heated. fifteen

El paso de los gases de la combustión se efectúa haciéndolos pasar por el interior de unos tubos de conexión que son de mayor tamaño que los del intercambiador y que conectan el horno y el intercambiador-tubular mediante conexiones móviles que corrigen las dilataciones mediante deslizamiento. 20 The combustion gases are passed by passing them through connecting pipes that are larger than those of the exchanger and that connect the furnace and the tubular exchanger by means of mobile connections that correct the expansion by sliding. twenty

La turbina que introduce el aire al edificio, sopla sobre el horno, habiéndose previsto en éste unas chapas (piezas metálicas) que hacen que este aire circule alrededor del horno, así como otras chapas que lo canalizan entre los tubos de conexión entre el horno y el intercambiador, siendo el último paso del aire alrededor de los tubos del intercambiador 25 desde el cual pasa hacia el edificio. The turbine that introduces the air into the building, blows on the oven, having in it some plates (metal parts) that make this air circulate around the oven, as well as other plates that channel it between the connecting pipes between the oven and the exchanger, the last passage of air around the tubes of the exchanger 25 from which it passes to the building.

El intercambio del calor al aire que mueve la turbina se realiza en parte por el paso de dicho aire alrededor de todos los componentes interiores del aparato. The exchange of heat to the air that moves the turbine is carried out in part by the passage of said air around all the interior components of the apparatus.

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Existen, también dos ventiladores más pequeños de media presión, uno que hace pasar aire a través de unos orificios en las paredes del quemador, regulando su fuerza para conseguir la intensidad óptima de la llama, y otro que ataca la parte central de la llama, aportando oxigeno, produciéndose una combustión completa en el horno. There are also two smaller medium pressure fans, one that passes air through some holes in the burner walls, regulating its force to achieve the optimum intensity of the flame, and another that attacks the central part of the flame, providing oxygen, producing complete combustion in the oven.

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Asimismo se contempla un sistema automático de limpieza longitudinal que extrae las cenizas de la parte inferior del horno para mantenerlo siempre en óptimo funcionamiento. Este sistema está compuesto por dos sinfines adicionales que, situados en la parte inferior del horno, trasladan los residuos de la combustión hacia un contenedor exterior. It also includes an automatic longitudinal cleaning system that removes the ashes from the bottom of the oven to always keep it in optimal operation. This system is made up of two additional augers that, located in the lower part of the furnace, transfer combustion waste to an outer container.

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Hay que señalar, por otra parte, que el conjunto del horno y quemador, los tubos de conexión y el intercambiador están cubiertos con paneles de lana de roca de alta resistencia a la temperatura, y que el compartimiento de la turbina, además de proteger los motores y mecanismos del aparato, tiene unas trampillas que se pueden abrir o cerrar, para mantener el aire de su interior recirculando o, si se desea, para hacer entrar aire limpio que mejore la 45 calidad del aire interior de la edificación a calentar. It should be noted, on the other hand, that the oven and burner assembly, the connecting tubes and the exchanger are covered with rock wool panels of high temperature resistance, and that the turbine compartment, in addition to protecting the The motors and mechanisms of the device have flaps that can be opened or closed, to keep the air inside them recirculating or, if desired, to bring in clean air that improves the quality of the indoor air of the building to be heated.

Todos los componentes del aparato van atornillados, pudiéndose sustituir, como repuesto, todas sus piezas (horno, quemador, intercambiador tubos de conexión, tubos del sinfín alimentador) mediante operaciones sencillas. 50 All the components of the device are screwed, being able to replace, as a spare part, all its parts (oven, burner, exchanger connecting tubes, feeder auger tubes) by simple operations. fifty

Las ventajas y bondades del aparato preconizado, respecto de otros sistemas se pueden, The advantages and benefits of the recommended device, compared to other systems can be,

pues, desglosar en los siguientes puntos esenciales: Therefore, break down into the following essential points:

- El aparato se ajusta a la nave sin más necesidad que una pequeña inversión de una plancha de hormigón en el exterior. La caseta de panel, dentro de la cual están también los motores y reductores del sistema de limpieza, turbina de impulsión de aire y sistemas de 5 seguridad contra el retroceso de llama acoplados sobre el tubo de alimentación va sobre el edificio, haciendo un cierre que permite recircular el aire o hacer entrar aire del exterior. - The device fits the ship without more need than a small investment of a concrete slab outside. The panel house, within which are also the motors and reducers of the cleaning system, air discharge turbine and 5 safety systems against the recoil of flame coupled on the feeding tube goes over the building, making a closure that It allows the air to be recirculated or air from outside.

- Su facilidad de instalación en el edificio a calentar. Se instala en el exterior, pudiendo coger el aire de fuera del recinto a calentar, ya que de la forma que se dispone puede quedar a la 10 intemperie, y el hecho de que los gastos que se generan del montaje del aparato se limitan a la realización de un hueco para poner una trampilla para acoplar la entrada de aire a la nave, y otra de recirculación de la nave a la máquina. - Its ease of installation in the building to be heated. It is installed outside, being able to catch the air from outside the room to be heated, since the way it is available can be left outdoors, and the fact that the expenses generated from the assembly of the device are limited to the realization of a hole to put a trapdoor to couple the air inlet to the ship, and another one of recirculation of the ship to the machine.

- Los tubos de conexión conectan el horno y el intercambiador mediante conexiones 15 móviles que corrigen las dilataciones mediante deslizamiento. - The connection tubes connect the oven and the exchanger by means of mobile connections 15 that correct the expansion by sliding.

- Un intercambiador de calor cuyas piezas van atornilladas y cuyo mantenimiento es muy económico y fácil. Además al disponer de tantos tubos pequeños, éstos hacen que el aire choque y choque para obtener la salida del calor. 20 - A heat exchanger whose parts are screwed and whose maintenance is very economical and easy. In addition to having so many small tubes, they make the air collide and collide to get heat out. twenty

- Dicho intercambiador de calor es totalmente desmontable, es multitubular y no hay interferencias de tensiones generadas por las diferencias de temperatura, siendo las piezas recuperables y de bajo coste. - Said heat exchanger is completely removable, it is multitubular and there is no interference of tensions generated by temperature differences, the parts being recoverable and low cost.

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- Cuenta con un quemador de acero refractario con un coeficiente de dilatación alto atornillado a la estructura para conseguir una pieza desmontable que abarata el mantenimiento. - It has a refractory steel burner with a high expansion coefficient bolted to the structure to achieve a removable part that lowers maintenance.

- Dispone de dos ventiladores, uno principal que en el horno va a provocar el aire necesario 30 para que pase por los orificios del quemador y avive la llama y otro secundario que proporciona el aire en la parte alta del quemador aportando el oxigeno necesario para elevar la temperatura de trabajo y completar la combustión, consiguiendo de esta forma una combustión limpia y sin humos. También cuenta con un ventilador exterior dentro de la caseta de panel que impulsará el aire a calentar hacia dentro del edificio. 35 - It has two fans, a main one that in the oven will cause the necessary air 30 to pass through the holes of the burner and fan the flame and another secondary that provides the air in the upper part of the burner providing the oxygen necessary to raise the working temperature and complete combustion, thus achieving a clean and smoke free combustion. It also has an outside fan inside the panel house that will propel the air to heat into the building. 35

- En el exterior del horno se ha previsto un primer conjunto de chapas que dirige el aire de la turbina para que circule alrededor del mismo, y un segundo conjunto chapas que canaliza dicho aire entre los tubos de conexión y el intercambiador antes de que pase por la salida hacia el edificio a calentar. 40 - On the outside of the furnace, a first set of plates is provided that directs the turbine air to circulate around it, and a second set of plates that channels said air between the connecting pipes and the exchanger before it passes through the exit to the building to be heated. 40

- y, finalmente, la facilidad de mantenimiento y bajo costo de mantenimiento, puesto que los componentes más destacados del aparato son piezas desmontables e independientes. - and, finally, the ease of maintenance and low maintenance cost, since the most prominent components of the device are detachable and independent parts.

Visto lo que antecede, se constata que el descrito aparato generador de aire caliente de 45 biomasa representa una estructura innovadora de características desconocidas hasta ahora para tal fin, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita. In view of the foregoing, it is found that the described biomass hot air generating apparatus represents an innovative structure with characteristics unknown until now for this purpose, reasons that, together with its practical utility, provide it with sufficient grounds to obtain the privilege of exclusivity that is requested.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS 50 DESCRIPTION OF THE DRAWINGS 50

Para complementar la descripción que se está realizando de la invención, y para ayudar a To complement the description being made of the invention, and to help

una mejor comprensión de las características que la distinguen, se acompaña la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente: A better understanding of the characteristics that distinguish it is accompanied by the present descriptive report, as an integral part thereof, of a set of drawings, in which the following has been represented as an illustrative and non-limiting nature:

La figura número 1.- Muestra una vista esquemática en alzado y en despiece de un ejemplo 5 de realización del aparato generador de aire caliente de biomasa objeto de la invención, apreciándose en ella las principales partes y elementos que comprende. Figure number 1.- Shows a schematic view in elevation and exploded view of an embodiment example 5 of the biomass hot air generating apparatus object of the invention, the main parts and elements comprising it being appreciated.

La figura número 2.- Muestra una vista también esquemática del aparato generador, según la invención, mostrado en la figura precedente, en este caso representado en sección y con 10 todos sus elementos montados. Figure 2 shows a schematic view of the generating apparatus, according to the invention, shown in the preceding figure, in this case represented in section and with all its elements assembled.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede 15 apreciar en ellas un ejemplo de realización preferida de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se describen en detalle a continuación. In view of the aforementioned figures, and in accordance with the numbering adopted, an example of a preferred embodiment of the invention can be appreciated, which comprises the parts and elements described in detail below.

Así, tal como se observa en dichas figuras, el aparato (1) en cuestión comprende una tolva (2) bajo la cual va un sinfín de alimentación (3) incorporado dentro de un conjunto de tubos 20 de alimentación (4) que conectan con un quemador (5) situado dentro de un horno (6) sobre el cual se han previsto unos tubos de conexión (7) que conectan dicho horno (6) con un intercambiador (8) situado encima de dichos tubos y de dicho horno, de tal forma que intercambiador, tubos de conexión y horno componen una única estructura (9), cuyas paredes son de chapa forrada interiormente con aislante de lana de roca. 25 Thus, as seen in said figures, the apparatus (1) in question comprises a hopper (2) under which there is a feed auger (3) incorporated into a set of feeding tubes 20 (4) that connect with a burner (5) located inside an oven (6) on which connection tubes (7) are provided connecting said oven (6) with an exchanger (8) located above said tubes and said oven, of such that the exchanger, connection tubes and oven make up a single structure (9), whose walls are made of internally lined sheet with rock wool insulation. 25

Esta estructura (9) cuenta, además, con una turbina (10) que hace circular el aire en su interior y, una vez caliente, pasa al interior del edificio a calentar a través de una salida (11) prevista a tal efecto. This structure (9) also has a turbine (10) that circulates the air inside and, once hot, passes inside the building to be heated through an outlet (11) provided for this purpose.

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La tolva (2) incorpora un agitador giratorio (12) anclado en la base de la misma, que asegura la alimentación del sinfín. The hopper (2) incorporates a rotating stirrer (12) anchored in the base thereof, which ensures the feeding of the auger.

El intercambiador (8) está formado de múltiples tubos, por dentro de los cuales circula el gas de la combustión, al estar conectados con la cámara del horno a través de los tubos de 35 conexión (7), habiéndose previsto al final de los mismos un decantador de sólidos (13) con salida de chimenea (14). The exchanger (8) is formed of multiple tubes, within which the combustion gas circulates, being connected to the furnace chamber through the connecting tubes (7), having been provided at the end of them a solid decanter (13) with chimney outlet (14).

Los tubos de conexión (7) conectan el horno (6) y el intercambiador (8) mediante conexiones móviles (15) que corrigen las dilataciones mediante deslizamiento. 40 The connecting tubes (7) connect the oven (6) and the exchanger (8) by means of mobile connections (15) that correct the expansion by sliding. 40

En el horno (6) se ha previsto un primer conjunto de chapas (16) que dirige el aire de la turbina (10) para que circule alrededor del mismo, y un segundo conjunto chapas (17) que canaliza dicho aire entre los tubos de conexión (7) y el intercambiador (8) antes de que pase por la salida (11) hacia el edificio a calentar. 45 In the oven (6) a first set of plates (16) is provided that directs the air of the turbine (10) to circulate around it, and a second set of plates (17) which channels said air between the tubes of connection (7) and the exchanger (8) before it passes through the exit (11) towards the building to be heated. Four. Five

El aparato cuenta, además, con dos ventiladores secundarios (18), uno que hace pasar aire a través de unos orificios en las paredes del quemador, y otro que ataca la parte central de la llama. The apparatus also has two secondary fans (18), one that passes air through some holes in the burner walls, and another that attacks the central part of the flame.

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Asimismo en la parte inferior del horno (6) se han previsto dos sinfines adicionales (19) que trasladan los residuos de la combustión hacia un contenedor exterior (20). Also in the lower part of the oven (6) two additional augers (19) are provided that transfer combustion residues to an outer container (20).

Por último, hay que señalar la existencia de unas trampillas (21) en el compartimiento de la estructura (9) donde se ubica la turbina (10) que se pueden abrir o cerrar, para renovar el aire. Finally, it should be noted the existence of some hatches (21) in the compartment of the structure (9) where the turbine (10) that can be opened or closed is located, to renew the air.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de 5 ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o 10 modifique su principio fundamental. Describing sufficiently the nature of the present invention, as well as the manner in which it is put into practice, it is not considered necessary to make its explanation more extensive so that any person skilled in the art understands its scope and the advantages derived therefrom, stating that , within its essentiality, may be implemented in other embodiments that differ in detail from that indicated by way of example, and to which it will also achieve the protection that is sought provided that it is not altered, changed or modified. fundamental principle.

Claims

1.- BIOMASS HOT AIR GENERATOR APPLIANCE applicable to be installed outside as a heating system for livestock, industrial and similar buildings, being of the type comprising an oven (6) with a burner 5 (5) powered, based on solid organic fuel or biomass, by means of a feed auger (3) that connects a hopper (2), it is characterized in that connection tubes (7) connecting said oven (6) are provided on the furnace (6). with an exchanger (8) located above, in such a way that said exchanger, said connecting tubes and said furnace comprise a single structure (9), whose walls are made of sheet 10 lined internally with insulation, in which there is a turbine (10 ) that circulates the air inside and through an outlet (11) to the building to be heated.

2.- BIOMASS HOT AIR GENERATOR DEVICE, according to claim 1, characterized in that the connecting tubes (7) connect the oven (6) and the exchanger 15 (8) by means of mobile connections (15) that correct the expansion by sliding .

3.- BIOMASS HOT AIR GENERATING DEVICE, according to claim 1 or 2, characterized in that the exchanger (8) is formed of multiple tubes connected 20 with the oven chamber through the connecting tubes (7); and because a solids decanter (13) with chimney outlet (14) is provided at the end of them.

4.- BIOMASS HOT AIR GENERATOR DEVICE, according to any of claims 1-3, characterized in that the hopper (2) incorporates a rotating stirrer (12) anchored in the base thereof.

5.- BIOMASS HOT AIR GENERATOR DEVICE, according to any of claims 1-4, characterized in that in the oven (6) a first set of plates (16) is provided that directs the turbine air (10) to circulating around it, and a second set of plates (17) that channels said air between the connecting tubes (7) and the exchanger (8) before it passes through the outlet (11) towards the building to be heated.

6.- BIOMASS HOT AIR GENERATOR DEVICE, according to any of claims 1-5, characterized in that it has two secondary fans (18) in the oven.

7.- BIOMASS HOT AIR GENERATOR DEVICE, according to any of claims 1-6, characterized in that in the lower part of the oven (6) two additional augers (19) are provided that transfer the combustion residues towards a 40 outer container (20).

8.- BIOMASS HOT AIR GENERATOR DEVICE, according to any one of claims 1-6, characterized in that it has some flaps (21) in the compartment of the structure (9) where the turbine (10) is located, which can be open or close to renew the air.