FI122172B

FI122172B - Solid fuel burner and fireplace

Info

Publication number: FI122172B
Application number: FI20096205A
Authority: FI
Inventors: Ari Pulkkinen; Pekka Horttanainen; Jari Murto; Jari Sutinen; Martti Purtola
Original assignee: Tulikivi Oyj
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2011-09-30
Also published as: FI20096205A0; EP2333410A2; EP2333410A3; FI20096205A

Description

Kiinteän polttoaineen poltin ja tulisijaSolid fuel burner and fireplace

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Keksinnön kohteena on poltin kiinteää polttoainetta, erityisesti kap-palemaista polttoainetta, kuten pellettejä varten, joka poltin käsittää rungon ja 5 arinan. Rungon määrittelee seinämärakenne ja arina on sovitettu rungon sisään. Keksinnön kohteena on myös tulisija, joka käsittää mainitunlaisen poltti-men.The invention relates to a burner for solid fuel, in particular a cap-burned fuel, such as pellets, which comprises a body and 5 grates. The frame is defined by a wall structure and the grate is fitted inside the frame. The invention also relates to a hearth comprising such a burner.

EP-patenttijulkaisusta 1402217 B1 tunnetaan tällainen poltin, joka on asetettavissa tulisijaan. Tämän tunnetun polttimen ongelmana on, että se 10 aikaansaa pellettien hyvin intensiivisen palamisen, joka voidaan todeta siitä, että liekki on erittäin rauhaton ja väriltään epämiellyttävän kirkas. Polttimella ei siis aikaansaada sellaista rauhallista ja tunnelmallista liekkikuvaa, jonka puun polttaminen perinteisesti antaa. Myös intensiivisen palamisen johdosta polttimen haittana on, että se paikallisesti kuumentaa ja rasittaa rakenteita, kuten 15 ympäröivää tulisijaa, johon se on asennettu. Lisäksi ongelmana on, että poltin ei sovellu hyvin käytettäväksi puun polttoon, koska se käsittää sylinterimäisen rungon, joka on hankala panostaa.EP 1402217 B1 discloses such a burner which can be placed in a fireplace. The problem with this known burner is that it produces a very intense combustion of the pellets, which can be seen in the fact that the flame is extremely restless and of an unpleasantly bright color. Thus, the burner does not produce the peaceful and atmospheric flame that is traditionally given by burning wood. Also, due to intense combustion, the burner has the disadvantage that it locally heats up and strain structures such as the 15 surrounding fireplaces where it is installed. A further problem is that the burner is not well suited for use in burning wood because it comprises a cylindrical body which is difficult to charge.

Keksinnön lyhyt selostusBrief Description of the Invention

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun polttimen 20 mainitut haitat. Keksinnön mukaiselle polttimelle on tunnusomaista, että sen runko on pitkänomainen ja sen seinämärakenne käsittää pitkittäisen sivuseinän ja päätyseinät, että arina käsittää kaltevan arinapinnan, joka ulottuu arinan yläpään ja alapään välillä ja joka määrittelee alapuolelleen ilmavirtaustilan, ja määrittelee yläpuolelleen polttoainetilan, joka ulottuu olennaisesti rungon ylä-o 25 päähän saakka, että arina ulottuu rungon alapäästä rungon yläpäähän saakka ja olennaisesti rungon ensimmäisestä päätyseinästä rungon ensimmäiseen ^ päätyseinään nähden vastakkaiseen, toiseen päätyseinään, että arinan yläpää ^ käsittää ensimmäiset ilma-aukot järjestettyinä ulottumaan arinan pituussuun- | nassa olennaisesti arinan yläpään ensimmäisestä päästä arinan yläpään en- ^ 30 simmäiseen päähän nähden vastakkaiseen, toiseen päähän, jotka ilma-aukot oj on muodostettu mahdollistamaan ilmavirtauksen ilmavirtaustilasta polttoaineti- § lan yläpäähän, ja että arina käsittää toiset ilma-aukot, jotka on järjestetty en- oj simmäisten ilma-aukkojen alapuolelle ulottumaan arinan pituussuunnassa olennaisesti arinan alapään ensimmäisestä päästä arinan alapään ensimmäi-35 seen päähän nähden vastakkaiseen, toiseen päähän.The object of the present invention is to eliminate the said drawbacks of the known burner 20. The burner according to the invention is characterized in that its body is elongated and its wall structure comprises a longitudinal side wall and end walls, that the grate comprises a sloping grate surface extending between the top and bottom up to 25, that the grate extends from the lower end of the body to the upper end of the body and substantially from the first end wall of the body to the second end wall opposite to the first end wall of the body, the upper grate comprising first air openings arranged to extend longitudinally | the grate being formed from the first end of the grate upper end to the first end opposite to the first end of the grate upper end, the air vents oj being formed to allow air flow from the air flow space to the upper end of the fuel space; extending beneath the first air vents to extend longitudinally from the first end of the lower grate end to the second end opposite to the first end 35 of the lower grate end.

22

Keksinnössä on olennaista, että arina ohjaa palamisilman polttoai-netilan ja rungon yläosaan siten, että aikaansaadaan puhdas, tasainen ja laa-ja-alainen liekki.It is essential in the invention that the grate directs the combustion air to the upper part of the fuel space and the body so as to provide a clean, uniform and wide flame.

Keksinnön mukaisen polttimen edullisia suoritusmuotoja on esitetty 5 oheistetuissa patenttivaatimuksissa 2-15.Preferred embodiments of the burner according to the invention are set forth in the appended claims 2 to 15.

Keksinnön mukaisen polttimen suurin etu on, että se mahdollistaa pellettien polttamisen rauhallisella liekillä, joka luo rauhallisen tunnelman, joka on esteettisesti miellyttävä ja joka ei suuresti rasita liekin lähellä olevia rakenteita. Polttimella aikaansaadaan palaminen, jossa CO ja OGC päästöt ovat al-10 haiset ja hyötysuhde on suuri. Arinan kaltevuuden ansiosta pelletit (tai muu kiinteä polttoaine) saadaan tehokkaasti poltetuksi loppuun. Keksinnön mukaisen polttimen olennaisena etuna on myös, että se ilman muunnostöitä soveltuu käytettäväksi vaihtoehtoisesti puun polttamiseen. Lisäksi etuna on, että poltin soveltuu runkorakenteensa ansiosta jälkiasennettavaksi puun polttoon käytet-15 täviin tulisijoihin, joissa on sopiva syvennys poltinta varten, tai polttimen arina voidaan asentaa tulisijoihin, joissa on arinasuppilo. Polttimen rakenne on val-mistusteknisesti helppo.The major advantage of the burner according to the invention is that it enables the pellets to be burned with a calm flame which creates a calm atmosphere which is aesthetically pleasing and does not severely strain the structures near the flame. The burner produces combustion with low CO and OGC emissions of low-10 and high efficiency. Thanks to the slope of the grate, the pellets (or other solid fuel) are effectively burned to the end. It is also an essential advantage of the burner according to the invention that it can be used alternatively for burning wood without modification work. A further advantage is that the burner, due to its frame structure, is suitable for retrofitting to wood fireplaces with a suitable recess for the burner, or the burner grate can be mounted in fireplaces with a grate. The construction of the burner is easy from a manufacturing point of view.

Keksinnön tarkoituksena on lisäksi tarjota käyttöön tulisija, joka soveltuu pellettien polttamiseen ilman, että polttamiseen liittyisi rauhaton liekki ja 20 tulisijan paikallinen ylikuumeneminen tai muita pellettien polttamiseen tavanomaisesti liittyviä haittoja. Keksinnön mukaiselle tulisijalle on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheistetun patenttivaatimuksen 16 tunnusmerkkiosassa.It is a further object of the invention to provide a fireplace suitable for burning pellets without burning with a restless flame and local overheating of the fireplace or other disadvantages commonly associated with pellet burning. The fireplace according to the invention is characterized in what is stated in the characterizing part of the appended claim 16.

Edullisesti polttimen yläpuolella olevassa tulipesän seinärakenteessa on ilmansyöttökanavat sekundääri-ilman syöttämiseksi polttimen polttoaine-25 tilan yläpuolelle. Ilmansyöttökanavat varmistavat polttokaasujen tehokkaan ja ^ puhtaan loppuun palamisen. Vaihtoehtoisesti, tai lisäksi, puhtaan ja tehokkaan c3 palamisen varmistamiseksi tulisijan tulipesän luukkurakenteeseen liittyy ilman- syöttövälineet sekundääri-ilman syöttämiseksi polttimen polttoainetilan yläpuo-lo lelle.Preferably, the furnace wall structure above the burner has air supply passages for supplying secondary air above the burner fuel space. The air supply ducts ensure efficient and clean combustion of the combustion gases. Alternatively, or additionally, air supply means for supplying secondary air above the burner fuel space are provided with the firebox furnace hatch structure to ensure clean and efficient c3 combustion.

(M(M

x 30 Keksinnön mukaisen tulisijan suurimmat edut ovat, että se antaa £ rauhallisen ja kauniin liekkikuvan, vaikka siinä poltetaan pellettejä ja sen raken- g teisiin ei kohdistu suuria rasittavia lämpökuormituksia vaikka siinä poltetaan S pellettejä. Tulisijaan ei myöskään liity pellettiratkaisuihin tavanomaisesti liittyviä <j> § haittoja, kuten kituva ja huono palaminen ja likainen liekkikuva. Tulisijalla ai- 0X1 35 kaansaadaan palaminen, jossa CO ja OGC päästöt ovat alhaiset ja hyötysuh de on suuri. Arinan kaltevuuden ansiosta pelletit (tai muu kiinteä polttoaine) 3 saadaan tehokkaasti poltetuksi loppuun. Pelletit palavat myös nopeammin loppuun, minkä ansiosta tulisijaa jäähdyttävä ilman läpivirtaus jää vähäiseksi. Tulisija soveltuu vaihtoehtoisesti käytettäväksi puiden polttamiseen ilman tarvetta tehdä siihen rakennemuutoksia.The major advantages of the fireplace according to the invention are that it gives a calm and beautiful flame image, although it burns pellets and its structures are not subjected to high stress loads even though it burns S pellets. Also, the fireplace does not have the usual pellet solutions, such as poor and poor combustion and dirty flame. At fireplaces a-0X1 35 provides combustion with low CO and OGC emissions and high efficiency. Thanks to the slope of the grate, the pellets (or other solid fuel) 3 are effectively burned to completion. The pellets also burn faster, which results in low airflow to cool the fireplace. Alternatively, the fireplace is suitable for burning wood without the need for structural changes.

5 Kuvioiden lyhyt selostus5 Brief Description of the Drawings

Keksintöä selostetaan seuraavassa kahden suoritusmuodon avulla viittaamalla oheistettuun piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista tulisijaa perspektiivikuvana; kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen polttimen ensimmäistä suori-10 tusmuotoa, jota voidaan käyttää kuvion 1 tulisijassa, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen polttimen toista suoritusmuotoa, jota voidaan käyttää kuvion 1 tulisijassa, kuvio 4 esittää kuvion 2 polttimessa käytettävää arinaa sivusta katsottuna, 15 kuvio 5 esittää leikkausta pitkin kuvion 4 viivaa V - V, kuvio 6 esittää kuvion 3 polttimessa käytettävää arinaa sivusta ja vastaavasti päädystä katsottuna, ja kuvio 7 esittää leikkausta pitkin kuvion 6 viivaa VII -VII.The invention will now be described by means of two embodiments with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a perspective view of a fireplace according to the invention; Figure 2 illustrates a first embodiment of a burner according to the invention which can be used in the fireplace of Figure 1; Figure 3 shows a second embodiment of a burner according to the invention which can be used in a fireplace of Figure 1; 4 is a sectional view V-V of FIG. 4, FIG. 6 is a side and end view of the grate used in the burner of FIG. 3, and FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG. 6.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus 20 Kuviossa 1 on esitetty tulisija, joka käsittää tulipesän 1 ja tulipesän alaosassa olevan polttimen 2 kiinteää polttoainetta varten. Polttimen 2 ylätaso sijaitsee tulisijan tulipesän 1 pohjatason korkeudella.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Figure 1 shows a hearth comprising a hearth 1 and a burner 2 at the bottom of the hearth for solid fuel. The upper level of the burner 2 is located at the height of the bottom of the hearth furnace 1.

Kuviossa 2 on esitetty polttimen 2 ensimmäinen suoritusmuoto. Pol-tin 2 käsittää astiamaisen rungon 3 ja levymäisen arinan 4 järjestettynä rungon o 25 sisään. Kuviossa näkyy ainoastaan arinan 4 yläosa; kuviossa 4 ja 5 arina 4 näkyy kokonaisuudessaan.Figure 2 shows a first embodiment of burner 2. The burner 2 comprises a dish-like body 3 and a plate-like grate 4 arranged inside the body o 25. Only the top of the grate 4 is shown in the figure; 4 and 5, the grate 4 is shown in its entirety.

^ Polttimen 2 runko 3 on pitkänomainen ja sen seinämärakenne käsit- ^ tää kaksi pitkittäistä sivuseinää 6, 7 ja päätyseinät 8, 9. Pitkittäiset sivuseinät 6, | 7 ovat tulisijan luukkuaukkoa ja katsojaa kohti, jolloin liekki näkyy hyvin. Sei- 30 nämärakenne on olennaisesti ilma-tiivis. Rungon 3 muoto on alaspäin kapene- gj va, joten sitä voidaan kutsua suppilomaiseksi. Rungon geometrista muotoa o voidaan nimittää monitahokkaaksi, josta puuttuu ala- ja yläpinta, jolloin voidaan o puhua avoimesta monitahokkaasta. Arinan 4 yläpää 10 sijaitsee rungon 3 yläosassa ja alapää 15 rungon alaosassa. Arinan yläpään 10 ensimmäinen pää 35 on merkitty viitenumerolla 11 ja vastakkainen, toinen pää viitenumerolla 12.The body 3 of the burner 2 is elongated and has a wall structure comprising two longitudinal side walls 6, 7 and end walls 8, 9. The longitudinal side walls 6, | 7 are facing the fire door and the viewer for a clear view of the flame. The wall structure is substantially airtight. The shape of the body 3 is downwardly tapered so that it can be called a funnel. The geometric shape o of the frame can be called a polyhedron, which lacks the upper and lower surfaces, so that o can be called an open polyhedron. The upper end 10 of the grate 4 is located in the upper part of the frame 3 and the lower end 15 in the lower part of the frame. The first end 35 of the upper end 10 of the grate is designated by reference numeral 11 and the opposite end, the second end by reference numeral 12.

44

Arina 4 käsittää yläpäässään 10 urien muodossa olevat ensimmäiset ilma-aukot 13, jotka ulottuvat arinan päästä 11 vastakkaiseen päähän 12. Ilma-aukot 13 muodostavat arinan 4 yläpään 10 rakenteen hammasmaiseksi.At its upper end 10, the grate 4 comprises first air openings 13 in the form of grooves, which extend from the grate 11 to the opposite end 12. The air openings 13 form a dental structure of the upper end 10 of the grate 4.

Kuvioista 2 ja 4 nähdään, että arina 4 käsittää myös kolme riviä toi-5 siä ilma-aukkoja 14, jotka ovat ensimmäisten aukkojen 13 alapuolella ja jotka vaakasuunnassa ulottuvat arinan päästä päähän. Toisien ilma-aukkorivien lukumäärä ja niissä olevien aukkojen 14 lukumäärä ja muotoilu voi vaihdella kuviossa esitetystä. Toiset ilma-aukot 14 ulottuvat ensimmäisistä aukoista 13 olennaisesti arinan alapäähän 15 saakka ja ne ulottuvat arinan alapään 15 en-10 simmäisestä päästä 22 vastakkaiseen päähän 23.Figures 2 and 4 show that the grate 4 also comprises three rows of second air openings 14 which are below the first openings 13 and extend horizontally from the grate to the end. The number of second vent rows and the number and shape of the apertures 14 therein may vary from that shown in the figure. The second air openings 14 extend from the first openings 13 substantially to the lower end 15 of the grate and extend from the first end 22 of the lower grate 15 to the opposite end 23.

Kuviossa 4 polttimen runko 3 on piirretty katkoviivalla.In Fig. 4, the burner body 3 is drawn with a broken line.

Kuviosta 5 nähdään, että arina 4 on levymäinen kappale, joka on järjestetty polttimen rungon 3 sisälle kaltevasti niin, että arina käsittää kaltevan arinapinnan 16. Arina 4 käsittää kaksi toistensa suhteen kulmassa y olevaa 15 seinäosuutta 17, 18, jotka muodostavat mainitun arinapinnan 16. Alempi sei-näosuus 17 on vaakatasoon nähden kulmassa a, ja ylempi seinäosuus 18 on vaakatasoon nähden kulmassa β. Kuvan 5 suoritusmuodossa kulma y on karkeasti 160 astetta, kulma a on noin 30 astetta ja kulma β on noin 55 astetta. Kulmat valitaan siten, että mahdollistetaan polttoaineen valuminen alaspäin. 20 Edullisesti kulma a on vähintään 20 asetetta ja kulma β vähintään 50 astetta. Vielä edullisemmin kulma a on vähintään 30 astetta ja kulma β vähintään 60 astetta. Kulma γ on 130 - 180 astetta. Polttimeen asennettu arina 4 määrittelee yläpuolelleen polttoainetilan 19 ja alapuolelleen ilmavirtaustilan 20. Poltto-ainetilan 19 tilavuus V1 on suurempi kuin ilmavirtaustilan 20 tilavuus V2. Sano-25 tun johdosta polttimeen saadaan sen kokoonsa nähden mahtumaan suhteelli-^ sen suuri määrä pellettejä tai muuta polttoainetta. Mikäli kulmat a ja β ovat liian c3 suuria, polttoaineilla 19 muodostuu pieneksi. Kulmille a ja β on hyvin vaikea g antaa ylärajaa, koska ylärajojen suuruus riippuu rungon muodosta ja siitä, mi- lo ten seinäosuuksien 17, 18 pituudet suhtautuvat toisiinsa.Figure 5 shows that the grate 4 is a plate-like body disposed within the burner body 3 so that the grate comprises a sloping grate surface 16. The grate 4 comprises two wall portions 17, 18 at an angle y which form said grate surface 16. Lower the wall portion 17 is at an angle α with respect to the horizontal plane, and the upper wall portion 18 is at an angle β with respect to the horizontal plane. In the embodiment of Figure 5, the angle y is roughly 160 degrees, the angle α is about 30 degrees, and the angle β is about 55 degrees. The angles are selected to allow fuel to run down. Preferably, angle α is at least 20 degrees and angle β is at least 50 degrees. More preferably, the angle α is at least 30 degrees and the angle β is at least 60 degrees. The angle γ is 130-180 degrees. The grate 4 mounted on the burner defines above the fuel space 19 and below the airflow space 20. The volume V1 of the fuel space 19 is greater than the volume V2 of the airflow space 20. Because of the said 25, the burner can accommodate a relatively large amount of pellets or other fuel in relation to its size. If the angles α and β are too large, the fuels 19 become small. It is very difficult for g to give an upper bound on angles a and β, since the magnitude of the upper bound depends on the shape of the frame and on how the lengths of the wall portions 17, 18 relate to each other.

x 30 Arinan 4 yläpäässä 10 olevat ensimmäiset ilma-aukot 13 muodosta- £ vat rungossa 3 korkealla sijaitsevan kulkutien ilmaa varten ilmavirtaustilasta 20 g polttoainetilan 19 yläpäähän. Ilma-aukot 13 ovat olennaisen tärkeitä polttimen S käytön kannalta. Ilma-aukkojen 13 ansiosta ilmaa pääsee hyvin virtaamaan § polttoainetilan 19 yläpäähän myös palamisen alussa, kun polttoainetila 19 on 00 35 täynnä polttoainetta, joka vaikeuttaa ilman pääsyä ilmavirtaustilasta 20 poltto ainetilan 19 yläpäähän ja rungon 3 yläpäähän muuta kautta. Ilmaa tarvitaan 5 heti sytyttämisen jälkeen polttoainetilan 19 yläpäässä palamista varten. Mikäli poltinta käytetään tulisijassa ja polttoainetta täytetään reilusti yli arinan 4 yläpään 10, ilmaa voidaan alussa tuoda polttoainepatjan päälle tulisijassa olevien ilmansyöttökanavien, kuten luukkuaukkojen ja/tai ilmansyöttörakojen kautta 5 (vrt. ilmansyöttöraot 21 kuviossa 1). Arinan 4 yläpää 10 ja ilma-aukot 13 ovat korkeudella vähintään 80 %, mieluiten vähintään 90 % rungon 3 korkeudesta. Sen ansiosta, että ilma-aukot 13 lisäksi ulottuvat yli arinan 4 koko pituuden (vaakasuunnassa arinan päästä 11 päähän 12), saadaan ilmaa polttoainetilan 19 yläpäähän tai yläpuolelle kauttaaltaan, mikä antaa tasaisen liekkikuvan pian 10 sen jälkeen kun poltin on sytytetty.x 30 The first air openings 13 at the upper end 10 of the grate 4 form a 20 g high air passage from the air flow space to the upper end of the fuel space 19 for air in the frame 3. The air vents 13 are essential for the operation of the burner S. The air vents 13 allow good air flow to the upper end of the fuel space 19 also at the start of combustion when the fuel space 19 is 00 35 filled with fuel which impedes air access from the airflow space 20 to the upper end of the fuel space 19 and otherwise. Air is required 5 immediately after ignition at the upper end of the fuel space 19 for combustion. If the burner is used in a fireplace and the fuel is filled well over the upper end 10 of the grate 4, air may initially be introduced over the fuel mat through air inlet ducts such as hatch openings and / or air inlets 5 (cf. air inlets 21 in Figure 1). The upper end 10 of the grate 4 and the air vents 13 are at least 80% of the height, preferably at least 90% of the height of the frame 3. In addition, the air vents 13 extend over the entire length of the grate 4 (horizontally from grate 11 to end 12), providing air to or above the fuel chamber 19 throughout, providing a smooth flame image 10 shortly after the burner is lit.

Kuvioiden 2, 4 ja 5 tapauksessa arinan 4 muodostaa levykappale, joka käsittä kaksi kaltevaa suoraa seinäosuutta 17, 18. Arina voi vaihtoehtoisesti muodostua koverasta levykappaleesta, jonka yläosa on kovera, eli arinan kulma (tangenttikulma β) vaakatasoon nähden suurenee kun siirrytään ylös-15 päin.In the case of Figures 2, 4 and 5, the grate 4 is formed by a plate body comprising two inclined straight wall portions 17, 18. Alternatively, the grate may consist of a concave plate body having a concave top, i.e. the angle of the grate (tangent angle β) .

Kuvioissa 3, 6 ja 7 on esitetty polttimen 2’ vaihtoehtoinen toteutus. Kuviossa on käytetty vastaavia viitemerkintöjä kuin kuvioissa 2, 4 ja 5 vastaaville rakenteille. Kuvioiden 3, 6 ja 7 polttimen 2’ arinan 4’ muodostaa kaksi levymäistä kappaletta 4a’ ja 4b’, jotka kumpikin määrittelevät alemman seinä-20 osuuden 17a’ ja 17b’ sekä ylemmän seinäosuuden 18a’ ja 18b’. Levymäiset kappaleet 4a’, 4b’ ovat kulmassa Θ’ toisiinsa nähden. Kulman Θ’ suuruus on karkeasti 10 astetta. Levymäiset kappaleet 4a’, 4b’ avautuvat kohti rungon 3’ pohjaa ja muodostavat kaltevat arinapinnat 16a’, 16b’. Levymäiset kappaleet 4a’, 4b’ antavat arinalle 4’ ylösalaisin olevan V-muodon (tavallaan A-muodon). 25 Levymäisten kappaleiden 4a’, 4b’ alemmat seinäosuudet 17a’, 17b’ ovat teräni vässä kulmassa a’ vaakatasoon nähden ja ylemmät seinäosuudet 18a’, 18b’ ^ ovat kulmassa β’ vaakatasoon nähden. Kulma a’ on kulmaa β’ suurempi. Kul- i g ma a’ on noin 65 astetta ja kulma β’ on noin 85 astetta. Edullisesti kulma a’ on i m vähintään 40 astetta ja kulma β’ on vähintään 70 astetta. Kun kulma β’ on suu-Figures 3, 6 and 7 show an alternative embodiment of the burner 2 '. Reference numerals similar to those of Figures 2, 4 and 5 are used in the figure. The burner 2 'grate 4' of Figures 3, 6 and 7 is formed by two plate-shaped bodies 4a 'and 4b', each defining a lower wall portion 20a 17a and 17b 'and an upper wall portion 18a' and 18b '. The plate-like bodies 4a ', 4b' are at an angle Θ 'to each other. The angle Θ 'is roughly 10 degrees. The plate-like bodies 4a ', 4b' open towards the bottom of the body 3 'and form sloping grate surfaces 16a', 16b '. The plate-like bodies 4a ', 4b' give the grate 4 'an upside down V-shape (a kind of A-shape). The lower wall portions 17a ', 17b' of the plate members 4a ', 4b' are at an angle a 'to the horizontal of the blade and the upper wall portions 18a', 18b '^ are at an angle β' to the horizontal. The angle a 'is greater than the angle β'. The angle gma a 'is about 65 degrees and the angle β' is about 85 degrees. Preferably, the angle α 'is at least 40 degrees and the angle β' is at least 70 degrees. When the angle β 'is

CVJCVJ

x 30 ri, polttoainetilan 19’ saadaan suureksi. Levymäisten kappaleet 4a’, 4b’ muo- * dostavat symmetrisen arinan 4’. Seinäosuudet 17a’, 18a’, 17b’, 18b’ voivat g muodostaa kuviosta poiketen yhtenäisen kaaren niin, ettei kulmia y’, α’, β’, Θ’ cd ole, vaan tangenttikulma on kasvava rungossa 3’ ylöspäin mentäessä. Arinan § 4’ yläpäässä ei tarvitse olla jyrkkää kulmaa, vaan arinalla voi olla pyöristettyx 30 ri, the fuel space 19 'becomes large. The plate-like bodies 4a ', 4b' form a symmetrical grate 4 '. The wall portions 17a ', 18a', 17b ', 18b' g may, unlike the figure, form a continuous arc so that the angles y ', α', β ', Θ' cd are not present, but the tangent angle is increasing in the body 3 'when going up. There is no need for a steep angle at the top of the grate § 4 ', but the grate may be rounded

CVJCVJ

35 ylapaa.35 yaps.

66

Kuvioiden 3, 6 ja 7 arina 4’ käsittää yläpäässään kaksi sarjaa ensimmäisiä aukkoja 13a’, 13b’. Aukot 13a’, 13b’ kapenevat ylöspäin mentäessä.The grate 4 'of Figures 3, 6 and 7 comprises at its upper end two sets of first openings 13a', 13b '. The openings 13a ', 13b' taper as they go up.

Arinan 4’ yläpää 10’ on korkeimmalta kohdaltaan ilman läpäisemätön. Yläpää 10’ ilma-aukkoineen 13a’, 13b’ voi kuviosta poiketen sijaita jopa 5 rungon 3’ yläpään yläpuolella. Viimeksi mainittu toteutustapa mahdollistaa maksimaalisen polttoainetilan.The upper end 10 'of the grate 4' is, at its highest point, impermeable to air. The top end 10 'with its vents 13a', 13b 'may, unlike the figure, be located up to 5 above the upper end of the body 3'. The latter embodiment allows for maximum fuel space.

Kuvioiden 3, 6 ja 7 poltin 2 poikkeaa kuvioiden 2, 4 ja 5 polttimesta 2’ siten, että arinan muotoilu poikkeaa. Kuvioiden 3, 6 ja 7 poltin 2’ käsittää suuremman arinapinnan kuin kuvioiden 2, 4 ja 5 poltin 2. Lisäksi poltin 2' on 10 tavallaan jaettu kahteen osastoon omine ilma-aukkoineen 13a’, 13b’, kun taas polttimessa 2 on vain yksi osasto ja siihen liittyvät ilma-aukot 13.The burner 2 of Figures 3, 6 and 7 differs from the burner 2 'of Figures 2, 4 and 5 in that the grate design is different. The burner 2 'of Figures 3, 6 and 7 has a larger grate surface than the burner 2 of Figures 2, 4 and 5. In addition, the burner 2' is in some ways divided into two compartments with its own air vents 13a ', 13b', whereas the burner 2 and associated vents 13.

Levymäisten kappaleiden 4a’, 4b’ alemmat seinäosuudet 17a’, 17b’ voivat olla muotoillut siten, että ne muodostavat koveran arinapinnan, jonka tangenttikulma (a1) vaakatasoon nähden kasvaa siirryttäessä rungossa 3’ ylös-15 päin, ks. katkoviivalla piirretty arinan 4’ alaosa.The lower wall portions 17a ', 17b' of the plate-like bodies 4a ', 4b' may be shaped such that they form a concave grate surface whose tangent angle (? 1) to the horizontal increases as the body 3 'moves upwards to 15, see FIG. the lower part of the grate 4 'drawn in dashed line.

Keksinnön mukainen poltin toimii siten, että polttoaineilla 19, 19’ täytetään pelleteillä niin, että arina mahdollisesti peittyy, minkä jälkeen pelletit sytytetään. Ilmavirtaus ilmavirtaustilasta 20, 20’ arinan yläpäähän 10, 10’ sekä mahdollisesti - kun poltin on asennettu tulisijaan - myös sekundääri-ilmavirtaus 20 Qonka aikaansaa tulisijan luukuissa ja/tai tulipesän seinämärakenteessa olevat raot) aikaansaavat, että liekki leviää nopeasti yli arinan 4, 4a’, 4b’ koko pituuden. Kun pellettien määrä polton aikana vähenee, polttoainetilassa 19, 19’ alunperin alempana olevat pelletit alkavat palaa. Alempana olevat pelletit saavat palamista varten tarvittavan ilman toisista ilma-aukoista 14, 14a’, 14b’. 25 Mahdollinen savukaasujen loppuunpalaminen tapahtuu tulisijan sekundääri-^ ilmojen avulla.The burner according to the invention operates in that the fuels 19, 19 'are filled with pellets so that the grate may possibly be covered, after which the pellets are ignited. The airflow from the airflow space 20, 20 'to the upper end 10, 10' of the grate and possibly also, when the burner is installed in the fireplace, also the secondary airflow 20 , 4b 'along the entire length. As the number of pellets during combustion decreases, the pellets originally in the fuel space 19, 19 'begin to burn. The lower pellets receive the air required for combustion from the other air openings 14, 14a ', 14b'. 25 The possible flue gas burn-out occurs through the secondary air of the fireplace.

° Kun ilma-aukkojen 13, 14, 13a’, 13b’, 14a’, 14b’ pinta-ala on vähin- g tään noin 30 % arinan 4, 4a’, 4b’ pinta-alasta varmistutaan siitä, että ilmavirtaus us ilmavirtaustilasta 20, 20’ polttoaineillaan 19, 19’ on riittävää.When the air openings 13, 14, 13a ', 13b', 14a ', 14b' have an area of at least about 30% of the area of the grate 4, 4a ', 4b', it is ensured that the airflow from the airflow space 20 , 20 'with fuel 19, 19' is sufficient.

x 30 Mikäli kuvioiden 2-7 polttimet 2, 2’ sijoitetaan kuvion 1 tulisijaan,x 30 If the burners 2, 2 'of Figures 2-7 are placed in the hearth of Figure 1,

CCCC

jonka tulipesän 1 yksi tai useampi suositeltavasti paneeleista aikaansaatu sei-g nämä käsittää ilmansyöttöraon 21 sekundääri-ilman syöttämistä varten, palaus misilmaa saadaan pellettien, tai muun polttoaineen, yläpuolelle. Ilmansyöttöra- § ko 21 ohjaa ilmaa pellettien yläpuolelle yli koko pellettipatjan ja varmistaa, että C\] 35 ilmaa on saatavilla silloinkin kun pellettejä on tulipesässä 1 niin paljon, että ne peittävät polttlmen 2, 2’ rungon 3, 3’ yläpään. Ilmansyöttörako 21 edesauttaa 7 rauhallisen liekin aikaansaamista pellettejä poltettaessa. Ilmansyöttöraon 21 sijasta, tai lisäksi, tulisijan luukussa 24 tai sen kehyksessä 24 olevien ilmarakojen 25 kautta voidaan ohjata ilmaa tulipesään 1. Oletettavasti puhtaan palamisen aikaansaamista edesauttaa myös se, että tulipesän seinämät ovat keraa-5 mistä materiaalia, kuten keraamisia levyjä, mikä on suositeltavaa. Kun seinämissä käytetään keraamista materiaalia, niiden lämpötila nousee käytössä korkeaksi keraamisen materiaalin pienen lämmönjohtavuuden johdosta.wherein the furnace 1 is provided with one or more panels preferably comprising an air supply slot 21 for supplying secondary air, the return air being obtained above the pellets, or other fuel. The air supply section 21 directs air above the pellets over the entire pellet mattress and ensures that C C \ 35 air is available even when the pellets are in the furnace 1 so as to cover the upper end of the burner body 2, 2 '. The air supply nozzle 21 facilitates the creation of 7 a quiet flame when burning pellets. Instead of, or in addition to, the air supply slot 21, air can be directed through the air slots 25 in the fireplace door 24 or its frame 24 to the furnace 1. Presumably, the furnace walls are made of ceramic material such as ceramic plates. When ceramic materials are used in walls, their temperature rises high in use due to the low thermal conductivity of the ceramic material.

Kuvion 1 tulisijassa voidaan pellettien sijasta polttaa puita. Tulisija soveltuu sellaisenaan kuvioiden 2 tai 3 mukaisilla polttimilla 2’, 2’ varustettuna 10 puun polttamiseen. Vaihtoehtoisesti, kun poltetaan puita, arina 4, 4’ voidaan poistaa korvata perinteisemmällä arinalla, joka on tasomainen ja sijaitsee kokonaisuudessaan polttimen rungon 3, 3’ pohjalla. Arina 4, 4’ on siis irrotettavissa rungosta 3, 3’. Arinan 4, 4’ irrotettavuus on tärkeä senkin johdosta, että kulunut arina 4, 4’ voidaan vaihtaa uuteen.In the fireplace of Figure 1, it is possible to burn wood instead of pellets. The fireplace as such is suitable for burning wood 10 with burners 2 ', 2' according to Figures 2 or 3. Alternatively, when burning wood, the grate 4, 4 'may be replaced by a more traditional grate, which is planar and located entirely on the bottom of the burner body 3, 3'. The grate 4, 4 'is thus removable from the body 3, 3'. The removability of the grate 4, 4 'is also important because the worn grate 4, 4' can be replaced.

15 Keksintöä on edellä kuvattu kahden esimerkin avulla ja sen vuoksi huomautetaan, että keksintö voidaan yksityiskohdiltaan toteuttaa monella tavalla oheistettujen patenttivaatimuksien puitteissa. Näin ollen, esimerkiksi, arinan muotoilu ja siinä olevien ilma-aukkojen muotoilu ja lukumäärä voi vaihdella esitetystä. Kuvioiden 2, 4 ja 5 suoritusmuodossa rungossa 3 ei välttämättä tar-20 vita pitkittäistä seinää 7.The invention has been described above by means of two examples, and it is therefore noted that the invention can be implemented in many ways within the scope of the appended claims. Thus, for example, the design of the grate and the design and number of air vents therein may vary from that shown. In the embodiment of Figures 2, 4 and 5, the body 3 does not necessarily require a longitudinal wall 7.

δδ

(M(M

rt.rt.

cp mcp m

(M(M

XX

cccc

CLCL

LOLO

00

(M(M

COC/O

01 o o01 o o

CMCM

Claims

A burner for solid fuel, in particular solid fuel such as pellets, comprising a body (3, 3 ') and a grate (4, 4'), the body of which is defined by a wall structure and which grate is arranged in the body (3, 5 '). ), characterized in that the body (3, 3 ') is elongated and its wall structure comprises a longitudinal side wall (6, 7, 6', 7 ') and end walls (8, 9, 8', 9 '), (4, 4 ') comprises a sloping grate surface (16, 16a', 16b ') extending between the upper end (10, 10') and lower end (15, 15 ') of the grate defining an airflow space (20, 20') below, and defining above it a fuel space 10 (19, 19 ') extending substantially to the upper end of the body (3, 3') so that the grate (4, 4 ') extends from the lower end of the body (3, 3') to the upper end of the body (3) , 3 ') from the first end wall (8, 8') to the first end wall of the body n opposite the second end wall (9, 9 '), wherein the grate top end (10, 10') comprises first air openings (13, 13a ', 13b') arranged 15 to extend substantially along the grate top end (4, 4 '). 10,10 ') from a first end (11, 11') to a second end (12, 12 ') opposite to the first end of the upper end of the grate, the openings being formed to allow air flow from the air flow space (20, 20') to the fuel space (19, 19 ') ) and that the grate (4, 4 ') comprises second air openings (14, 14a', 14b ') arranged below the first air openings (13, 13a', 13b ') to extend the grate (4, 4'). 4 ') longitudinally substantially from the first end (22, 22') of the lower end of the grate (15, 15 ') to the second end (23, 23') opposite to the first end of the lower end of the grate.

Burner according to Claim 1, characterized in that the body (3, 3 ') is vessel-like and comprises a longitudinal wall (7, 7') opposite to the longitudinal side wall (6, 6 '). oo

Burner according to Claim 1 or 2, characterized in that the grate is a plate-like body forming said inclined grate surface (16), the plate-like body comprising two at an angle x 30 (y) with respect to each other, in the body (3). ) wall section (17, 18) at different heights, of which * the upper wall section (18) is at an acute angle (β) and the lower wall section (17) is at an angle (a) more horizontal than said acute angle ( β).

A burner according to claim 3, characterized in that the upper wall portion (18) of the CM 35 is at least 50 degrees to the horizontal (β) and that the lower wall portion (17) is at least 20 degrees to the horizontal (a).

A burner according to claim 4, characterized in that the upper wall portion (18) is at least 60 degrees to the horizontal (β) and that the lower wall portion (17) is at least 30 degrees to the horizontal (17).

Burner according to Claim 1 or 2, characterized in that the grate (4) is a concave plate-like body and forms a concave grate surface whose tangent angle (a) to the horizontal plane increases as the skeleton (3) moves upwards.

Burner according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the upper end (10) of the grate (4) comprises a toothed, multi-groove structure, the grooves forming said first openings (13), and the toothed structure being arranged to rest on the body (3). ).

Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the grate (4 ') comprises a first plate-like body (4a') and a second plate-like body (4b ') at an acute angle (θ') to each other, which form two inclined grate surfaces (16a ', 16b') and open towards the bottom of the frame (3 ').

8 Patte was watching the game

Burner according to Claim 8, characterized in that the at least first plate-like body (4a ') of the grate (4') comprises two wall sections (17a 'and 18a') at different angles (y ') with respect to each other, the wall portion (18a ') is at an acute angle (β') to the horizontal and the lower wall portion (17a ') is at an angle (σ') to the horizontal that is less than said acute angle (β ').

Burner according to Claim 9, characterized in that the upper wall portion (18a ') of cm is at an angle (β') to the horizontal with a height of at least 70 degrees and the lower wall portion (17a ') is at an angle to the horizontal m (a ') at least 40 degrees. CM x 30

11. Burner according to claim 8, characterized in that at least the first (4a ') of the plate-like bodies (4a', 4b ') forms a grate surface of a concave grating whose tangent angle (a') to the horizontal plane increases! with the body (3 ') facing upwards.

Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the first air openings (13, 13a ', 13b') and the second air openings (14, 14a ', 14b') 10 are elongated openings which extend substantially perpendicular to the longitudinal direction of the grate (4, 4 ').

Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the first air openings (13, 13a ', 13b') and the second air openings (14, 5 14a ', 14b') have an area of at least 30% 4, 4 ') of the surface area.

Burner according to one of the preceding claims 2 to 13, characterized in that the volume (V1, V2) of the fuel space (19, 19 ') is larger than the volume of the air flow space (20, 20').

Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the side walls (6, 7, 8, 9, 6 ', 7', 8 ', 9') of the wall structure of the body (3, 3 ') are substantially airtight. .

A fireplace comprising a burner for solid fuel, in particular solid fuel such as pellets, comprising a body (3, 3 ') and a grate (4, 4'), the body of which is defined by a wall structure and a grate (4, 4). ') is fitted inside the body (3, 3'), characterized in that the burner body (3, 3 ') is elongated and has a wall structure comprising a longitudinal side wall (6, 7, 6', 7 ') and end walls (8, 9). , 8 ', 9'), that the grate (4, 4 ') is detachable from the body (3, 3') and comprises a sloping grate surface (16, 16a ', 16b') which extends to the upper end (10, 10 ') of the grate and between the lower end (15, 15 ') and defining an airflow space (20, 20') on its lower half and defining above the fuel space (19, 19 ') extending to the upper end of the body (3, 3') that the grate (4) , 4 ') extends from the lower end of the body (3, 3') to the upper end of the body and substantially the first part of the body (3, 3 ') from the end wall (8, 8 ') to the second end wall (9, 9') opposite to the first end wall of the frame, so that the upper end (10, 25 10 ') of the grate comprises first air openings (13, 13a', 13b ') substantially longitudinally from the first end ° (11, 11 ') of the upper end of the grate to the second end (12, 12') opposite the first end (12, 12 ') of the upper end of the grate, the openings being formed to allow airflow from the airflow space at the upper end of the fuel space (19, 19 '), and that the grid comprises second air openings (14, 14a', 14b ') arranged below the first CC air openings (13, 13a', 13b ') in the longitudinal direction of the grate (4, 4 ') from the first end (22, 22') of the lower end (15, 15 ') of the grate substantially opposite to the first end of the lower end of the grate (23, 23'). CM

Fireplace according to Claim 16, characterized in that the wall structure of the furnace (1) above the burner (2, 2 ') has air supply ducts (21) for supplying secondary air to the fuel space (19, 2) of the burner (2, 2'). 19 ') above.

Fireplace according to Claim 16 or 17, characterized in that the door structure (24) of the fireplace furnace (1) is provided with air supply means (25) for supplying secondary air above the fuel space (19, 19 ') of the burner. δ {M i h- · o tn {M X en CL m o (M co O) o o {M 12