FI64454C - Uppvaermningspanna - Google Patents

Description

1 64454

LÄMMITYSKATTILA - UPPVÄRMNINGSPANNA

Keksinnön kohteena on lämmityskattila kiinteää polttoainetta varten käsittäen palotilan polttoaineen syöt-töaukkoineen, ilmantuloaukkoineen ja savuhormeineen; vesi-tilan, jolloin vesitila rajoittuu palotilaan konvektio-5 levyjen välityksellä; sekä ilmanohjainelimiä palamisilman ohjaamiseksi kohdittain olennaisesti yli palotilan.

Kiinteää polttoainetta, kuten niputettua pienpuuta, olkipaaleja, turvetta, jne. polttavissa kattiloissa polttotapahtuman hallinta aiheuttaa probleemeja. Kiinte-10 än polttoaineen syöttö kattilaan tapahtuu kertatäyttönä, so. panoksittain. Palamistapahtuman hallinta voidaan suorittaa ainoastaan savukaasuja kuristamalla ja vetoa, so. palamisilman virtausmäärää säätämällä. Savukaasujen ja palamisilman säätö aiheuttaa kuitenkin epätäydellistä pa-15 lamista heikentäen täten hyötysuhdetta. Edelleen, erityisesti olkia ja turvetta poltettaessa, kattilassa tapahtuu holvaantumista, mikä haittaa palamista.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin kattila, joka poistaa edellä esitetyt epäkohdat.

20 Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin kattila, jossa voidaan polttaa olkia, niputettua pienpuuta, turvetta vms. kiinteätä polttoainetta siten, että palamistapähtumä on täysin hallittu ja palamiseen saadaan johdettua optimi ilmamäärä palamisen kaikissa vaiheissa. Edelleen keksinnön 25 tarkoituksena on tuoda esiin mainittuja kiinteitä polttoaineita käyttävä kattila, jonka hyötysuhde on olennaisesti parempi kuin aiemmin tunnetuissa kiinteätä polttoainetta käyttävissä kattiloissa. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin edellä mainitut vaatimukset täyttävä, 3° pietalojen lämmitykseen soveltuva, erinomaisen hyötysuhteen omaava keskuslämmityskattila.

Keksinnölle on tunnusomaista se, kuten on esitetty päävaatimuksen tunnusmerkkiosassa.

2 64454

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti suoritusesimerkkien avulla, viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää sivulta katsottuna ja leikattuna 5 erästä keksinnön mukaista kattilaa, kuva 2 esittää päältä katsottuna ja osittain leikattuna erästä toista keksinnön mukaista kattilaa, ja kuva 3 esittää ilmansyöttömääriä ajan funktiona kuvan 1 mukaiseen kattilaan.

10 Kuvissa 1 ja 2 esitettyihin, kiinteätä polttoai netta, kuten niputettua pienpuuta ja olkippaleja käyttäviin kattiloihin kuuluu sivuseinämien ja ylä- sekä ala-pohjan 10, 11 rajoittama palotila, polttoaineen syöttö-aukko 2 (kuvassa 1 suuluukkuineen 12), ja savuhormineen 15 4. Edelleen kuvien 1 ja 2 kattiloihin kuuluu vesitila 5, joka rajoittuu palotilaan 1 konvektiolevyjen 6 välityksellä .

Edelleen kuvien 1 ja 2 kattiloihin kuuluu keksinnön mukaisesti ilmanohjauselimet 7, 8, 31-39 palamisilman 20 ohjaamiseksi ajan mukana kohdittain yli palotilan 1 siten, että ilmantulokohta siirtyy ajan mukana ainakin yhdestä palotilan kohdasta palotilan reunaan palotilassa olevan kiinteän polttoaineen polttamiseksi vyöhykkeittäin palamis-vyöhykkeen edetessä yli polttoaineen ilmantulokohdan jä‘ 25 ajan mukana. Ilmantulo kattiloihin on pääasiassa suljettu muilta osin lukuunottamatta ilmanohjauselimiä.

Kuvassa 1 esitetyssä sovellutuksessa kattilan palotila on muodoltaan pitkänomainen, suhteelisen kapea, pituus esim. yli kaksi kertaa palotilan leveys; Palotilan 30 sivuseinämään (kuvassa taaimmainen kuvan tason suuntainen seinämä) on muodostettu ilmantuloaukkoja 31-39, jotka on järjestetty pääasiassa riviin palotilan etuseinämästä 10' takaseinämään 10''. Ilmantuloaukot 31-39 on varustettu sulkuelimellä 7 (ei näy kuvassa), joka on järjestetty avaa-35 maan ja sulkemaan aukot vuoronperään ajan mukana. Täten kuvan 1 sovellutuksessa suuluukkua 12 lähinnä oleva ilman-tuloaukko 31 on auki sytytettäessä polttoaine. Tällöin 3 64454 oolttoaine palaa vain ihainitun ilmantuloaukon 31 läheisyydessä. Ajan mukana, esim. 1-60 min kuluessa aukko 32 alkaa avautua, jolloin myös tämän aukon lähellä oleva kiinteä polttoaine saa riittävästi palamisilmaa ja alkaa palaa.

5 Seuraavaksi, jälleen 1-60 min kuluessa, ilmantuloaukko 33 alkaa avautua, jolloin myös tämän aukon läheisyydessä oleva polttoaine alkaa palaa. Täten palamistapahtuma etenee vyöhvkemäisesti läpi koko kattilan avautuvien ilmantuloaukko jen mukana. Palaminen tapahtuu keskitetysti pienellä 10 alalla, jolloin vain osa polttoaineesta on kerrallaan tulessa. Näin palamisvyöhykkeeseen saadaan korkea lämpötila ja tämän seurauksena täydellinen palaminen. Palaminen on täysin hallittua ja polttoaineelle voidaan johtaa optimi ilmamäärä. Polttoaineen ei tarvitse liikkua, lisäksi välty-15 tään holvaantumishaitoilta. Kattilassa voidaan käyttää pitkää, paksua ja muita hankalasti poltettavia kiinteitä polttoaineita, kuten niputettua pienpuuta, olkioaaleja, turvetta, jne.

Palamistapahtuman hallinta helpottuu, mikäli il-20 mantuloaukot 31-39 sulkeutuvat sitä mukaa, kun näiden kohdalla oleva polttoaine on palanut loppuun. Täten, esim.

(kuvat 1 ja 2) aukon 34 avauduttua täysin ja palamistapahtuman vähitellen lakatessa tämän aukon kohdalta polttpai- , . . neen loppuunpalamisen myötä, aukko 34 alkaa avautua, jonka 25 jälkeen aukosta 34 johdetaan edelleen ilmaa kattilaan toi-sioilmaksi. Kun aukko 35 antaa täyden ilmamäärän, sulkeutuu aukko 34 liian suuren vedon poistamiseksi.

Kuvassa 2 kaaviomaisesti esitettyyn laitteeseen kuuluu erityinen ohjainyksikkö 8 kellolaitteineen 9, jotka 30 yhdessä säätelevät ilmantuloaukkojen 31-39 avautumista ja sulkeutumista, kuten edellä on esitetty kuvan 1 mukaisen kattilan yhteydessä. Kuvan 2 mukaiseen kattilaan kuuluu puhallin 13, joka on järjestetty puhaltamaan palamisilmaa pääilmakanavaan 14 ja edelleen ohjauslaitteen 8, 9 säätä-35 mien venttiilien 7 kautta ilmantuloaukkoihin 31-39 ja kattilan palotilaan 1. Kuvassa 1 ilmankierto kattilassa saa- 4 64454 daan aikaan hormiin 4 liitetyn savukaasuimurih 13 avulla? kuvan 1 sovellutuksessa palaminen tapahtuu alipaineessa, kuvan 2 sovellutuksessa ylipaineessa.

Kuvien 1 ja 2 kattiloiden ilmantuloaukkojen 31-34 5 kautta johdettavat virtausmäärät ajan funktiona on esitetty kuvassa 3. Aukon 31 kautta kattilaan johdettava virtaus-määrä V-^ kohoaa ajan mukana aluksi suhteellisen hitaasti aukon avautuessa. Aukon avauduttua täysin ja ilmavirtauksen saavutettua maksimiarvonsa seuraava aukko 32 alkaa avau-10 tua ja viimeksi mainitun aukon kautta kattilaan johdettava virtausmäärä V2 alkaa kohota. Palamisen päätyttyä aukon 31 kohdalla tämä sulkeutuu ja aukko 32 avautuu täysin vastaavan ilmavirtausraäärän V2 saavuttaessa maksiminsa. Sama toistuu läpi kattilan aukkojen 31-39 kohdalla vuoron pe-15 rään. Ilmaa johdetaan pääasiassa vain tietylle kohtaa kerrallaan, so. palamisvyöhykkeeseen, ilman tulon ollessa pääasiassa suljettu kattilan muihin kohtiin. Ilman kokonais-virtausmäärä pysyy suhteelisen vakiona ja se riippuu pääasiassa puhaltimien, puhallin 13 kuvassa 2 ja puhallin 13 20 kuvassa 1, tehosta sekä mahdollisesta savukaasujen kuristamisesta.

Palamistapahtumaa voidaan keksinnön mukaisessa kattilassa säätää ilmantuloaukkojen 31-39 avautumisen ja . , , sulkeutumisen ajoituksen perusteella tavanomaisten säätö-25 keinojen lisäksi, esim. savukaasujen kuristus, puhaltimen teho (tapahtuu kuvassa 2 ohjauslaitteen 8, 9 säätämän puhaltimen 13 säätölaitteen 15 avulla).

Keksinnön mukaisessa kattilassa käytettävien ilmantuloaukkojen sulkuelimet 7 voivat muodostua esim. tavan-30 omaisista moottorikäyttöisistä, pneumaattisesti ohjatuista, magneettiventtiilein ohjatuista tai sulkupellein ohjatuista kaasujen käsittelyn yhteydessä tunnetuista venttiileistä tai sulkulaitteista. Edelleen sulkuelimet voivat käsittää kaksi sisäkkäistä, toistensa suhteen kiertyvää putkea, jois-35 ta toisen vaippapinta on varustettu ilmantuloaukot muodostavilla kaasutiehyeillä ja toiseen on muodostettu aukko ί 5 64454 tai rako, joka putkien kiertyessä toistensa suhteen vuoron perään avaa ja sulkee mainitut ilmantuloaukot.

Ilmantulotiehyeet, kuvissa merkitty viitenumeroin 31-39, voidaan haluttaessa sijoittaa esim. palotilan toi- 5 selle sivulle, molemmille sivuille, päälle tai alle. Ilman-ohjainelimet voivat koostua erillisten ilmantuloaukkojen sijasta myös esim. läpivirtauselimestä, joka kääntyy tai siirtyy paloilman ohjaamiseksi yli palotilan jostain tämän kohdasta lähtien.

10 Suoritusesimerkit on tarkoitettu keksinnön havain nollistamiseksi rajoittamatta tätä millään tavoin.

15

Claims (5)

1. Lämmityskattila kiinteää polttoainetta varten käsittäen palo-tilan (1) polttoaineen syöttöaukkoineen (2), ilmantuloaukkoineen ja savuhormeineen (4); vesitilan (5), jolloin vesitila rajoittuu palotilaan konvektiolevyjen (6) välityksellä; sekä ilman-ohjainelimiä (7, 8) palamisilman ohjaamiseksi kohdittain olennaisesti yli palotilan, tunnettu siitä, että ilmanohjain-elimet (7, 8, 31-39) on järjestetty ohjaamaan palamisilmaa ajan mukana yli palotilan (1) siten, että palamisvyöhyke etenee vyöhykkeittäin yli polttoaineen ajan mukana ja ilmantulokohdan siirtymisen myötä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmityskattila, tunnettu siitä, että ilmanohjainelimet käsittävät palotilan (1) seinämään muodostettuja ilmantuloaukkoja (31-39) järjestettyinä pääasiassa riviin yli palotilan tämän reunasta vastakkaiseen reunaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen lämmityskattila, tunnettu siitä, että ilmantuloaukot (31-39) on varustettu sulkuelimillä (7), jotka on järjestetty avaamaan ja sulkemaan aukot ohjainlaitteen (8, 9) avulla vuoron perään ajan mukana palotilan reunasta -vastakkaiseen reunaan.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen lämmityskattila, tunnettu siitä, että kattilaan kuuluu vähintään 4, sopivasti ainakin 5-12 ilmantuloaukkoa (31-39).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmityskattila, tunnettu siitä, että kattilaan kuuluu ilmantuloputki, joka on järjestetty kääntymään tai vaihtoehtoisesti siirtymään yli palotilan ilmantulokohdan siirtämiseksi ajan mukana palotilan yli.