FI68308B - Uppvaermningsanordning foer braennande av styckebraensle - Google Patents

Description

68308 Lämmityslaite kappalemaisen polttoaineen polttamista varten

Keksinnön kohteena on lämmityslaite kappalemaisen 5 polttoaineen polttamista varten pääasiassa asuntojen tai asuntoryhmien lämmöntarpeen tyydyttämiseksi, joka laite käsittää pyörivän arinarakenteen, jossa on arinaelementtejä ja käyttömekanismi arinarakenteen pyörittämiseksi, jolloin arinaelementit ovat onttoja elementtejä, jotka on varustet-10 tu ilmanpoistoaukoilla. Keksinnössä käytettävä kappalemai-nen polttoaine on hiiltä, ruskohiiltä tai jalostettua polttoainetta, esim. brikettiä tms.

Termiin lämmöntarve sisältyy lämmitys ja kuuman veden valmistus. Keksinnön mukainen kotitalouden lämmityslaite 15 voi olla esim. lämmitysuuni, kamiina, kuumavesilämmitys-järjestelmän kattila tai muu samantapainen laite.

Yleisesti on tunnettua, että lämmitysteknisessä mielessä soveltuvat kotitalouden lämmöntarpeen täyttämiseen vain sellaiset lämmityslaitteet, joissa pol-20 totetaan nestemäisiä tai kaasumaisia hiilivetyjä. On tunnettu asia, että mainittuja hiilivetylaatuja on käytettävissä kotitaloustarkoituksiin vain rajoitetussa määrin. Tämä huomioon ottaen kiinteät kappalemaiset polttoaineet tulevat uudelleen etualalle kotitalouksien 25 lämmöntarpeen tyydyttämisessä.

Kappalemaista polttoainetta käyttävien lämmi-tyslaitteen jatkuvan toiminnan kannalta polttoaineen syöttö, tuhkan ja kuonan poisto sekä tehon muuttamisen automatisointi on ratkaistu vain siihen kapasiteetti-30 luokkaan kuuluvissa lämmityslaitteissa, joita käytetään teollisiin tarkoituksiin, esim. voimalaitosten kattiloissa tai teollisuusuuneissa. Mainitun teholuokan teollisuusuuneissa käytetään konekäyttöisiä arinoita, kuten ketjuarinoita, liikkuvia arinoita, ala- ja ylä- 2 68308 stokerlaitteita, käännettyjä stokerlaitteita, niiden erilaisia yhdistelmiä ja vaihtoehtoja. Näitä tunnettuja uuneja ei voida soveltaa kotitaloustarkoituksiin, koska ne eivät ole saaneet yleistä hyväksymistä tässä 5 kyseeseen tulevassa kapasiteettiluokassa. Teollisuusuunit on yleensä rakennettu kiinteiksi hiileä käyttäviksi laitoksiksi, joissa on hiilensyttölaite, ilman syöttöjä jakolaite, tuhkan ja kuonan poistolaite ja joissa yllä mainitut toiminnat on koordinoivasti automatisoitu 10 hyvään tulokseen pääsemiseksi.

On ilmeistä, että kotitalouslämmityslaitteiden kohdalla ei hyväksytä ratkaisua, joka soveltuu pelkästään hiilipolttoaineelle. Kotitalouksissa käytettävät kappalemaiset polttoaineet eivät vaihtele vain vuosit-15 tain, vaan myös saman lämmityskauden aikanakin. Kotitalouksille toimitetaan yleensä huonolaatuisia, pöly-pitoisia, kappalekooltaan ja kosteudeltaan laajoissa rajoissa vaihtelevia hiililaleja. Toisinaan on saatavissa, paakkuuntuvan, toisinaan ei-paakkuuntuvaa kuona-mais-20 ta hiiltä. Tällaiset huomattavat vaihtelut itse asiassa vaativat erilaisia kotitalouslämmityslaitteita ja usein radikaalisti erilaisen lämmitysteknologian ja palamissäädön.

Tärkeimmät talouslämmityslaitteille asetetta-25 vat vaatimukset ovat seuraavat:

Polttoaineen tehokas poltto ja palamisen aikana syntyvän lämmön tehokas hyväksikäyttö. Ei ollenkaan tai vain minimiaalisesti valvontaa toiminnan aikana. Jatkuva lämmitys. Yllä mainittujen lisäksi perus-30 vaatimuksiin kuuluvat yksinkertainen rakenne, halpa valmistus ja kunnossapito ja lisäksi hyvä hyötysuhde.

Yksikään tunnetuista kappalemaista polttoainetta käyttävistä lämmityslaitteista ei pysty täyttämään lueteltuja vaatimuksia. Tunnetuissa laitteissa on 35 yleensä pystysuora arina. Tästä seuraa, että sellaista kappalemaista kuonaa kerääntyy arinalle xxalamis- 68308 prosessin aikana, joka ei voi pudota arinan rakojen läpi, kun arinaa kohennetaan. Kerääntyvä kuona muodostaa huomattavan virtausvastuksen alhaalta päin syötettävälle palamisilmalle, minkä vuoksi palamiseen 5 tarvittavan ilman virtauksesta palamisvyöhykkeeseen tulee epätasainen lämmityksen aikana. Tämä prosessi kestää niin kauan kunnes ko. vyöhykkeeseen virtaa-van ilman määrä pienenee niin paljon, että enää ei tapahdu syttymistä eikä palamista. Hetken kuluttua 10 tuli sammuu eikä sitä saada uudelleen syttymään ennen kuin tulipesä ja arina puhdistetaan. Tämä tapahtuma -so. tulen sammuminen - on suuresti riippuvainen tunnetussa kotitalouslämmityslaitteessa käytettävästä hii-lilajista. Paakkuuntuvaa kuonaa sisältäviä hiililajeja 15 käytettäessä arinalle muodostuva kuonapaakku tekee pa lamisen lämmityslaitteessa lyhyessä ajassa mahdottomaksi. Tällaisissa olosuhteissa ei voida ajatellakaan tehokasta lämmitystä tai jatkuvaa palamista perinteellisissä ]ämmityslaitteissa. Toisaalta nämä läm-20 mityslaitteet vaativat suhteellisen paljon kunnossapi totyötä ja hoitoa.

On myös olemassa ns. hidaspolttokamiinoita, jotka jo nimensäkään puolesta eivät ole tarkalleen ottaen jatkuvatoimisia saatavissa olevien hiililajien 25 erittäin vaihtelevan laadun ja fysikaalisen olomuodon vuoksi. Nämä lämmityslaitteet eivät myöskään ole ratkaisseet edellä pääpiirteittäin hahmoteltuja kotita-louslämmityslaitteissa esiintyviä ongelmia.

Keksinnön mukainen lämmityslaite edustaa perus-30 teellistä muutosta tunnettuihin talouslämmityslaite- ratkaisuihin verrattuna ja lähes täysin täyttää näille laitteille asetetut vaatimukset.

Keksinnön tavoitteena on, että laite ei saa olla herkkä käytettävälle hiililajille, sen pitää taata 35 jatkuva lämmitys sellaisella tavalla, että ihmisten tehtäväksi jää pelkästään ajoittain polttoaineen syöttö * 68308 ja tuhkatilan tyhjentäminen, ja tämän lisäksi sen tulee aina taata palamisilman riittävämääräinen syöttö ajas-ja paikaista riippumatta.

Keksinnön mukaiselle lämmityslaitteelle, jolla 5 nämä tavoitteet saavutetaan, on ominaista, että arina-elementit ovat onttoja putkia, jotka on järjestetty pyörivän arinarakenteen lieriömäisen kehän ympäri, jolloin putket koskettavat toisiaan pituuttaan pitkin ja ilman-poistoaukot on järjestetty putkien ulospäin suuntautu-10 viin osiin ja arinarakenteen päistä ainakin yhtä vasten on järjestetty ilman sisäänohjausväline ilman syöttämiseksi putkiin. On edullista käyttää ko. rumpuarinan päädyissä sellaisia rumpulevyjä, jotka yhtäältä kiinnittävät arinaelementit ja toisaalta ovat liitetyt arinarakennet-15 ta pyörittävään akseliin yhdistäen siten akselin ja arina-elementit mekaaniseksi yksiköksi. Koko arinarakennetta käytetään akselista hyvin pienitehoisella moottorilla, koska arinarakenne pyörii hyvin hitaasti. Ilman sisäänoh-jausväline on liitettävissä arinarakenteen toiseen tai 20 molempiin rumpulevyihin. Tämän liitännän on oltava liuku-sovitteinen, ts. rumpulevyt liukuvat ilman sisäänohjaus-välineen liitäntätasoa pitkin, mutta tässä tasossa tarvitaan ilmanpitävä sovite. Tähän pääsemiseksi voidaan käyttää sellaista järjestelyä, että rumpulevyn ulkopin-25 nalle arinaelementtien suuaukkojen kohdalle kiinnitetään rengas ja ilman sisäänohjausväline sovitetaan renkaaseen. On suositeltavaa liittää ilman sisäänohjausvälineen ja siihen ilmaa johtavan putken väliin joustavat elementti, jotta sisäänohjausvälineen tukipinta seuraisi sovite-30 tason epätasaisuuksia. Tällaisena joustavana elementtinä voi hyvin olla paljeletku.

Suositetun ratkaisun mukaan ilman sisäänohjausvälineen koon ja aseman tulee olla sellainen, että se soveltuu olemaan samanaikaisesti yhteydessä useihin arina-35 elementteihin.

68308

Keksinnön mukaista lämmityslaitetta selostetaan lähemmin seuraavassa esimerkin avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on leikkauskuva keksinnön mukaisen raken-5 teen yhdestä esimerkkimäisestä sovelmasta; kuvio 2 on leikkauskuva kuvion 1 linjalta A-A; kuvio 3 on sivukuva ilman sisäänohjausvälineestä; ja kuvio 4 on leikkaus kuvion 3 linjalta B-B. Esimerkkinä esitetyssä lämmityslaitteessa arina-10 rakenteella on vaakasuora lieriömuoto sen sijaitessa sivuseinien 8 ympäröimässä tilassa. Arinarakenne muodostuu arinaelementeistä 4, jotka on asetettu lieriön sivuviivan suuntaisiksi, pyöreistä rumpulevyistä 5, jotka muodostavat arinarakenteen päädyt, renkaista 14 ja 15 akselista 6. Akseli 6 kytketään käyttökoneistoon (ei esitetty) arinarakenteen käyttämiseksi. Yleensä käytetään sähkömoottorin käyttämää käyttöpyörää akselin 6 hyvin hitaaksi pyörittämiseksi. Akseli 6 on tuettu sivu-seinien 8 varassa oleviin laakereihin 13.

20 Keksinnön mukaisen lämmityslaitteen arinaraken teen arinaelementit 4 ovat kiinteäasemaiset rumpulevyjen 5 ja renkaiden 14 suhteen. Tässä esitetyssä arinaraken-teessa arinaelementit ovat molemmista päistään avoimia putkia. Elementtien vaippoihin on tehty reikiä ilman 25 poistoaukoiksi.

Arinarakenteen molempiin päätypintoihin on asennettu ilman sisäänohjausväline 16. Nämä ovat liitetyt putkiin 15, jotka vuorostaan liitetään jonkinlaiseen pu-haltimeen. Ilman sisäänohjausväline 16 on sopivasti kaa-30 reva, kuten kuviossa 3 on esitetty, ja sopivasti mitoitettu kattamaan yhdellä kertaa useita arinaelementtejä, ts. se kykenee syöttämään ilmaa useihin arinaelementtei-hin 4. Esitetyssä sovelmassa yksi ilman ohjausväline 16 peittää viittä arinaelementtiä 4. Yleisten vaatimusten 35 mukaan yksi ilman ohjausväline 16 peittää niin monta 68308 arinaelementtiä 4 kuin niitä on suoraan palavan hiiliker-roksen alla. Ilman sisäänohjausvälineen 16 ja arinaraken-teen etupäädyn välyksen tulee olla niin suuri, että ari-narakenne kykenee pyörimään ilman ohjausvälineen 16 suhteen 5 ilman että ilmaa merkittävästi pääsee karkuun tämän välyksen läpi. Tähän tavoitteeseen pääsemiseksi on suositeltavaa käyttää rengasta 14, joka kiinnitetään runko-levyn 5 ulkopuolelle kuvion 4 mukaisesti ja jonka ulkopinta on koneistettu pinta, joka rajoittuu ilman ohjaus-10 välineeseen 16. Jotta ilman ohjausväline 16 kunnolla asettuisi arinarakenteen eturumpulevyä 5 tai rengasta 14 vasten vähäisistä epätasaisuuksista huolimatta, on järjestettävä joustava tuenta. Tätä silmällä pitäen on paljeletku 17 sijoitettu ilman ohjausvälineen 16 ja put-15 ken 15 väliin.

Keksinnön mukaiseen lämmityslaitteeseen kuuluu lisäksi tavanomainen polttoainesäiliö 2. Tämän säiliön yläpää on suljettu kannella 1 ja sen alaosassa on suppilo 3, joka on yhteydessä arinarakenteeseen. Suppilon 20 3 vieressä arinarakenteen yläpuolella on palamistila 7.

Lämmitystä ja kuuman veden valmistusta palvelevat vesi-putket 10 on esimerkkinä esitetyssä lämmityslaitteessa sijoitettu palotilan 7 yläpuoliseen kuilumaiseen osaan. Savukaasut poistuvat vesiputkien 10 yläpuolella olevaan 25 kapeamman osan, savusolan 11 läpi savupiippuun nuolen suunnassa. Palamistilan 7 läheisyydessä on sivuseinässä 8 sytytysaukko 9, joka on tehty leikkaamalla ko. seinään ja suljettu luukulla. Arinarakenteen alle on sijoitettu luukulla varustettu tuhkapesä 12.

30 Keksinnön mukaisen lämmityslaitteen ollessa toi minnassa polttoainetta syötetään suppilon 3 kautta arina-rakenteen yläosan päälle, jossa se sytytetään sytytys -aukon 9 kautta. Ilma, joka. tarvitaan polttoaineen sytyttämiseen ja palamisen ylläpitämiseen, syötetään putkien 35 15 ja ilman sisäänohjausvälineittcn 16 kautta näiden j f 7 68308 yhteydessä oleviin arinaelementteihin 4 ja näissä olevien palamisilma-aukkojen läpi palamistilaan. Lämmityslaitteen toimiessa akseliin 6 kytketty käyttölaite pyörittää arina-rakennetta kuviossa 1 esitetyn nuolen suuntaan. Arina-5 rakenteen pyöriessä sen päällä oleva polttoaine liikuu vasemmalta oikealle kuviossa 1. Suppilosta 3 tulee täy-dennyspolttoainetta arinarakenteelle sitä mukaan kuin arinarakenne pyörii. Polttoaineen palamisjäännökset putoavat tuhkapesään 12. Akselin 6 pyörimisnopeus säädetään 10 sellaiseksi, että arinarakenteen päällä oleva polttoaine palaa täydellisesti. Suppilosta 3 syötetyn polttoaineen määrää ja siten palamistilassa olevan polttoainekerrok-sen paksuutta voidaan muuttaa suppilon läheisyydessä olevan työntöpellin avulla. Tätä peltiä ei ole esitetty 15 piirustuksissa.

Keksinnön mukaisen lämmityslaitteen ollessa käytössä ei voi sattua, että polttoaineen palamisesta syntynyt kuona ja tuhka jäävät ja kasaantuvat tuoreen polttoaineen alle ja siten estävät polttoaineen sytty-20 misen ja palamisen, koska arinarakenne itse huolehtii kuonan ja tuhkan poistosta palamistilasta 7. Arinarakenteen liike ja ilman virtaus ulos arinalementeistä 4 edustavat palavan polttoaineen jonkinasteista hämmentämistä, kohentamista, mistä seuraa polttoaineen hiilen 25 parempi palaminen ja palamiskykyisen palamisjäteaine-hukan vähentyminen.

Henkilöiden puuttuminen keksinnön mukaisen läm-mityslaitteeseen rajoittuu polttoainesäiliön 2 täyttöön ja tuhkapesän 12 tyhjennykseen. Nämä toimenpiteet ovat 30 välttämättömät vain kerran viikossa, jos laite on oikein mitoitettu. Ehdotetun laitteen kapasiteetin muuttaminen tapahtuu muuttamalla syötettyä palamisilmamäärää ja mahdollisesti suppilon 3 ja arinarakenteen välisen aukon kokoa. Akselin 6 nopeuden ja syötetyn ilmamäärän 35 muuttaminen ovat yksinkertaisesti automatisoitavissa tavanomaisten laitteiden avulla.

8 68308

Rakenteen esimerkkimäisen sovelman selostuksen yhteydessä on tullut ilmeiseksi, että keksinnön mukainen lämmityslaite on rakenteeltaan yksinkertainen, sen valmistus ei vaadi erikoista teknologiaa, minkä vuoksi 5 se on halpa. Tästä huolimatta se takaa minkä tahansa kappalemaisen polttoaineen tehokkaan palamisen. Ehdotettu lämmityslaite ei ole nirso mitä tulee poltettavan polttoaineen laatuun ja fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Se ei vaadi jatkuvaa valvontaa ja hoitoa ja lisäksi sen 10 tarvitsema kunnosspitotyö on merkityksetön. Sen toiminta voidaan tarvittaessa useimmissa tapauksissa automatisoida.

Claims (6)

68308

1. Lämmityslaite kappalemaisen polttoaineen polttamista varten pääasiassa asuntojen tai asuntoryhmien lämmöntarpeen 5 tyydyttämiseksi, joka laite käsittää pyörivän arinarakenteen, jossa on arinaelementtejä (4) ja käyttömekanismi arinarakenteen pyörittämiseksi, jolloin arinaelementit (4) ovat onttoja elementtejä, jotka on varustettu ilmanpoistoaukoilla, tunnettu siitä, että arinaelementit ovat onttoja put- 10 kia (4), jotka on järjestetty pyörivän arinarakenteen lieriömäisen kehän ympäri, jolloin putket (4) koskettavat toisiaan pituuttaan pitkin ja ilmanpoistoaukot on järjestetty putkien ulopäin suuntautuviin osiin ja arinarakenteen päistä ainakin yhtä vasten on järjestetty ilman sisäänohjausväline (16) il- 15 man syöttämiseksi putkiin (4).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmityslaite, tunnettu siitä, että putkien (4) päät on yhdistetty rumpulevyihin (5) ja rumpulevyt (5) on kiinnitetty akseliin (6), joka pyörittää arinarakennetta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen lämmityslaite, tunnettu siitä, että rengas (14) on yhdistetty putkien (4) päihin ainakin yhden rumpulevyn (5) ulkopuolella.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen lämmityslaite, tunnettu siitä, että ilman sisäänohjausväline (16) on 25 liukusovitteella yhteydessä joko rumpulevyn (5) osaan tai renkaan (14) osaan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lämmityslaite, tunnettu siitä, että ilman sisäänoh jäusvälineen (16) koko ja asema on sellainen, että ilman sisäänohjausväline on 30 samanaikaisesti yhteydessä useisiin putkiin (4).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen lämmityslaite, tunnettu siitä, että joustava elementti, edullisesti paljeputki (17) on sovitettu ilman sisäänohjäusvälineen (16) ja siihen ilmaa johtavan putken (15) väliin. Patentkrav 6 830 8