IT201700019608A1

IT201700019608A1 - FOCULAR GROUP FOR BIOMASS PYROLYSIS FOR HOUSEHOLD STOVES

Info

Publication number: IT201700019608A1
Application number: IT102017000019608A
Authority: IT
Inventors: Maurizio Valentinotti
Original assignee: Valentinotti Maurzio
Priority date: 2017-02-23
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2018-08-23

Description

GRUPPO FOCOLARE PER PIROLISI DI BIOMASSA PER STUFE CASALINGHE; FIRE UNIT FOR BIOMASS PYROLYSIS FOR HOUSEHOLD STOVES;

Stato dell'Arte: le stufe casalinghe tradizionali, a tiraggio naturale (senza aspiratori o soffiatori) denominati anche cucine economiche a legna, ovvero la classica stufa con carica anteriore, camera del fuoco orizzontale, con areazione proveniente da sotto il letto di brace, presentano una serie di inconvenienti derivanti dal tipo di combustione che non consente la completa ossidazione dei gas di scarico, provocando fumo abbondante, resa non ottimale ed incostante, molta cenere e fuliggine. Gli inconvenienti sono all'ordine del giorno della cronaca delle zone dove l'uso delle stufe a legna è esteso: inquinamento da gas incombusti e da fuliggine; canne fumarie ricche di residui incombusti prendono fuoco e possono provocare incendi alle abitazioni. State of the Art: the traditional home stoves, with natural draft (without aspirators or blowers) also called economic wood-burning kitchens, or the classic stove with front loading, horizontal fire chamber, with ventilation coming from under the embers bed, have a series of drawbacks deriving from the type of combustion that does not allow the complete oxidation of the exhaust gases, causing abundant smoke, not optimal and inconstant yield, a lot of ash and soot. The drawbacks are on the agenda of the chronicle of the areas where the use of wood stoves is widespread: pollution from unburnt gases and soot; flues rich in unburned residues catch fire and can cause fires in homes.

Problema tecnico: si vuole applicare la combustione che si ottiene con la fiamma inversa e pirolisi della biomassa tipica delle moderne caldaie e delle stufe a sviluppo verticale, alle stufe a sviluppo orizzontale, come la classica cucina economica, o focolare chiuso da cucina, rispettandone la forma, l'uso della piastra superiore, i giri del fumo tipici con riscaldamento dei forno e talvolta di acqua, per diminuirne l'impatto ambientale ed aumentarne la resa. Technical problem: we want to apply the combustion obtained with the inverse flame and pyrolysis of the biomass typical of modern boilers and vertically developing stoves, to horizontally developing stoves, such as the classic economic kitchen, or closed kitchen hearth, respecting its shape, the use of the upper plate, the typical smoke turns with oven heating and sometimes water, to reduce the environmental impact and increase the yield.

Soluzione del problema tecnico: si è progettato una struttura in cui in un corpo unico sono presenti sia la camera di carica che si alimenta “per caduta” del combustibile, mantenendo comunque la comodità della porta/sportello di carico anteriore, e sia la camera di combustione ad alta resistenza al calore, opportunamente arieggiata, assemblata in maniera tale da consentire al “ gruppo focolare ” di essere usato per modificare stufe tradizionali a sviluppo orizzontale o cucine economiche a tiraggio naturale, oltre che ovviamente, nella costruzione di nuove che rispettino le principali caratteristiche; forma esterna, irraggiamento tramite la piastra superiore, giri dei fumi interni e riscaldamento di eventuale forno e vasca di acqua o serpentine per la connessione al riscaldamento ad acqua; la struttura è applicabile ovviamente anche ad altre forme di stufa. Solution of the technical problem: a structure has been designed in which in a single body there are both the loading chamber that is fed "by falling" with the fuel, while maintaining the convenience of the front loading door / hatch, and both the loading chamber combustion with high heat resistance, suitably ventilated, assembled in such a way as to allow the "hearth group" to be used to modify traditional horizontal stoves or economic cookers with natural draft, as well as obviously in the construction of new ones that respect the main features; external shape, irradiation through the upper plate, internal smoke turns and heating of any oven and water tank or coils for connection to the water heating; the structure can obviously also be applied to other forms of stove.

Descrizione di più forme di attuazione: il trovato può essere prodotto, sia in forma inclinata e sia verticale , tipologie che differiscono per dettagli che si evincono dai rispettivi disegni, che altro non sono che adattamenti delle soluzioni alla forma della camera di combustione o focolare in funzione della forma della stufa cui si applicano e/o del tipo di biomassa che si vuole bruciare. Per esempio, facendo uso di combustibili sminuzzati o di piccole dimensioni, la soluzione verticale o quasi verticale, consente al combustibile di consumarsi meglio fino alla fine per caduta: per tali combustibili è comunque necessario inserire sul fondo della camera di carico, una griglia piegata (lettera G figura 2) dagli interstizi di giusta dimensione, per evitare che il combustibile soffochi la fiamma e per graduarne il consumo. La griglia può essere parimenti utilizzata vantaggiosamente, sia nel modello verticale e sia nel modello inclinato, anche per i combustibili più grossi. L'inclinazione e le dimensioni possono variare in funzione delle esigenze. Description of several embodiments: the invention can be produced, both in an inclined and in a vertical form, types that differ in details which can be deduced from the respective drawings, which are nothing more than adaptations of the solutions to the shape of the combustion chamber or furnace in depending on the shape of the stove to which they are applied and / or the type of biomass to be burned. For example, by making use of chopped or small-sized fuels, the vertical or almost vertical solution allows the fuel to be consumed better until the end by gravity: for these fuels it is in any case necessary to insert a folded grate on the bottom of the loading chamber ( letter G figure 2) with interstices of the right size, to prevent the fuel from suffocating the flame and to graduate its consumption. The grate can also be used advantageously, both in the vertical model and in the inclined model, even for the largest fuels. The inclination and the dimensions can vary according to the needs.

Funzionamento: la carica del combustibile avviene aprendo la porta (lettera A, figure 1 e 2), che mediante un setto solidale alla stessa apre la via di fuga dei gas verso lo scarico (lettera B, figure 1 e 2) evitando l'investimento dell'operatore e il riversamento di fumi nei locali. Operation: the fuel is loaded by opening the door (letter A, figures 1 and 2), which opens the gas escape route towards the exhaust (letter B, figures 1 and 2) by means of a partition attached to it (letter B, figures 1 and 2) avoiding the investment of the operator and the discharge of fumes into the premises.

All'atto dell'accensione, la valvola (lettera F, figure 1 e 2 ) di uscita dei gas incandescenti della camera di combustione adeguatamente arieggiata con l'aria primaria (lettera C, figure 1 e 2), viene aperta per favorire il tiraggio, agendo sul setto inclinabile e/o scorrevole che regola la fuoriuscita della fiamma; tale setto, che risulta anche libero nel movimento, si comporta anche da valvola di sicurezza anti-esplosione nel caso di residui di gas incombusti. Upon ignition, the valve (letter F, figures 1 and 2) for the outlet of the incandescent gases of the combustion chamber adequately ventilated with the primary air (letter C, figures 1 and 2), is opened to facilitate draft , acting on the tilting and / or sliding partition that regulates the flame escape; this septum, which is also free in movement, also acts as an anti-explosion safety valve in the case of residual unburned gases.

La combustione è poi regolata controllando la quantità di aria primaria (C) - anche direttamente tramite l'apertura tradizionale della stufa che da accesso al deposito della cenere, e mediante la regolazione delia valvola ( lettera E, figure 1 e 2 ) che determina la quantità di aria secondaria per la combustione dei gas caldi. La posizione della valvola E può essere spostata anche all'inizio della conduttura che veicola l'aria nella stufa. The combustion is then regulated by controlling the quantity of primary air (C) - also directly through the traditional opening of the stove which gives access to the ash deposit, and by adjusting the valve (letter E, figures 1 and 2) which determines the quantity of secondary air for the combustion of hot gases. The position of valve E can also be moved to the beginning of the duct that carries the air into the stove.

L'equilibrio delle due areazioni viene variato il considerazione de tipo di combustibile, del tiraggio naturale del camino (depressione) e della vivacità che si vuole imprimere alla combustione. The equilibrium of the two aerations varies according to the type of fuel, the natural draft of the chimney (depression) and the liveliness that one wants to impart to the combustion.

L'aria secondaria viene veicolata verso i gas combustibil mediante una conduttura (lettera D, figure 1 e 2) a contatto con la camera di combustione che ne consente il preriscaldamento aumentando quindi la resa del focolare. The secondary air is conveyed towards the combustible gases by means of a duct (letter D, figures 1 and 2) in contact with the combustion chamber which allows pre-heating, thus increasing the yield of the furnace.

La cenere si elimina per caduta sul fondo: la caduta può essere agevolata dalla possibilità di “scrollare” alcuni elementi trasversali, posti sul fondo della camera di combustione, a dimensione del vano da dedicare all'alloggio delle ceneri può essere molto inferiore a quello della stufa tradizionale in quanto la produzione è molto ridotta. The ash is eliminated by falling on the bottom: the fall can be facilitated by the possibility of "shaking" some transversal elements, placed on the bottom of the combustion chamber, the size of the compartment to be dedicated to housing the ashes can be much lower than that of the traditional stove as production is very low.

Descrizione dei disegni: i disegni 1 e 2 sono figure tridimensionali graficamente aperte da un lato e rappresentano il gruppo focolare nelle due forme base, Description of the drawings: drawings 1 and 2 are three-dimensional figures graphically open on one side and represent the hearth group in the two basic forms,

Ffigura 1 = tipo inclinato; Figure 1 = inclined type;

figura 2 = tipo verticale, con griglia. figure 2 = vertical type, with grille.

Vantaggi: si può consentire alla tradizionale stufa casalinga o cucina economica (o altri modelli di dimensioni casalinghe) di produrre una combustione più completa e costante della biomassa e dei suoi prodotti gassosi, con una fiamma ad alta temperatura che produce pochissima fuliggine e lascia pulita la camera di combustione e la prima parte della stufa, residuando solo un leggero pulviscolo nella canna fumaria, senza residui catramosi. Advantages: the traditional home stove or economy kitchen (or other home-sized models) can be allowed to produce a more complete and constant combustion of biomass and its gaseous products, with a high-temperature flame that produces very little soot and leaves the combustion chamber and the first part of the stove, leaving only a slight dust in the flue, without tarry residues.

Varianti: il trovato può variare, oltre che in base al tipo di inclinazione come illustrato nelle figure 1 e 2, per la forma e per le dimensioni che possono essere adattate ad esigenze tecniche o spaziali differenti, così come la forma e la dislocazione delle aperture di arieggiamento e i materiali impiegati che possono essere diversi, senza modificarne l'essenza. Per controllare meglio la combustione è possibile, quando opportuno, perfezionare il tiraggio con un'aspirazione dei fumi forzata e automatizzare le regolazione della ventilazione della fiamma in base all'analisi dei gas in uscita, come avviene con impianti di maggiori dimensioni mediante componentistica elettronica d'uso comune. Variants: the invention can vary, in addition to the type of inclination as illustrated in figures 1 and 2, for the shape and dimensions that can be adapted to different technical or spatial needs, as well as the shape and location of the openings of aeration and the materials used which can be different, without modifying their essence. To better control the combustion it is possible, when appropriate, to improve the draft with forced smoke extraction and to automate the regulation of the flame ventilation based on the analysis of the outgoing gases, as occurs with larger systems using electronic components. 'common use.

Claims

FIRE UNIT FOR BIOMASS PYROLYSIS FOR HOUSEHOLD SIZE STOVES CLAIMS 1 - Firebox group for biomass pyrolysis characterized by the fact that it is built in a single body sized and shaped so that it can also be applied to home stoves with horizontal development such as the classic economic kitchen. 2 - Firebox group for biomass pyrolysis characterized by the fact that the vertical or inclined combustion chamber has a loading door integral with a septum which, when open, causes the simultaneous opening of the escape route of the fumes which are diverted directly to the flue. 3 - Firebox group for biomass pyrolysis characterized by the fact that the primary air enters the combustion from under the ash fall grate and is adjustable both with its own mechanism and with the normal opening of the ash compartment of traditional stoves. 4 - Firebox group for biomass pyrolysis characterized by the fact that the secondary air, before meeting the incandescent gases, is preheated by means of a passage in contact with the brazier and is equipped with its own regulation. 5 - Firebox group for biomass pyrolysis characterized by the fact that the flame output is adjustable by moving a septum which, given its freedom of movement, also functions as an anti-burst valve. 6 - Firebox group for biomass pyrolysis characterized by the fact that with the application of a grid, with suitably sized openings, between the loading chamber and the combustion chamber, greater control of the combustion of fuels and in particular of small fuels is possible dimensions (pellets, wood chips and more) 7 - Firebox group for biomass pyrolysis characterized by the fact that the primary and secondary air adjustments and the flue draft are easily adjustable automatically according to the data coming from the exhaust gas controls, by applying existing electronic kits. 8 - Firebox group for biomass pyrolysis characterized by the fact that the parts at high risk of wear (grille, anti-explosion valve, bottom) can be replaced with a simple intervention.