MD1417Z - Cazan de încălzit apă cu combustibil solid lemnos - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la termotehnică, în special la cazane de încălzit apă, şi poate fi utilizată la arderea lemnului, cărbunilor şi/sau resturilor vegetale.Cazanul de încălzit apă cu combustibil solid lemnos conţine un corp (1) în formă de cămaşă de apă (2), care este separat în trei camere, una superioară (3) de înmagazinare a combustibilului, una inferioară (4) de ardere, şi o cameră de transfer termic (5). Incinta camerei superioare (3) este separată de camera de transfer termic (5) printr-un perete vertical din spatele camerei superioare (3), dotat, în partea de sus, cu un braţ orizontal (10). Deasupra braţului orizontal (10) este formată o deschizătură, dotată cu o clapetă (11).

Description

Invenţia se referă la termotehnică, în special la cazane de încălzit apă, şi poate fi utilizată la arderea lemnului, cărbunilor şi/sau resturilor vegetale.

Este cunoscut un cazan cu combustibil solid, alcătuit din trei camere, una superioară cu rol de înmagazinare a încărcăturii de combustibil, una inferioară cu rol de colectare, ce constituie vatra cazanului, acoperită cu o căptuşeală şi o cameră destinată transferului termic. Incinta camerei superioare cu rol de înmagazinare a încărcăturii de combustibil este separată de camera de transfer termic, prin intermediul unui perete despărţitor prin care circulă agentul termic, camera fiind alcătuită dintr-o tubulatură de schimb termic, compusă din segmenţi de ţeavă de lungimi egale, dispuşi în aşa fel, încât pe verticală, cât şi pe orizontală, distanţele dintre segmenţi se reduc de la partea inferioară spre cea superioară a camerei de transfer termic, încărcătura introducându-se în camera superioară printr-o gură de alimentare [1].

Dezavantajele soluţiei prezentate constau într-un cost ridicat, întreţinere dificilă, funcţionarea unui astfel de cazan fiind dependentă de calitatea combustibilului utilizat şi de starea tehnică a ventilatorului.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în realizarea unui cazan cu combustibil solid lemnos, fără elemente mecanice în mişcare şi cu încărcare la intervale de timp cât mai mari.

Problema se rezolvă prin aceea că cazanul de încălzit apă cu combustibil solid lemnos conţine un corp dreptunghiular în formă de cămaşă de apă, care cuprinde trei pereţi laterali şi partea de sus a corpului. Corpul este separat în trei camere, una superioară de înmagazinare a combustibilului, una inferioară de ardere, şi o cameră de transfer termic. Camera superioară, în partea din faţă, este dotată cu o uşă superioară de încărcare a combustibilului şi o uşă inferioară de admisie a aerului primar, care printr-un lanţ este unită cu un regulator de tiraj. Incinta camerei superioare este separată de camera de transfer termic printr-un perete vertical din spatele camerei superioare, dotat, în partea de sus, cu un braţ orizontal, ambii fiind parte a cămăşii. Deasupra braţului orizontal este formată o deschizătură, dotată cu o clapetă. De-a lungul peretelui vertical, pe centru, este amplasată o conductă de aer secundar cu o serie de orificii. În partea de jos a camerei superioare este amplasat un focar, pe centrul căruia sunt executate o deschizătură, care, printr-un canal, este unită cu conducta, şi o gură a unui canal de alimentare cu aer secundar din peretele lateral al corpului. Camera inferioară de ardere este amplasată sub camera superioară şi comunică cu aceasta prin deschizătură, totodată camera inferioară este dotată din faţă cu o uşă de evacuare a cenuşii, iar din spate este unită cu camera de transfer termic, care este formată dintr-un şir de canale verticale, înconjurate de cămaşă, cu o ieşire comună la un racord de evacuare a fumului.

Cazanul de încălzit apă cu combustibil solid lemnos, conform invenţiei, prezintă următoarele avantaje:

- datorită poziţiei clapetei este posibilă schimbarea direcţiei tirajului în focarul cazanului;

- cazanul este ecologic curat, nu poluează mediul extern;

- permite alimentarea cu diverse forme şi dimensiuni de material lemnos şi/sau resturi vegetale;

- asigură o ardere completă a combustibilului pe o durată mai lungă între alimentări;

- nu conţine piese într-o mişcare mecanică;

- prezintă randament termic ridicat;

- poate fi exploatat drept cazan cu ardere de tip clasic sau cu ardere de tip piroliză.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-7, care reprezintă:

- fig. 1, cazanul de combustibil solid lemnos, secţiune longitudinală;

- fig. 2, cazanul la iniţierea arderii, secţiune longitudinală;

- fig. 3, cazanul, vedere de sus;

- fig. 4, cazanul, vedere din faţă;

- fig. 5, cazanul, vedere laterală din dreapta;

- fig. 6, cazanul, vedere laterală din stânga;

- fig. 7, cazanul, vedere din spate.

Cazanul de încălzit apă cu combustibil solid lemnos conţine corpul 1 dreptunghiular în formă de cămaşă de apă 2, care cuprinde trei pereţi laterali şi partea de sus a corpului 1. Corpul 1 este separat în trei camere, cea superioară 3 de înmagazinare a combustibilului (spaţiul A), cea inferioară 4 de ardere (spaţiul B), şi camera de transfer termic 5 (spaţiul C). Camera superioară 3, în partea din faţă, este dotată cu uşa superioară 6 de încărcare a combustibilului şi uşa inferioară 7 de admisie a aerului primar, care prin lanţul 8 este unită cu regulatorul de tiraj 9 (în sine cunoscut, dar nedescris aici). Incinta camerei superioare 3 este separată de camera de transfer termic 5 prin peretele vertical din spatele camerei superioare 3, dotat, în partea de sus, cu braţul orizontal 10, ambii fiind parte a cămăşii 2. Deasupra braţului orizontal 10 este formată deschizătura, dotată cu clapeta 11. De-a lungul peretelui vertical, pe centru, este amplasată conducta 12 de aer secundar cu seria de orificii 13. Înălţimea conductei 12 este cuprinsă între 0,5...0,75 din înălţimea camerei superioare 3. În partea de jos a camerei superioare 3 este amplasat focarul 14, căptuşit cu cărămizi de şamotă 15. Pe centrul focarului 14 sunt executate deschizătura 16, care, prin canalul 17, este unită cu conducta 12, şi gura 18 a canalului de alimentare cu aer secundar din peretele lateral al corpului 1. Camera inferioară 4 de ardere este căptuşită cu cărămizi de şamotă 15 în întregime, şi este amplasată sub camera superioară 3 şi comunică cu aceasta prin deschizătura 16. Camera inferioară 4 este dotată din faţă cu uşa 19 de evacuare a cenuşii, iar din spate este unită cu camera de transfer termic 5, care este formată din şirul de canale verticale 20, înconjurate de cămaşa 2, cu ieşire comună la racordul 21 de evacuare a fumului. Cazanul mai conţine capacul 22 pentru curăţarea canalelor 20. Pe exteriorul corpului 1, pe pereţii săi laterali, sunt montaţi racordul 23 de admisie a apei reci, racordul 24 de evacuare a apei fierbinţi, şi mânerul 25 al clapetei 11.

Cazanul funcţionează în felul următor.

Tipul de ardere clasic. Cu ajutorul mânerului 25 se pune clapeta 11 în poziţia „deschis”. Astfel, fumul va fi îndreptat spre racordul 21. Prin uşa superioară 6, în camera superioară 3 este încărcat combustibilul până la braţul orizontal 10. Se dă foc. Combustibilul, arzând, încălzeşte cămaşa de apă 2 care aparţine camerei superioare 3. Tirajul, în dependenţă de necesitate, este reglat automat de regulatorul 9 prin gradul de deschidere a uşii inferioare 7, acţionată prin lanţul 8. Aerul pentru menţinerea arderii este livrat şi prin orificiile 13. Transferul termic se efectuează doar în camera superioară 3. Acest tip de încălzire este de obicei folosit pe timp de toamnă sau iarna la temperaturi nu prea joase.

Arderea de tip piroliză. Pornirea cazanului se efectuează după cum a fost descris mai sus. După ce focul ia amploare, cu ajutorul mânerului 25 clapeta 11 se pune în poziţia „închis”. Intensitatea arderii în camera superioară 3 scade, scade şi concentraţia de oxigen, se adună gazele emanate prin descompunere termică a compuşilor sau a substanţelor chimice organice în condiţii de temperaturi înalte. Totodată tirajul îşi schimbă direcţia din camera superioară 3 în camera inferioară 4 de ardere, iar de acolo în camera de transfer termic 5. Acum gazele de piroliză sunt direcţionate prin deschizătura 16 în camera inferioară 4. Tot acolo ele sunt alimentate cu aerul secundar prin canalul 17 şi se produce arderea lor completă la temperaturi de 600...800°C. Întrucât camera inferioară 4 este izolată termic prin căptuşeală, aceste gaze sunt evacuate prin camera de transfer termic 5, unde se efectuează transferul termic în cămaşa de apă 2. Mai departe, prin racordul 24 apa încălzită este direcţionată în sistemul de încălzire. Datorită regulatorului de tiraj 9 arderea combustibilului poate fi menţinută într-un larg diapazon, de la ardere mocnind până la flacără intensă.

Cazanul, conform invenţiei, este mai eficient, menţine arderea porţiei de combustibil pe timp îndelungat, datorită arderii complete nu produce multă cenuşă.

1. RO 120865 B1 2006.08.30

Claims (1)

1. Cazan de încălzit apă cu combustibil solid lemnos, care conţine un corp (1) dreptunghiular în formă de cămaşă de apă (2), care cuprinde trei pereţi laterali şi partea de sus a corpului (1); corpul (1) este separat în trei camere, una superioară (3) de înmagazinare a combustibilului, una inferioară (4) de ardere, şi o cameră de transfer termic (5); camera superioară (3), în partea din faţă, este dotată cu o uşă superioară (6) de încărcare a combustibilului şi o uşă inferioară (7) de admisie a aerului primar, care printr-un lanţ (8) este unită cu un regulator de tiraj (9); incinta camerei superioare (3) este separată de camera de transfer termic (5) printr-un perete vertical din spatele camerei superioare (3), dotat, în partea de sus, cu un braţ orizontal (10), ambii fiind parte a cămăşii (2), totodată deasupra braţului orizontal (10) este formată o deschizătură, dotată cu o clapetă (11); de-a lungul peretelui vertical, pe centru, este amplasată o conductă (12) de aer secundar cu o serie de orificii (13); în partea de jos a camerei superioare (3) este amplasat un focar (14), pe centrul căruia sunt executate o deschizătură (16), care, printr-un canal (17), este unită cu conducta (12), şi o gură (18) a unui canal de alimentare cu aer secundar din peretele lateral al corpului (1); camera inferioară (4) de ardere este amplasată sub camera superioară (3) şi comunică cu aceasta prin deschizătură (16), totodată camera inferioară (4) este dotată din faţă cu o uşă (19) de evacuare a cenuşii, iar din spate este unită cu camera de transfer termic (5), care este formată dintr-un şir de canale verticale (20), înconjurate de cămaşă (2), cu o ieşire comună la un racord (21) de evacuare a fumului.