PL187399B1

PL187399B1 - Mechanical stoker for combusting solid fuels

Info

Publication number: PL187399B1
Application number: PL97339579A
Authority: PL
Inventors: Björn Danielsson
Original assignee: E K Teknik Utveckling Ab
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2004-06-30
Also published as: PL339579A1

Abstract

Ruszt mechaniczny do przerywanego spalania paliwa stałego, zawierający otwarty ku górze ruszt, który jest połączony z dmuchawą do doprowadzania powietrza spalania, elementy zasilające do sterowanego doprowadzania paliwa ze zbiornika do rusztu oraz środki do zapalania paliwa w ruszcie, lub gazów wytwarzanych z paliwa, znamienny tym, że gardziel rusztu (14) jest zamykana za pomocą urządzenia pokrywowego (25), przemieszczanego pomiędzy położeniem zamkniętym a położeniem otwartym w celu przerywania spalania w ruszcie w tym położeniu zamkniętym.Mechanical grate for intermittent solid fuel combustion, containing the grate, open upwards, is connected with air supply blower combustion, power supplies to the controlled fuel supply from the tank for the grate and means for lighting fuel in the grate, or the gases produced from fuel, characterized in that the throat the grate (14) is closed with the cover device (25) being moved between closed position and the open position for interruption burning in the grate in this position closed.

Description

Przedmiotem wynalazku jest ruszt mechaniczny do przerywanego spalania paliwa stałego, zawierający otwarty ku górze ruszt, który jest połączony z dmuchawą do dostarczania powietrza spalania, z elementami zasilającymi do kontrolowanego doprowadzania paliwa ze zbiornika do rusztu oraz ze środkami do zapalania paliwa w ruszcie lub gazów wytwarzanych przez paliwo.The present invention relates to a mechanical grate for the intermittent combustion of solid fuel, comprising an upwardly open grate that is connected to a blower for supplying combustion air, to feed elements for the controlled supply of fuel from the tank to the grate, and to means for igniting the fuel in the grate or the gases produced by the grate. fuel.

Spalanie niekopalnego paliwa stałego w postaci bryłek, drewna opałowego, wiórów drzewnych itd. normalnie przeprowadza się w ruszcie. Paliwo stałe zostaje powoli zgazowane w ruszcie przy ograniczonym dopływie powietrza. Otrzymany gaz jest następnie spalany w drugim etapie przy obfitym dopływie powietrza. Proces ten, powoduje minimalne odprowadzanie gazów zanieczyszczających środowisko, w porównaniu z większością innych rodzajów spalania. Resztkowym produktem jest miałki popiół, który zawiera substancje powodujące zwiększenie współczynnika pH, których brak w zakwaszonej ziemi.The combustion of non-fossil solid fuel in the form of lumps, firewood, wood chips etc. is normally carried out in a grate. The solid fuel is slowly gasified in the grate with limited air supply. The resulting gas is then burned in a second stage with an abundant supply of air. This process causes minimal discharge of polluting gases compared to most other types of combustion. The residual product is fine ash which contains pH-enhancing substances that are not found in acidified soil.

Według stanu techniki taki ruszt mechaniczny może być przełączany pomiędzy trybem działania z nominalną mocą a trybem działania z małą mocą, przy czym regulatory termostatowe są używane do sterowania przełączania z jednego trybu pracy do drugiego w zależności od zapotrzebowania na energię. Normalnie ruszt jest optymalizowany pod względem maksymalnej sprawności i pod względem ochrony środowiska, aby działał w trybie pracy z nominalną mocą. Wiadomo, że działanie rusztu w trybie pracy z mniejszą mocą powoduje, że spalanie odbywa się w mniej korzystnych warunkach. Byłaby zatem pożądana możliwość działania rusztu mechanicznego tylko w trybie pracy z nominalną mocą z najlepszą możliwą sprawnością i warunkami odprowadzania. Dotychczas nie było to możliwe.According to the prior art, such a mechanical grate is switchable between a nominal power operation and a low power operation mode, thermostat regulators being used to control the switching from one operation mode to another depending on the energy demand. Normally, the grate is optimized for maximum efficiency and environmental protection to operate at nominal power. It is known that operating the grate in the lower power mode causes combustion to take place under less favorable conditions. It would therefore be desirable to be able to operate the mechanical grate only in the mode of operation at nominal power with the best possible efficiency and discharge conditions. This has not been possible until now.

187 399187 399

Jednym celem przedmiotowego wynalazku jest zatem opracowanie rusztu mechanicznego do spalania paliwa stałego, który może działać w sposób nieciągły z nominalną mocą, a poza tym przy spalaniu przerwanym.One object of the present invention is therefore to provide a mechanical grate for the combustion of solid fuel that can operate discontinuously at nominal power and, moreover, in intermittent combustion.

Zgodnie z wynalazkiem, ruszt mechaniczny do przerywanego spalania paliwa stałego zawiera otwarty ku górze ruszt, który jest połączony z dmuchawą do doprowadzania powietrza spalania oraz elementy zasilające do sterowanego doprowadzania paliwa ze zbiornika do rusztu, a także środki do zapalania paliwa w ruszcie lub gazów wytwarzanych z paliwa. Rozwiązanie charakteryzuje się tym, że gardziel rusztu jest zamykana za pomocą urządzenia pokrywowego, przemieszczalnego pomiędzy położeniem zamkniętym a położeniem otwartym w celu przerywania spalania w ruszcie w tym położeniu zamkniętym.According to the invention, a mechanical grate for intermittent solid fuel combustion comprises an upwardly open grate which is connected to a blower for supplying combustion air and feed means for a controlled supply of fuel from the tank to the grate, and means for igniting the fuel in the grate or the gases produced from the grate. fuel. The solution is characterized in that the mouth of the grate is closed by means of a cover device movable between a closed position and an open position in order to interrupt combustion in the grate in this closed position.

Korzystnym jest, że urządzenie pokrywowe jest zamontowane przechylnie w punkcie obrotu poza gardzielą rusztu oraz jest wyposażone w wewnętrzny kanał do doprowadzania pomocniczego powietrza do obszaru spalania przy gardzieli rusztu. Urządzenie pokrywowe zawiera elementy ścianek bocznych, które razem tworzą kołpak nad gardzielą rusztu w położeniu otwartym urządzenia pokrywowego, zaś ruszt stanowi okrągły kielich, który jest wyposażony w zewnętrzny pierścień, zamontowany obrotowo na górnej krawędzi kielicha i obracany w celu uniknięcia gromadzenia się popiołu przy gardzieli rusztu. Główna rura powietrza jest dołączona do rusztu poprzez szczeliny rozmieszczone wokół wnętrza miski rusztu.It is preferred that the cover device is mounted pivotally at a pivot point beyond the mouth of the grate and is provided with an internal passage for supplying auxiliary air to the combustion area at the mouth of the grate. The cover device comprises side wall elements which together form a cap over the mouth of the grate in the open position of the cover device, and the grate is a round cup which is provided with an outer ring rotatably mounted on the upper edge of the socket and rotated to avoid ash accumulation at the mouth of the grate . The main air pipe is attached to the grate through slots arranged around the interior of the grate pan.

Konstrukcja i usytuowanie urządzenia pokrywowego umożliwia natychmiastowe zatrzymanie spalania w ruszcie przy otrzymaniu polecenia z termostatu sterującego. Powoduje to, że zużycie paliwa może być zmniejszone, a równocześnie spalanie odbywa się w warunkach optymalnych, co znacznie zwiększa stopień sprawności rusztu mechanicznego. Ponadto urządzenie pokrywowe w swym położeniu otwartym powoduje, że dopalanie gazów z rusztu odbywa się w kontrolowany sposób, co również zwiększa stopień sprawności rusztu mechanicznego, a równocześnie uniemożliwione jest wydostawanie się do otoczenia niebezpiecznych węglowodorów.The design and location of the cover device makes it possible to immediately stop the combustion in the grate upon receipt of a command from the control thermostat. As a result, fuel consumption can be reduced, and at the same time combustion takes place in optimal conditions, which significantly increases the efficiency of the mechanical grate. Moreover, the cover device in its open position causes the combustion of gases from the grate to take place in a controlled manner, which also increases the efficiency of the mechanical grate, and at the same time prevents hazardous hydrocarbons from escaping into the environment.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 jest widokiem z boku pokazującym schematycznie ruszt mechaniczny, fig. 2 przedstawia w większej skali ruszt mechaniczny z fig. 1 w widoku z boku z wyrwaniem, zaś fig. 3 palnik z fig. 1 w widoku z lewej strony.The subject matter of the invention is illustrated in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 is a side view schematically showing a mechanical grate, fig. 2 shows on a larger scale the mechanical grate of fig. 1 in a side view with a cutout, and fig. 3 a burner with 1 in a view from the left.

Ruszt mechaniczny według wynalazku jest przeznaczony do zamontowania bezpośrednio w otworze pieca, który jest wykorzystywany do montowania palnika olejowego w zwykłym piecu do ogrzewania domu. W tym celu ruszt mechaniczny jest wyposażony w płytę montażową 10 z nie pokazanymi otworami na śruby montażowe.The mechanical grate according to the invention is intended to be mounted directly in the opening of the furnace, which is used for mounting an oil burner in an ordinary furnace for heating a house. For this purpose, the mechanical grate is provided with a mounting plate 10 with holes for mounting bolts not shown.

Gruba rura 11 jest sztywno dołączona do płyty montażowej 10 przebiegając poprzecznie przez tę płytę. Rura 11 stanowi obudowę ślimaka 12, który jest napędzany w sposób przerywany z bardzo małą prędkością za pomocą silnika krokowego 13. Silnik 13 napędza ślimak 12, tak że jego grzbiet przebiega w kierunku do kielichowego rusztu 14 usytuowanego przy przeciwległym końcu rury 11. Główna komora 15 magazynowania paliwa jest usytuowana swym dnem przy otworze w rurze 11 w taki sposób, że paliwo, np. w postaci cylindrycznych podłużnych brył, może spadać w rurę 11 z komory 15 i być transportowane w kierunku do rusztu 14. Ta główna komora 15 jest połączona poprzez wąż 16 (lub mrę) z pomocniczym magazynem 17 paliwa, który jest pokazany w zmniejszeniu na fig. 1 i jest wyposażony w ślimak 18, który pracuje ukośnie do góry i jest napędzany przez silnik 19. Takie doprowadzanie paliwa zostało przedstawione bardziej szczegółowo w opisie patentowym SE 9304289.Thick pipe 11 is rigidly attached to the mounting plate 10 extending transversely through the plate. The tube 11 is the housing of the worm 12, which is driven intermittently at a very low speed by a stepper motor 13. The motor 13 drives the worm 12 so that its ridge extends towards a cup-shaped grate 14 located at the opposite end of the tube 11. Main chamber 15 the fuel storage is located with its bottom at the opening in the pipe 11 in such a way that the fuel, e.g. in the form of cylindrical oblong lumps, can fall into the pipe 11 from the chamber 15 and be transported towards the grate 14. This main chamber 15 is connected by a hose 16 (or m) with an auxiliary fuel store 17, which is shown reduced in Fig. 1, and is provided with a screw 18 that runs obliquely upward and is driven by the engine 19. Such a fuel supply is shown in more detail in the patent specification SE 9304289.

Komora 20 rozdzielania powietrza jest usytuowana przy płycie montażowej 10 i jest zasilana powietrzem przez dmuchawę 21. Ta komora 20 jest dołączona do rusztu 14 poprzez główną rurę 22 powietrza, która rozprowadza powietrze wokół wnętrza kielichowego rusztu 14 poprzez przecięcia w lanym stalowym pierścieniu 23. Pomocnicza rura 24 powietrza jest dołączona giętką rurą do urządzenia pokrywowego 25, które jest przechylnie zamontowane w punkcie obrotu 26 za pomocą dwuramiennej dźwigni 27. Po przeciwnej stronie punktu obrotu 26 wolny koniec dźwigni stanowi punkt działania dla popychacza 29, który jest dołączony do członu poruszającego 28 (patrz fig. 1).The air separation chamber 20 is located at the mounting plate 10 and is supplied with air by a blower 21. The chamber 20 is connected to the grate 14 through a primary air pipe 22 that distributes air around the interior of the cupped grate 14 through cuts in the cast steel ring 23. Auxiliary pipe 24 of the air is connected by a flexible pipe to the cover device 25, which is pivotally mounted at the pivot point 26 by a two-armed lever 27. On the opposite side of the pivot point 26, the free end of the lever is the operating point for the pusher 29, which is connected to the actuating member 28 (see Fig. 1).

187 399187 399

Jak pokazano na fig. 1, urządzenie pokrywowe 25 jest przechylne pomiędzy położeniem pokazanym linią ciągłą a położeniem pokazanym linią dwupunktową. W pierwszym wymienionym położeniu urządzenie pokrywowe zamyka gardziel kielicha rusztu 14 przez pierścieniowy kołnierz 30, który, spoczywa na powierzchni pierścienia 23, stożkowe pochylonej w kierunku do środka kielicha rusztu. W tym położeniu wytwarzająca ciepło, na fig. 1 lewa część mechanicznego rusztu może być wprowadzona w otwór konwencjonalnego pieca centralnego ogrzewania. W drugim położeniu urządzenie pokrywowe 25 jest otwarte i tworzy szeroki kołpak nad gardzielą rusztu z pochylonymi elementami 31 ścian bocznych, przy czym ten kołpak powoduje, że gaz, który wznosi się podczas zgazowywania paliwa na ruszcie 14, jest opóźniany i doprowadzany do burzliwego mieszania gazu w komorze spalania.As shown in Fig. 1, the lid device 25 is pivotable between a position shown by a solid line and a position shown by a two-point line. In the first-mentioned position, the cover device closes the mouth of the grate cup 14 through an annular flange 30 which rests on the conical surface of the ring 23 inclined towards the center of the grate cup. In this position, the heat-generating unit, in Fig. 1, the left part of the mechanical grate can be inserted into the opening of a conventional central heating furnace. In the second position, the lid device 25 is open and forms a wide hood over the throat of the grate with inclined side wall members 31, this hood causing the gas that rises during gasification of the fuel on the grate 14 to be delayed and led to turbulent gas mixing in the grate. combustion chamber.

Pomocnicza rura 24 powietrza jest połączona z przestrzenią wewnątrz pokrywy, która wychodzi w elementy 31 ścian bocznych, aby rozprowadzać pomocnicze powietrze poprzez otwory 33, które są skierowane do środka przestrzeni pomiędzy elementami 31 ścian bocznych kołpaka tak, że wewnątrz tego kołpaka odbywa się pełne końcowe spalanie gazu. Spaliny wypływają z kołpaka i dalej płyną poprzez piec centralnego ogrzewania w konwencjonalny sposób.The auxiliary air pipe 24 is connected to the space inside the cover which exits into the side wall members 31 to distribute the auxiliary air through openings 33 which point towards the center of the space between the hood side wall members 31 such that full final combustion takes place inside the cap. gas. The exhaust gas leaves the hood and continues through the central heating furnace in a conventional manner.

Obrotowy pierścień 23 jest wyposażony w uzębione segmenty, które są poruszane palcem (nie pokazany na rysunkach) wystającym z końca wału ślimakowego 12. Za każdym razem, gdy palec ten przechodzi przy segmentach zębatych zewnętrznego pierścienia, pierścień 23 jest obracany o niewielki wymiar do przodu. Przez takie obrotowe napędzanie pierścienia uzyskuje się poziomowanie zawartości kielichowego rusztu 14 bez żadnego skupiania się wymienionej zawartości, tak że można uniknąć gromadzenia się popiołów przy gardzieli rusztu.The rotatable ring 23 is provided with toothed segments which are actuated by a finger (not shown in the drawings) extending from the end of the worm shaft 12. Each time the finger passes over the toothed segments of the outer ring, the ring 23 is rotated a little forward. By such rotational driving of the ring, leveling of the contents of the cup-shaped grate 14 is achieved without any agglomeration of said contents, so that accumulation of ashes at the mouth of the grate can be avoided.

Elektroda żarowa 34 jest zamontowana przy gardzieli rusztu na zewnątrz pierścieniowego kołnierza 30. Kiedy urządzenie pokrywowe 25 jest otwierane, np. przez polecenie z termostatu sterującego, uruchamiany jest również podajnik ślimakowy 12 i dmuchawa 21, a elektroda żarowa 34 otrzymuje prąd elektryczny. Teraz w ciągu kilku sekund odbywa się zapłon paliwa, po czym elektrodę żarową można wyłączyć, a spalanie odbywa się w konwencjonalny sposób, aż termostat sterujący wyda polecenie, że wytwarzanie energii cieplnej można zatrzymać. Polecenie to zatrzymuje przenośnik ślimakowy 12 i dmuchawę 21 i urządzenie pokrywowe 25 zostaje zamknięte, a zatem spalanie jest zatrzymane.The glow electrode 34 is mounted at the throat of the grate outside of the annular collar 30. When the cover device 25 is opened, e.g. by a command from a control thermostat, the worm feeder 12 and blower 21 are also actuated and the glow electrode 34 receives an electric current. The fuel is now ignited within seconds, after which the glow electrode can be turned off and combustion is carried out in the conventional manner until the control thermostat commands that the production of thermal energy can be stopped. This command stops the screw conveyor 12 and the blower 21 and the cover device 25 is closed, thus the combustion is stopped.

Rurka detekcyjna, która przebiega od komory 20 rozprowadzania powietrza poprzez płytę montażową 10, jest wykorzystywana w znany sposób do rejestrowania, kiedy w ruszcie 14 odbywa się spalanie, tak że elektrodę żarową można wyłączyć.The detection tube, which extends from the air distribution chamber 20 through the mounting plate 10, is used in a known manner to record when combustion is taking place in the grate 14 so that the glow electrode can be turned off.

Wynalazek nie jest ograniczony do opisanego powyżej przykładu wykonania, ale w ramach załączonych zastrzeżeń patentowych możliwe jest wykonanie kilku jego odmian. Przykładowo ruszt 14 nie wymaga kołowej gardzieli, gardziel ta może na przykład przyjąć kształt prostokątny.The invention is not limited to the above-described embodiment, but several variations are possible within the scope of the accompanying patent claims. For example, the grate 14 does not require a circular mouth, the mouth may, for example, take a rectangular shape.

187 399187 399

FIG.2FIG. 2

187 399187 399

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. Mechanical grate for intermittent solid fuel combustion, comprising an upwardly open grate which is connected to a blower for supplying combustion air, power supplies for the controlled supply of fuel from the tank to the grate, and means for igniting the fuel in the grate, or gases generated from fuel, characterized in that the mouth of the grate (14) is closed by a cover device (25) movable between a closed position and an open position to interrupt combustion in the grate in this closed position.

2. Grate according to claim The device of claim 1, characterized in that the cover device (25) is pivotally mounted at a pivot point (26) beyond the mouth of the grate (14).

3. Grate according to claim Device according to claim 1, characterized in that the cover device (25) is provided with an internal passage for supplying auxiliary air to the combustion area at the mouth of the grate (14).

4. Grate according to claim A device according to claim 3, characterized in that the cover device (25) comprises side wall elements (31) which together form a hood over the mouth of the grate (14) in the open position of the cover device (25).

5. Grate according to claim 1, 2, 3, or 4, characterized in that the grate (14) is a round cup, which is equipped with an outer ring (23), rotatably mounted on the upper edge of the cup and rotated to avoid ash accumulation at the mouth of the grate ( 14).

6. Grate according to claim The process of claim 5, characterized in that the main air pipe (22) is connected to the grate (14) through slots arranged around the interior of the grate pan.