PL211492B1 - Kocioł węglowy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest kocioł węglowy, przeznaczony do centralnego ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania wody użytkowej.

Znany jest, na przykład z polskiego opisu patentowego nr P-348314, kocioł do produkcji energii cieplnej na bazie paliwa stałego, wyposażony w komorę paleniskową z palnikiem, doprowadzeniem powietrza oraz podajnikiem nadawy. W górnej części komory paleniskowej jest posadowiony wymiennik ciepła w postaci walczaka z umocowanymi wewnątrz pierścieniami pionowych rur spalinowych, rozmieszczonych promieniowo względem osi wzdłużnej wymiennika i umieszczonych w płaszczu wodnym. Wyloty wszystkich rur spalinowych znajdują się w kolektorze spalin z otworem przelotowym, którym spaliny przedostają się do części zewnętrznej wymiennika. Część zewnętrzną wymiennika stanowią kieszenie przelotowe spalin po zewnętrznej, tylnej stronie wymiennika. Spaliny, opuszczając kolektor spalin przez otwór przelotowy, schodzą w dół aż do podstawy komory paleniskowej kotła, przechodzą przez przegrodę i wznoszą się w kierunku części kominowej kotła.

Kocioł węglowy, przeznaczony do centralnego ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania wody użytkowej, posiadający komorę paleniskową z palnikiem, doprowadzeniem sprężonego powietrza oraz podajnikiem nadawy, która w górnej części ma posadowiony wymiennik ciepła w postaci zbliżonej do walczaka z umocowanymi wewnątrz pierścieniami pionowych rur spalinowych, rozmieszczonych promieniowo względem osi wzdłużnej wymiennika i umieszczonych w płaszczu wodnym, według wynalazku, ma co najmniej jeden pierścień zewnętrzny tworzony przez rury spalinowe o wylotach uchodzących bezpośrednio do części kominowej kotła, a wlotach usytuowanych nad komorą paleniskową poniżej wylotów tworzących co najmniej jeden pierścień wewnętrzny rur spalinowych, których wloty znajdują się w komorze nawrotu spalin. Wloty rur spalinowych, tworzących pierścień zewnętrzny, mają ukośne ścięcia wzdłuż płaszczyzny ukośnej względem płaszczyzny przechodzącej przez oś każdej z tych rur spalinowych i oś wzdłużną wymiennika ciepła, przez co mają kształt zbliżony do elipsy. Płaszczyzna każdego ścięcia jest nachylona do płaszczyzny pionowej przechodzącej przez oś każdej rury spalinowej, tworzącej pierścień zewnętrzny oraz oś wzdłużną wymiennika ciepła pod kątem zbliżonym do 45°. Odległość pionowa między krawędzią rur spalinowych pierścienia zewnętrznego w ich najniższym punkcie a krawędzią wylotów rur spalinowych pierścienia wewnętrznego jest równa w przybliżeniu średnicy rury spalinowej pierścienia zewnętrznego. Kocioł ma ponadto w komorze paleniskowej, przed palnikiem retortowym spiętrzacz nadawy, przy czym część powietrza sprężonego, doprowadzonego do komory paleniskowej odprowadzana jest przewodem przed spiętrzacz nadawy. Spiętrzacz nadawy korzystnie ma postać załamania przewodu doprowadzającego nadawę w przechodzącej przez ten przewód płaszczyźnie pionowej. Kanał spalania kotła ma na wejściu kierownicę płomienia w postaci ściętego stożka, skierowanego mniejszą podstawą w dół, a położona nad kanałem spalania komora nawrotu spalin ma od góry czaszowy delektor spalin, wypukły do wnętrza komory nawrotu spalin. Odległość między dolną krawędzią kanału spalania a palnikiem retortowym jest równa w przybliżeniu średnicy kanału spalania. Dolna podstawa kierownicy płomienia zlokalizowana jest w kanale spalania na poziomie wylotów rur spalinowych, tworzących pierścień wewnętrzny. W kanale spalania nad kierownicą pł omienia znajduje się dodatkowy dopalacz, korzystnie w postaci rury ceramicznej. Dolny koniec dopalacza zlokalizowany jest nad kierownicą płomienia w odległości zbliżonej do ½ wysokości kierownicy płomienia, a jego górny koniec wystaje do komory nawrotu spalin powyżej wlotów rur spalinowych, tworzących pierścień wewnętrzny. Kocioł może mieć również dodatkowy wymiennik ciepła w części kominowej.

Konstrukcja kotła według wynalazku zapewnia bezdymne spalanie węgla kamiennego o specjalnej granulacji, spiekalności i odpowiednim zapopieleniu, dla uzyskiwania energii cieplnej w racjonalny i efektywny sposób. Efekt ten zapewnia nowy obieg spalin w wymienniku ciepła, które po częściowym sprężeniu i schłodzeniu w komorze nawrotu spalin, ulegają zasysaniu rurami spalinowymi, tworzącymi pierścień wewnętrzny, z powrotem do komory paleniskowej, gdzie spaliny ulegają zasysaniu rurami spalinowymi, tworzącymi pierścień zewnętrzny, połączonymi z częścią kominową kotła. Schłodzone spaliny owiewają gorący płomień ognia, ukierunkowując go do góry na kierownicę płomienia, wyłapującą cząstki lotne unoszące się wraz z płomieniem oraz umożliwiającą swobodny przepływ strumienia ognia do kanału spalania, gdzie są ewentualnie dopalane w dodatkowym dopalaczu i do komory nawrotu spalin, gdzie s ą dopalane na czaszowym deflektorze, który takż e wył apuje unoszące się z płomieniem cząstki lotne. Bardzo duża różnica temperatur pozwala na swobodny przepływ schłodzonych spalin do komory paleniskowej, gdzie następuje dość duże wytrącenie pyłu lotnego,

PL 211 492 B1 który spada intensywnie na dno komory paleniskowej. Poprzez wytworzenie podciśnienia przez ciąg kominowy, spaliny o niskiej temperaturze są zasysane przez odpowiednio ukształtowane wloty, powodujące zawirowania i dalsze wytrącanie pyłu lotnego, do rur spalinowych pierścienia zewnętrznego, gdzie następuje kolejne ochładzanie spalin. Umieszczenie w części kominowej kotła wymiennika ciepła o małej mocy, pozwala na częściowy odzysk ciepła ze spalin. Odzyskana ciepła woda może być kierowana grawitacyjnie na bojler. Podobnie można uzyskać strumień ciepłego powietrza i skierować go na nadmuch do komory paleniskowej, celem lepszego dopalenia paliwa w palniku retortowym. Usytuowany przed palnikiem retortowym spiętrzacz nadawy uniemożliwia wypadnięcie żarzącego się złoża, a doprowadzenie przed spiętrzacz części sprężonego powietrza doprowadzonego komory paleniskowej, zabezpiecza przed cofaniem się dymu i płomienia.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunku, przedstawiającym schemat kotła.

Kocioł węglowy, przeznaczony do centralnego ogrzewania i podgrzewania wody użytkowej, ma komorę paleniskową 1 z palnikiem retortowym 2, doprowadzeniem sprężonego powietrza w postaci dmuchawy 3 oraz podajnikiem nadawy 4. Palnik retortowy 2 ułożony jest w komorze paleniskowej 1 centrycznie do jej ścian zewnętrznych. Komora paleniskowa 1 posiada drzwiczki, które służą do rozpalania ognia, kontroli procesu spalania oraz usuwaniu żużlu. W górnej części komory paleniskowej 1 jest posadowiony wymiennik ciepła 5, w postaci zbliżonej do walczaka z umocowanymi wewnątrz pierścieniami pionowych rur spalinowych 6 i 7, rozmieszczonych promieniowo względem osi wzdłużnej wymiennika i umieszczonych w płaszczu wodnym 8. Kocioł ma pierścień zewnętrzny tworzony przez rury spalinowe 6 o wylotach 9 uchodzących bezpośrednio do części kominowej 10 kotła, a wlotach 11 usytuowanych nad komorą paleniskową 1, poniżej wylotów 12 tworzących pierścień wewnętrzny rur spalinowych 7, których wloty 13 znajdują się w komorze 14 nawrotu spalin. Wloty 11 rur spalinowych 6, tworzących pierścień zewnętrzny, mają ukośne ścięcia 15 wzdłuż płaszczyzny ukośnej względem płaszczyzny przechodzącej przez oś każdej z tych rur spalinowych 6 i oś wzdłużną wymiennika ciepła 5, przez co mają kształt zbliżony do elipsy. Płaszczyzna każdego ścięcia 15 jest nachylona do płaszczyzny pionowej przechodzącej przez oś każdej rury spalinowej 6, tworzącej pierścień zewnętrzny oraz oś wzdłużną wymiennika ciepła 5 pod kątem zbliżonym do 45°. Odległość pionowa L1 między krawędzią rur spalinowych 6 pierścienia zewnętrznego w ich najniższym punkcie a krawędzią wylotów 12 rur spalinowych 7 pierścienia wewnętrznego jest równa średnicy S1 rury spalinowej 6 pierścienia zewnętrznego. W komorze spalania 1, przed palnikiem retortowym 2, kocioł ma spiętrzacz nadawy 16, w postaci załamania przewodu 17 doprowadzającego nadawę w przechodzącej przez ten przewód 17 płaszczyźnie pionowej. Część powietrza sprężonego doprowadzonego do komory paleniskowej 1 odprowadzana jest przewodem 18 przed spiętrzacz nadawy 16. Kanał spalania 19 kotła ma na wejściu od strony komory paleniskowej 1 kierownicę płomienia 20 w postaci ściętego stożka, skierowanego mniejszą podstawą w dół, a położona nad kanałem spalania 19 komora 14 nawrotu spalin ma od góry czaszowy deflektor spalin 21, wypukły do wnętrza tej komory 14. Odległość L2 między dolną krawędzią kanału spalania 19 a palnikiem retortowym 2 jest równa średnicy S2 kanału spalania 19. Dolna podstawa kierownicy płomienia 20 zlokalizowana jest w kanale spalania 19 na poziomie wylotów 12 rur spalinowych 7, tworzących pierścień wewnętrzny. W kanale spalania 19 nad kierownicą płomienia 20 znajduje się dodatkowy dopalacz 22 w postaci rury ceramicznej. Dolny koniec dopalacza 22 zlokalizowany jest nad kierownicą płomienia 20 w odległości L3 zbliżonej do ¹/? wysokości H kierownicy płomienia 20, a jego górny koniec wystaje do komory 14 nawrotu spalin powyżej wlotów 13 rur spalinowych 7, tworzących pierścień wewnętrzny. W części kominowej 10 kocioł ma dodatkowy wymiennik ciepła 23.

Claims (12)

1. Kocioł węglowy, przeznaczony do centralnego ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania wody użytkowej, posiadający komorę paleniskową z palnikiem, doprowadzeniem sprężonego powietrza oraz podajnikiem nadawy, która w górnej części ma posadowiony wymiennik ciepła w postaci zbliżonej do walczaka z umocowanymi wewnątrz pierścieniami pionowych rur spalinowych, rozmieszczonych promieniowo względem osi wzdłużnej wymiennika i umieszczonych w płaszczu wodnym, znamienny tym, że ma co najmniej jeden pierścień zewnętrzny tworzony przez rury spalinowe (6) o wylotach (9) uchodzących bezpośrednio do części kominowej (10) kotła, a wlotach (11) usytuowanych nad

PL 211 492 B1 komorą paleniskową (1), poniżej wylotów (12) tworzących co najmniej jeden pierścień wewnętrzny rur spalinowych (7), których wloty (13) znajdują się w komorze (14) nawrotu spalin.

2. Kocioł według zastrz. 1, znamienny tym, że wloty (11) rur spalinowych (6), tworzących pierścień zewnętrzny, mają ukośne ścięcia (15) wzdłuż płaszczyzny ukośnej względem płaszczyzny przechodzącej przez oś każdej z tych rur spalinowych (6) i wzdłużną wymiennika ciepła (5), przez co mają kształt zbliżony do elipsy.

3. Kocioł według zastrz. 2, znamienny tym, że płaszczyzna każdego ścięcia (15) jest nachylona do płaszczyzny pionowej przechodzącej przez oś każdej rury spalinowej (6), tworzącej pierścień zewnętrzny oraz oś wzdłużną wymiennika ciepła (5) pod kątem zbliżonym do 45°.

4. Kocioł według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że odległość pionowa (L1) między krawędzią rur spalinowych (6) pierścienia zewnętrznego w ich najniższym punkcie a krawędzią wylotów (12) rur spalinowych (7) pierścienia wewnętrznego jest równa w przybliżeniu średnicy (S1) rury spalinowej (6) pierścienia zewnętrznego.

5. Kocioł według zastrz. 1, znamienny tym, że ma w komorze paleniskowej (1), przed palnikiem retortowym (2) spiętrzacz nadawy (16), przy czym część powietrza sprężonego, doprowadzonego do komory paleniskowej (1) odprowadzana jest przewodem (18) przed spiętrzacz nadawy (16).

6. Kocioł według zastrz. 5, znamienny tym, że spiętrzacz nadawy (16) ma postać załamania przewodu (17) doprowadzającego nadawę w przechodzącej przez ten przewód (17) płaszczyźnie pionowej.

7. Kocioł według zastrz. 1, znamienny tym, że kanał spalania (19) ma na wejściu od strony komory paleniskowej (1) kierownicę płomienia (20) w postaci ściętego stożka, skierowanego mniejszą podstawą w dół, a położona nad kanałem spalania (19) komora (14) nawrotu spalin ma od góry czaszowy deflektor spalin (21), wypukły do wnętrza komory (14) nawrotu spalin.

8. Kocioł według zastrz. 7, znamienny tym, że odległość (L2) między dolną krawędzią kanału spalania (19) a palnikiem retortowym (2) jest równa w przybliżeniu średnicy (S2) kanału spalania (19).

9. Kocioł według zastrz. 7 albo 8, znamienny tym, że dolna podstawa kierownicy płomienia (20) zlokalizowana jest w kanale spalania (19) na poziomie wylotów (12) rur spalinowych (7), tworzących pierścień wewnętrzny.

10. Kocioł według zastrz. 7, znamienny tym, że ma w kanale spalania (19) nad kierownicą płomienia (20) dodatkowy dopalacz (22), korzystnie w postaci rury ceramicznej.

11. Kocioł według zastrz. 10, znamienny tym, że dolny koniec dopalacza (22) zlokalizowany jest nad kierownicą płomienia (20) w odległości zbliżonej do wysokości (H) kierownicy płomienia (20), a jego górny koniec wystaje do komory (14) nawrotu spalin powyżej wlotów (13) rur spalinowych (7) , tworzących pierścień wewnętrzny.

12. Kocioł według zastrz. 1, znamienny tym, że ma dodatkowy wymiennik ciepła (23) w części