PL213546B1

PL213546B1 - Heating boiler with the storage bin for soild fuels, preferably of a pellet type

Info

Publication number: PL213546B1
Application number: PL387424A
Authority: PL
Inventors: Artur Penkala; Marek Kaczmarek
Original assignee: Ekocentr P P H U Andrzej Grzybowski Wojciech Penkala Spolka Jawna
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2013-03-29
Also published as: PL387424A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest kocioł grzewczy z zasobnikiem paliwa na paliwa ekologiczne, zwłaszcza typu pelet.The subject of the invention is a heating boiler with a fuel container for ecological fuels, especially of the pellet type.

Znanych jest szereg konstrukcji kotłów grzewczych do spalania paliw ekologicznych w tym typu pelet.There are many designs of heating boilers for burning ecological fuels, including pellets.

Kotły grzewcze na paliwa typu pelet charakteryzują się tym, iż posiadają instalację automatycznego, regulowanego zasilania paliwem, wyposażone są w dmuchawy powietrza do spalania, automatyczne zapalarki elektryczne a ponadto posiadają systemy zabezpieczające przed przegrzaniem i przeładowaniem paliwa.Boilers for pellet fuels are characterized by the fact that they have an automatic, regulated fuel supply installation, are equipped with combustion air blowers, automatic electric igniters and also have systems protecting against overheating and overcharging of fuel.

Z opisu polskiego zgłoszenia wynalazku Nr 375326 znane jest palenisko kotła do spalania granulowanego paliwa, posiadające w ścianie przedniej drzwiczki paleniskowe i popielnikowe a w ścianie tylnej osadzony korpus z zamocowanym od strony zewnętrznej wentylatorem, a od strony wewnętrznej wyposażony w palnik szufladowy, charakteryzuje się tym, że od strony górnej ma wymiennik ciepła, który zajmuje całą powierzchnię paleniska. W korpusie wymiennika znajdują się rurowe kanały przelotowe z umieszczonymi w nich kierownicami gazów wykonane ze skręconego płaskownika. Palnik szufladowy, znajdujący się bezpośrednio pod wymiennikiem ciepła jest odkryty, w dolnej części zaopatrzony w płaszcz wewnętrzny z otworami doprowadzającymi powietrze, rozmieszczonymi na całej powierzchni ścianek.From the description of the Polish patent application No. 375326, a furnace of a boiler for the combustion of granular fuel is known, with a furnace and ash-pan doors in the front wall and a body with a fan attached from the outside, and equipped with a drawer burner from the inside, characterized by the fact that on the upper side it has a heat exchanger which covers the entire area of the furnace. In the exchanger body there are tubular passageways with gas guides placed in them, made of a twisted flat bar. The drawer burner, located directly below the heat exchanger, is open, in its lower part it has an inner jacket with air supply openings distributed over the entire surface of the walls.

Znany jest również z polskiego zgłoszenia wynalazku Nr 381102 kocioł wodny na paliwo stałe, zwłaszcza na biomasę wyposażony w korpus ze sklepieniem z płaszczem wodnym, pod którym znajduje się komora spalania. Sklepienie z płaszczem wodnym jest połączone z komorą wodną korpusu kotła, a równocześnie dolne zakończenia jego ramion są zaopatrzone w przewody dla części powietrza wtórnego. Górna część rekuperacyjnej komory spalania jej zaopatrzona w przewód wlotowy dodatkowego powietrza wtórnego. Usytuowane pod sklepieniem z płaszczem wodnym rurowe rusztowania są chłodzone wodą i czyszczone za pomocą znajdujących się między nimi zgarniaków. Kolektor gazów wylotowych jest zaopatrzony w sondę tlenową sterującą silnikami krokowymi.Also known from the Polish patent application No. 381102 is a water boiler fired with solid fuel, especially biomass, equipped with a body with a water-jacketed vault, under which a combustion chamber is located. The vault with a water jacket is connected to the water chamber of the boiler body, and at the same time the lower ends of its arms are provided with conduits for part of the secondary air. The upper part of the recuperative combustion chamber is provided with an inlet conduit for additional secondary air. The tubular scaffolding under the water-jacketed vault is water-cooled and cleaned with scrapers in between. The exhaust gas collector is equipped with an oxygen probe to control the stepper motors.

Znany jest również ze zgłoszenia polskiego wynalazku Nr 382179 palnik na pelety do kotła centralnego ogrzewania mocowany na zewnątrz korpusu kotła. Palnik posiada ruszt z przeciwwagą, zawieszony do korpusu palnika w ten sposób, że stanowi wagę dla zasypywanego peletu. Ruszt posiada przegrodę perforowaną otworami, między strefą z gazowania peletu, a strefa zapalania gazu na dyszach. Palnik posiada rurę zasypową, zbudowaną w ten sposób, że stanowi element dwóch współosiowych metalowych przewodów elastycznych, gdzie środkowym doprowadzany jest pelet na ruszt, a przestrzenią między przewodami zasysane jest na dysze powietrze wtórne do spalania.A pellet burner for a central heating boiler, mounted outside the boiler body, is also known from the Polish patent application No. 382179. The burner has a counterbalanced grate suspended from the burner body in such a way that it weighs the loaded pellets. The grate has a partition perforated with holes between the pellet gasification zone and the gas ignition zone on the nozzles. The burner has a charging pipe, constructed in such a way that it is a part of two coaxial metal flexible pipes, where the middle one carries pellets to the grate, and the secondary air for combustion is sucked into the nozzles by the space between the pipes.

Istota wynalazku polega na tym, że kocioł grzewczy z zasobnikiem paliwa na paliwa stałe, zwłaszcza typu pelet w obudowie w kształcie prostopadłościanu utworzonego z połączonych zespołów części paleniskowej, która utworzona jest z wkładu palnika w obudowie zamkniętej komorą spalania i przechodząca w komorę paleniskową, wymiennika ciepła oraz zasobnika paliwa w kształcie prostopadłościanu, który na dolnej skośnej ścianie ma otwór przechodzący w śluzę i połączony jest z przenośnikiem ślimakowym zakończonym lejem podawczym skośnie opadającym w stronę elementu dolnego komory spalania a poniżej komory paleniskowej znajduje się komora popielnika, charakteryzuje się tym, że wraz z komorą spalania komory te zamknięte są drzwiami paleniskowymi, ponadto wymiennik ciepła zawiera co najmniej dwa ciągi przewodów rurowych z których każdy wyposażony jest w turbolizator z uchwytem połączony z dźwignią osadzoną w osi układu napędu urządzenia czyszczącego z tym że oś połączona jest z korbą współpracującą z motoreduktorem. Nadto pierwszy ciąg wymiennika połączony jest z wylotem z komory spalania poprzez komorę nawrotną, a oba ciągi połączone są z komorą nawrotną z tym że ujście wymiennika ciągu Il połączone jest z komorą zbiorczą zakończoną czopuchem, ponadto w dolnej części kotła poniżej wymiennika znajduje się koryto z przenośnikiem ślimakowym.The essence of the invention consists in the fact that a heating boiler with a solid fuel reservoir, especially of the pellet type, in a cuboid-shaped casing made of connected units of the combustion part, which is made of a burner insert in a casing closed with a combustion chamber and passing into a combustion chamber, heat exchanger and a cuboid-shaped fuel container, which has an opening on the lower oblique wall passing into the lock and is connected to the screw conveyor ending with a feeding funnel sloping towards the lower element of the combustion chamber, and the ash chamber is located below the furnace chamber, combustion chamber, these chambers are closed with a furnace door, moreover, the heat exchanger contains at least two lines of pipes, each of which is equipped with a turbolizer with a handle connected to a lever embedded in the axis of the cleaning device drive system, with the axis connected to a mating crank with geared motor. Moreover, the first sequence of the exchanger is connected with the outlet from the combustion chamber through the reversing chamber, and both strings are connected with the reversing chamber, except that the outlet of the Il draft exchanger is connected with the collecting chamber ending with a spigot, moreover, in the lower part of the boiler below the exchanger, there is a trough with a conveyor cochlear.

Korzystnie komora paleniskowa utworzona jest z elementu dolnego w kształcie walczaka zakończonego stożkiem połączonego z elementu górnego w kształcie odwróconego stożka ściętego.Preferably, the combustion chamber is formed by a cylindrical lower element with a cone ending in connection with an upper element in the shape of an inverted truncated cone.

Korzystnie drzwi paleniskowe mają wlot powietrza pierwotnego oraz wlot powietrza wtórnego.Preferably, the fire door has a primary air inlet and a secondary air inlet.

Korzystnie turbolizator ma kształt spiralnej wstęgi przetłoczonej naprzemiennie.Preferably, the turboliser has the shape of an alternatingly embossed spiral ribbon.

Korzystnie na czopuchu zamocowany jest wentylator wyciągowy spalin.Preferably, an exhaust fan is mounted on the flue.

Korzystnie komora nawrotna oraz komora zbiorcza zamknięte są pokrywą górną.Preferably, the return chamber and the collection chamber are closed with a top cover.

PL 213 546 B1PL 213 546 B1

Korzystnie przenośnik ślimakowy napędzany jest motoreduktorem. Korzystnie w zakończeniu koryta umieszczony jest przenośny pojemnik popiołu.Preferably, the screw conveyor is driven by a gear motor. Preferably, a portable ash container is placed at the end of the trough.

Korzystnie zasobnik paliwa zamknięty jest od góry pokrywą.Preferably, the fuel container is closed at the top with a cover.

Korzystnie zasobnik paliwa w części górnej ma przewód doprowadzania paliwa a poniżej rozdzielacz.Preferably, the fuel reservoir has a fuel feed line in the upper part and a distributor below.

Korzystnie lej podawczy jest połączony z komorą spalania w otworze w elemencie dolnym.Preferably, the feed hopper is connected to the combustion chamber in an opening in the lower element.

Rozwiązanie według wynalazku cechuje prosta niezawodna i bezpieczna w eksploatacji budowa. Rozwiązanie konstrukcyjne komory spalania i części wymiennikowej pozwalają na uzyskanie sprawności kotła na poziomie 90%.The solution according to the invention is characterized by a simple, reliable and safe to use construction. The design of the combustion chamber and the exchanger section allow for the boiler efficiency of 90%.

Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny kotła z ukazaniem części paleniskowej i zasobnikiem paliwa, fig. 2 przekrój wzdłużny kotła z ukazaniem części paleniskowej i wymiennikowej, fig. 3 przekrój poprzeczny kotła z ukazaniem części paleniskowej, fig. 4 widok pojemnika popiołu z układem napędu urządzenia czyszczącego płomieniówek, fig. 5 widok transportera popiołu z pojemnikiem popiołu z układem napędu urządzenia czyszczącego.The invention has been shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of the boiler showing the furnace part and the fuel reservoir, Fig. 2 longitudinal section of the boiler showing the combustion and exchanger parts, Fig. 3 - cross section of the boiler showing the combustion part, 4 shows a view of an ash container with a drive system of a smoke tube cleaning device, FIG. 5 a view of an ash conveyor with an ash container with a drive system for a cleaning device.

Kocioł grzewczy z zasobnikiem paliwa na paliwa stałe, zwłaszcza typu pelet ma obudowę zewnętrzną w kształcie prostopadłościanu, utworzonego z połączonych zespołów części paleniskowej 1 i wymiennika 2 ciepła oraz zasobnika paliwa 3, osadzonych na podstawie 4. Część paleniskowa 1 otoczona płaszczem wodnym 5 jest utworzona z wkładu palnika 6 w obudowie 7 zamkniętego komorą spalania 8 przechodzącą w komorę paleniskową 9. Komora spalania 8 utworzona jest z elementu dolnego 10 w kształcie walczaka zakończonego stożkiem, połączonego z elementem górnym 11 w kształcie odwróconego stożka ściętego, przy czym większa podstawa stożka ściętego dolega obwodowo do wewnętrznej powierzchni komory paleniskowej 9. Komora paleniskowa 9 ma kształt walczaka ograniczonego jednostronnie u góry skośnym przewałem 12. Elementy palnika 6, obudowy 7 i komory spalania 8 wykonane są ze stali żaroodpornej. Poniżej części paleniskowej 1 znajduje się komora popielnika 13 wyposażona w szufladę popiołu 14. Część paleniskowa 1 i komora popielnikowa 13 zamknięte są drzwiczkami paleniskowymi 15 a w drzwiczkach paleniskowych 15 wykonane są wloty powietrza pierwotnego 16 oraz wloty powietrza wtórnego 17.A heating boiler with a solid fuel reservoir, especially of the pellet type, has an outer casing in the shape of a cuboid, made of combined units of the furnace part 1 and the heat exchanger 2 and the fuel reservoir 3, mounted on the base 4. The furnace part 1 surrounded by a water jacket 5 is formed of a burner insert 6 in a housing 7 closed with a combustion chamber 8 passing into a combustion chamber 9. The combustion chamber 8 is made of a cylinder-shaped lower element 10 with a cone, connected to an upper element 11 in the shape of an inverted truncated cone, with the larger truncated cone base peripherally to the inner surface of the combustion chamber 9. The combustion chamber 9 has the shape of a drum, which is limited on one side at the top by an oblique projection 12. The elements of the burner 6, the housing 7 and the combustion chamber 8 are made of heat-resistant steel. Below the furnace part 1 there is an ash box 13 equipped with an ash drawer 14. The furnace part 1 and the ash chamber 13 are closed with a furnace door 15, and a primary air inlet 16 and secondary air inlets 17 are provided in the furnace door 15.

Rurowy wymiennik 18 ciepła, o wysokości zbliżonej do wysokości części paleniskowej 1 i komory spalania 8, umieszczony w tylnej części kotła, stanowi dwuciągowy wymiennik rurowy. Wymiennik 18 ciepła zawiera co najmniej dwa ciągi przewodów rurowych 19 w płaszczu wodnym 5 z których każdy wyposażony jest w turbolizator 20. Turbolizator 20, umieszczony na całej długości przewodu rurowego 19, ma kształt spiralnej wstęgi przetłoczonej naprzemiennie i zakończony jest uchwytem 21 połączonym z dźwignią 22 osadzoną w osi 23 układu napędu urządzenia czyszczącego 24. Do dźwigni 22 uchwytem 21 dołączony jest sąsiedni turbolizator 20 w przewodzie rurowym 19. Oś układu napędu urządzenia czyszczącego 24 połączona jest z korbą 25 mocowaną drugim końcem z motoreduktorem 26 napędu przenośnika ślimakowego 27. Posuwisto zwrotny napęd korby 25 przez oś 23 przenosi się poprzez dźwignię 22 i uchwyty 21 na turbolizatory 20. Pierwszy ciąg rurowego wymiennika 18 połączony jest z wylotem z komory spalania 8 za pomocą komory nawrotnej 28. Oba ciągi rurowe połączone są z komorą nawrotną 29. Ujście rurowego wymiennika 18 ciągu Il połączone jest z komorą zbiorczą 30 zakończoną czopuchem 31. Na czopuchu 31 zamontowano wentylator wyciągowy spalin 32. Komora nawrotne 29 oraz komora zbiorcza 30 zamknięte są pokrywą górną 33. W dolnej części kotła, na długości i szerokości rurowego wymiennika 18 znajduje się koryto 34 z przenośnikiem ślimakowym 27 napędzanym motoreduktorem 26. Zakończenie koryta 34 połączone jest z przenośnym pojemnikiem popiołu 35 umieszczonym na zewnątrz obudowy kotła.A tubular heat exchanger 18, with a height similar to the height of the furnace part 1 and the combustion chamber 8, located in the rear part of the boiler, constitutes a two-pass tube exchanger. The heat exchanger 18 comprises at least two strings of pipes 19 in a water jacket 5, each of which is equipped with a turbolizer 20. The turbolizator 20, placed along the entire length of the pipe 19, has the shape of an alternating spiral ribbon and ends with a handle 21 connected to a lever 22 mounted in the axis 23 of the drive system of the cleaning device 24. To the lever 22, an adjacent turboliser 20 in the tubular conduit 19 is attached to the lever 22. The axis of the drive system of the cleaning device 24 is connected with a crank 25 fixed at the other end with the gear motor 26 of the drive of the worm conveyor 27. Reciprocating drive The crank 25 is transferred through the axle 23 through the lever 22 and holders 21 for turbolizers 20. The first string of the tubular exchanger 18 is connected to the outlet from the combustion chamber 8 by means of the reversing chamber 28. Both tubular strings are connected to the reversing chamber 29. The outlet of the tubular exchanger 18 in the line Il it is connected to the collecting chamber 30 which ends in a flue 31. N a flue gas exhaust fan 32 is installed on the flue 31. The return chamber 29 and the collecting chamber 30 are closed with an upper cover 33. In the lower part of the boiler, along the length and width of the tubular exchanger 18, there is a trough 34 with a screw conveyor 27 driven by a gear motor 26. The end of the trough 34 is connected it is with a portable ash container 35 placed outside the boiler casing.

Zasobnik paliwa 3 w kształcie prostopadłościanu, zamknięty u góry pokrywą 36 a u dołu ścianami skośnymi opadającymi w stronę podstawy kotła ma w części górnej przewód 37 doprowadzania paliwa poniżej którego umieszczony jest rozdzielacz 38.The fuel container 3 in the shape of a cuboid, closed at the top with a cover 36 and at the bottom with inclined walls falling towards the base of the boiler, has in its upper part a fuel supply conduit 37 below which the distributor 38 is located.

Ściana skośna zasobnika paliwa 3 od strony zespołu części paleniskowej 1 ma prostokątny otwór 39 przechodzący w śluzę 40 z którą połączony jest wrzutowy układ podawania paliwa. Wrzutowy układ podawania paliwa stanowi przenośnik ślimakowy 41 z motoreduktorem 42 zakończony lejem podawczym 43. Oś przenośnika ślimakowego 41 jest równoległa do ściany skośnej zasobnika paliwa 3 z którą poprzez śluzę 40 jest mocowany.The inclined wall of the fuel bunker 3 on the side of the furnace part 1 assembly has a rectangular opening 39 passing into a lock 40 with which the fuel feed system is connected. The fuel feeding system is a worm conveyor 41 with a gear motor 42 terminated by a feeding funnel 43. The axis of the worm conveyor 41 is parallel to the inclined wall of the fuel bunker 3 with which it is attached through the lock 40.

Lej podawczy 43 skośnie opadający w stronę elementu dolnego 10 komory spalania 8 jest z nią szczelnie połączony w otworze 44.The feeding funnel 43 sloping towards the lower element 10 of the combustion chamber 8 is tightly connected with it in the opening 44.

PL 213 546 B1PL 213 546 B1

Dzięki powyższemu rozwiązaniu powstaje wolna przestrzeń między rusztem a otworem zrzutowym paliwa stanowiąc zabezpieczenie przed zapaleniem paliwa w podajniku ślimakowym 41. Do automatycznego rozpalania paliwa w komorze spalania 8 służy elektryczna zapalarka 45.Thanks to the above solution, a free space is created between the grate and the fuel discharge opening, which protects against fuel ignition in the screw conveyor 41. An electric igniter 45 is used for automatic ignition of fuel in the combustion chamber 8.

Claims

1. A heating boiler with a solid fuel tank, especially of the pellet type, in a cuboid-shaped casing made of connected units of the combustion part, which is made of a burner insert in a casing closed with a combustion chamber and passing into a combustion chamber, a heat exchanger and a fuel-shaped container a cuboid with an opening on the lower oblique wall that leads into a lock and is connected to a screw conveyor with a feeding funnel that slopes obliquely towards the lower element of the combustion chamber, and an ash-pan chamber below the combustion chamber, characterized by the fact that, together with the combustion chamber, these chambers are closed furnace door (15), in addition, the heat exchanger (18) comprises at least two lines of pipes (19), each of which is equipped with a turboliser (20) with a handle (21) connected to a lever (22) embedded in the axis (23) of the system cleaning device drive (24), provided that the axis (23) is connected to the crank (25) working with the gear motor (26), moreover, the first line of the exchanger (18) is connected with the outlet from the combustion chamber (8) through the reversing chamber (28), and both lines are connected with the reversing chamber (29), except that the outlet of the exchanger (18) in line Il is connected to the collecting chamber (30) ended with a flue (31), moreover, in the lower part of the boiler below the exchanger (18) there is a trough (34) with a screw conveyor (27).

2. A heating boiler according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the furnace chamber (1) is formed of a cylinder-shaped lower element (10) terminating in a cone connected to an upper element (11) in the shape of an inverted truncated cone.

3. A heating boiler according to claim The furnace door as claimed in claim 1, characterized in that the fire door has a primary air inlet (16) and a secondary air inlet (17).

4. A heating boiler according to claim A device according to claim 1, characterized in that the turboliser (20) has the shape of an alternately embossed spiral ribbon.

5. A heating boiler according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the exhaust fan (32) is mounted on the flue (31).

6. A heating boiler according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the return chamber (29) and the collection chamber (30) are closed with a top cover (33).

7. A heating boiler according to claim The method of claim 1, characterized in that the screw conveyor (27) is driven by a gear motor (26).

8. A heating boiler according to claim The method of claim 1, characterized in that a portable ash container (35) is arranged at the end of the trough (34).

9. A heating boiler according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the fuel reservoir (3) is closed at the top with a cover (36).

10. A heating boiler according to claim The fuel supply according to claim 1, characterized in that the fuel reservoir (3) has a fuel supply line (37) in the upper part and a distributor (38) below.

11. A heating boiler according to claim The method of claim 1, characterized in that the feed hopper (43) is connected to the combustion chamber (8) in an opening (44) in the lower element (10).