PL220369B1 - Kocioł grzewczy na paliwo stałe - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kocioł grzewczy na paliwo stałe, mający zastosowanie do instalacji centralnego ogrzewania małych i średnich obiektów budowlanych.

W znanych rozwiązaniach, kocioł grzewczy na paliwo stałe, ma komorę spalania z płaszczem wodnym, w której usytuowany jest ruszt dolnego zsypu z transporterem ślimakowym. Ruszt dolnego zasypu stanowi płyta o kształcie pierścienia lub prostokątnej ramy, usytuowana nad otworem wylotowym komory spalania. Wypychane od dołu paliwo stałe przesypuje się na ruszt i spala się. Produkty spalania w postaci popiołu zostają przez masę świeżego paliwa przepchnięte poza powierzchnię rusztu i spadają do komory popielnikowej.

Paliwo na ruszcie pozostaje przez dłuższy czas nie poruszone. W procesie spalania powstaje żużel, który zlepia się i przykleja do powierzchni rusztu. Zjawisko to utrudnia, a w dłuższym okresie czasu całkowicie uniemożliwia proces spalania, poprzez zamknięcie strumienia powietrza, niezbędnego do spalania oraz poprzez stworzenie na powierzchni rusztu zgorzelin utrudniających swym kształtem przesypywanie się popiołu do komory popielnikowej jak również wydobywaniu się paliwa z retorty. Ruszt taki wymaga częstego wzruszania nagromadzonego na nim paliwa, a także okresowej konserwacji poprzez usunięcie zgorzelin.

Istnieje rozwiązanie, przedstawione w zgłoszeniu patentowym P 378724, w którym ruszt dolnego zasypu w postaci pierścienia lub prostokąta z perforacją są napędzane przez mechanizm napędowy, połączony z wałkiem ślimaka podającego.

To rozwiązanie częściowo rozwiązało problem powstawania żużla nad palnikiem.

Podczas procesu spalania, wypiętrzający się stożek paliwa spala się głównie w strefie szczytowej oraz w strefie przy powierzchni tworzącej stożek. Strefa centralna, przy wlocie podajnika paliwa, nie zostaje spalona.

Powoduje to przemieszczanie się nie spalonego paliwa do komory popielnikowej, oraz straty w bilansie energetycznym kotła.

Większość obecnie wydobywanych i sprzedawanych w Polsce węgli, charakteryzuje wysoka spiekalność i niska temperatura mięknięcia i płynięcia popiołów. Powoduje to trudności w poprawnym procesie spalania. Pomimo, że wymienione węgle charakteryzują się wysoką kalorycznością i względnie niską zawartością popiołu. Takie wartości świadczą o dobrym materiale energetycznym. To jednak, ze względu na powyższą charakterystykę tego rodzaju węgle są trudne do wykorzystania dla ekologicznego procesu spalania w nowoczesnych palnikach węglowych małej mocy.

Przedstawione poniżej rozwiązanie eliminuje te wady i niedogodności.

Istota wynalazku, którym jest kocioł grzewczy na paliwo stałe, w postaci komory spalania z płaszczem wodnym, w której usytuowany jest ruszt dolnego zsypu z transporterem ślimakowym, znamienny tym, że nad komorą spalania, korzystnie w osi głównej rusztu, ma usytuowany zespół prowadnicowy zagęszczacza stożka paliwa, napędzany silnikiem elektrycznym poprzez ramię, mające w strefie skrajnej rolkę, osadzone na wale napędzającym, przy czym zespół prowadnicowy stanowią dwa wsporniki, mające na powierzchniach skierowanych ku sobie prowadniki rolek, zamocowanych w skrajnych strefach prowadnika, będącego wzdłużnym elementem z wzdłużną szczeliną do przemieszczania się rolki ramienia, ponadto do prowadnika zamocowany jest na osi deflektor, który zagęszcza stożek paliwa.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku, uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe:

- stałe wzruszanie masy spalanego materiału,

- zwiększenie powierzchni spalania, i jednocześnie zmniejszenie grubości warstwy paliwa, pozwala na spalanie paliwa w całej jego objętości nad rusztem,

- zwiększenie możliwości nadmuchu powietrza przez warstwę paliwa o niższej wysokości oraz zagęszczenie warstwy spalania, co daje korzystne wykorzystanie powietrza zmniejszając nadmiar wolnego tlenu w spalinach, a to poprawia sprawność kotła,

- rozdrobnienie tworzącego się żużlu w fazie spalania umożliwia dopalanie pozostałych cząsteczek węgla pozostałych w spieku,

- zabezpieczenie spalanego materiału przed przetworzeniem w zlepiający żużel, zamykający szczeliny rusztu, przez co zmniejszała się efektywność dostarczania powietrza do przestrzeni spalania,

- dostarczanie do masy spalanego materiału perforacją dodatkowego powietrza, przy jednoczesnym wzruszaniu tej masy, powoduje zwiększenie efektywności spalania,

PL 220 369 B1

- wyeliminowanie konieczności częstego oczyszczania powierzchni rusztu,

- umożliwienie samooczyszczania się rusztu z popiołów poprzez przesypywanie do komory popielnikowej, podczas wzruszania i zagęszczania,

- możliwość zastosowania zarówno do rusztów o zarysie kołowym jak i wzdłużnym,

- możliwość stosowania do rusztów o dowolnym wymiarze,

- bezobsługowość,

- niskie koszty wykonania.

Przedmiot wynalazku, w przykładowym, lecz nie wyczerpującym wykonaniu, uwidoczniono w schematach na rysunku, na którym, na fig. 1 pokazano kocioł w przekroju w płaszczyźnie prostopadłej do osi transportera paliwa, i przechodzącą przez oś wału napędzająceg o ramię z rolką zaś na fig. 2 pokazano zespół prowadnicowy z deflektorem zagęszczającym w rzucie stechiometrycznym.

Kocioł grzewczy na paliwo stałe, ma komorę spalania 1 z płaszczem wodnym 2, w której usytuowany jest ruszt 3 dolnego zsypu z transporterem ślimakowym 4. Nad komorą spalania 1, korzystnie w osi głównej rusztu 3, ma usytuowany zespół prowadnicowy 5 z deflektorem zagęszczającym 6 stożek paliwa. Zespół prowadnicowy 5 napędzany jest silnikiem elektrycznym 7 poprzez ramię 8, mające w strefie skrajnej rolkę 9, osadzone na wale napędzającym 10. Zespół prowadnicowy 5 stanowią dwa wsporniki 11, mające na powierzchniach skierowanych ku sobie prowadniki 12 rolek 13. Rolki 13 zamocowane są w skrajnych strefach prowadnika 14, będącego wzdłużnym elementem z wzdłużną szczeliną 15 do przemieszczania się rolki 9 ramienia 8. Do prowadnika 14 zamocowany jest w jego dolnej strefie na osi 16 łącznik 17 z deflektorem zagęszczającym 6 stożek paliwa.

Deflektor zagęszczający 6 stożek paliwa jest płytą, mającą powierzchnię styku ze stożkiem paliwa korzystnie w postaci stożka.

Stożek paliwa, wytworzony w procesie dostarczania paliwa nad ruszt 3, spala się głównie w strefie szczytowej i powierzchniowej stożka, powodując w strefie wgłębnej proces żużlowania paliwa, obniżającego efektywność kotła. Stożek ten jest zagęszczony deflektorem 6. Sterowany przez sterownik, nie uwidoczniony na rysunku, silnik elektryczny 7, powoduje obrót ramienia 8 wokół osi 10. Rolka 9 ramienia 8 przemieszcza się w szczelinie 15, unosząc prowadnik 14. Prowadnik 14 przemieszcza się na rolkach 13 w prowadnikach 12 wsporników 11. Unoszony ku górze deflektor 6 umożliwia wytworzenie się stożka paliwa na ruszcie 3. Opuszczenie deflektora 6 w dolne, skrajne położenie, powoduje zgniecenie stożka paliwa, zmniejszenie grubości warstwy paliwa, a tym samym umożliwienie penetracji płomienia w całej objętości paliwa, co zwiększa efektywność procesu spalania.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Kocioł centralnego ogrzewania na paliwo stałe, w postaci komory spalania z płaszczem wodnym, w której usytuowany jest ruszt dolnego zsypu z transporterem ślimakowym, znamienny tym, że nad komorą spalania (3), korzystnie w osi głównej rusztu (4), ma usytuowany zespół prowadnicowy (5) deflektora (6) stożka paliwa, napędzany silnikiem elektrycznym (7) poprzez ramię (8), mające w strefie skrajnej rolkę (9), osadzone na wale napędzającym (10) przy czym zespół prowadnicowy (5) stanowią dwa wsporniki (11), mające na powierzchniach skierowanych ku sobie prowadniki (12) rolek (13), zamocowanych w skrajnych strefach prowadnika (14), będącego wzdłużnym elementem z wzdłużną szczeliną (15) do przemieszczania się rolki (9) ramienia (8), ponadto do prowadnika (14) zamocowany jest na osi (16) łącznik (17) deflektora (6) stożka paliwa.