PL221984B1 - Kocioł wodny na paliwo stałe - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest kocioł wodny na paliwo stałe, zwłaszcza na pellet, znajdujący zastosowanie w szczególności w domowych instalacjach centralnego ogrzewania.

Znane i powszechnie stosowane są kotły grzewcze wodne wykonane, jako konstrukcja spawana z blachy stalowej, posiadające kształt graniastosłupa utworzonego przez izolowany od zewnątrz płaszcz wodny z usytuowanymi w tym płaszczu otworami: zasypowym, wyczystnym i otworem do usuwania popiołu, oraz palnik na pellet z podajnikiem paliwa. Większość znanych kotłów posiada ściany wodne usytuowane poziomo lub skośnie względem pionowej osi kotła, ewentualnie połączone z pionowymi ścianami wodnymi, co zwiększa wprawdzie powierzchnie wymiany ciepła, jednakże wpływa również na wzrost uciążliwości koniecznej okresowo operacji czyszczenia ścian wodnych z gromadzących się na nich produktów spalania paliwa. Znane kotły zaopatrzone są ponadto w czopuch i króćce doprowadzające i odprowadzające wodę.

Opis patentowy PL 213 548 ujawnia kocioł grzewczy z zasobnikiem paliwa na paliwa stałe, zwłaszcza typu pellet 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 i 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 turbulizator 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 na-wrotną, a oba ciągi połączone są z komorą nawrotną. Kocioł ten posiada jednak skomplikowaną konstrukcję i jego wykorzystanie w domowych instalacjach centralnego ogrzewania jest niecelowe.

Z kolei z polskiego zgłoszenia wynalazku P.369014 znany jest kocioł wyposażony w deflektor kotłowy, którego górna powierzchnia styka się z pokrywą izolującą, przy czym deflektor wykonany jest z materiału żaroodpornego, a ściany są ścianami wodnymi. Deflektor kieruje spaliny znad paliwa spalanego retortowego z podajnikiem paliwa ku górze i w pobliże wewnętrznych cylindrycznych płaszczy wodnych, a ponadto kanały pomiędzy wewnętrznym, środkowym i zewnętrznym cylindrycznym płaszczem wodnym, to kanały spalinowe.

Znany także z polskiego zgłoszenia wzoru użytkowego W.98318 kocioł centralnego ogrzewania na różnego rodzaju paliwa, który w kanałach dymnych posiada wkładki wydłużające drogę spalin, przy czym przegrody, w które wyposażone są wkładki, usytuowane są lak, że wymuszają cyrkulację spalin w kierunku góra-dół.

Celem wynalazku jest opracowanie nowej zwartej konstrukcji kotła na paliwo stałe, zwłaszcza na pellet o wysokiej sprawności i emitującego spaliny niskiej zawartości pyłu, tlenku węgla, tlenków azotu i innych gazowych zanieczyszczeń organicznych.

Kocioł wodny na paliwo stałe, według istoty wynalazku, jest wykonany z blachy stalowej jako konstrukcja spawana i ma kształt prostopadłościanu, którego ściany tworzą izolowany z zewnątrz płaszcz wodny, a ponadto kocioł wyposażony jest w trzy skośne półki wodne, przy czym górna i dolna półka wodna połączona jest z tylną ścianą kotła, środkowa zaś ze ścianą przednią, a wszystkie półki połączone są także ze ścianami bocznymi kotła. W ścianach wodnych wykonane są znane otwory: podawania paliwa, dwa otwory wyczystne i odprowadzenia spalin. Kocioł jest ponadto wyposażony w zamontowany w drzwiczkach otworu podawania paliwa znany palnik na pellet z podajnikiem paliwa. Pomiędzy górną a środkową półką wodną kotła, w kanale spalin, usytuowany jest turbulizator spalin w postaci wkładki wyposażonej w prostopadłe do powierzchni pólek przegrody, w ilości od trzech do pięciu, które, naprzemiennie, stykają się z jedną lub drugą boczną ścianą wodną kotła. Kocioł wyposażony jest w katalizator spalin, którego górna ściana usytuowana jest w niewielkiej odległości nad palnikiem pelletu, a ponadto, górna ściana katalizatora połączona jest od strony ścian bocznych i ściany tylnej kotła ze skierowanymi ku dołowi pod kątem α większym lub równym 90° ścianami bocznymi, tak, że dolne krawędzie bocznych ścian katalizatora usytuowane są względem bocznych i tylnej ścian wodnych kotła w odległości a = 10,0-100,0 mm, a ich wysokość b mieści się w granicach od 0,3 wysokości h palnika na pellet do odległości równej wartości a mierzonej od podstawy kotła.

PL 221 984 B1

Korzystnie, katalizator zamocowany jest na wspornikach usytuowanych na wewnętrznych powierzchniach przedniej i tylnej ściany wodnej lub, w odmianie wykonania wsparty jest na nogach o podstawę kotła. Stanowiąca turbulizator spalin wkładka ma przegrody połączone trwale dwoma prętami.

Taka konstrukcja kotła zapewnia bardzo wysoką sprawność cieplną dochodzącą do niemal 90%, zaś emitowane spaliny posiadają niską zawartość tlenku węgla, tlenków azotu, innych gazowych zanieczyszczeń organicznych oraz pyłów. Przeprowadzone badania dla kotłów o mocy cieplnej 15 i 22 kW wykazały odpowiednio: zawartość tlenku węgla na poziomie odpowiednio 119 33 i 256 mg/m³, zawartość tlenków azotu: 228 i 211 mg/m³, zawartość gazowych zanieczyszczeń 33 organicznych; 3 i 6 mg/m³, zawartość pyłów: w obydwu przypadkach 36 mg/m³, zaś temperatura spalin wyniosła 125 i 128°C.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest na rysunku w przykładach wykonania, na którym fig. 1 przedstawia kocioł w przekroju poprzecznym, fig. 2 - przekrój poprzeczny kotła w odmianie wykonania, zaś fig. 3 - turbulizator spalin z czterema przegrodami w widoku od góry.

Przykła d 1

Kocioł wodny na paliwo stale jest wykonany z blachy stalowej jako konstrukcja spawana i ma kształt prostopadłościanu, którego ściany tworzą izolowany z zewnątrz płaszcz wodny. Kocioł zaopatrzony jest w trzy skośne półki wodne 1, V, V, przy czym górna 1 i dolna półka wodna połączona jest z tylną ścianą kotła 2, zaś półka 1 ze ścianą przednią 3, a wszystkie półki połączone są także ze ścianami bocznymi kotła. W ścianie przedniej 3 wykonane są znane otwory: podawania paliwa 4, dwa otwory wyczystne 5, 51 odprowadzenia spalin 6. Kocioł jest wyposażony w zamontowany w drzwiczkach otworu podawania paliwa 4 znany palnik na pellet 7 z podajnikiem paliwa. Pomiędzy górną 1, a środkową 1 półką wodną kotła, w kanale spalin, usytuowany jest turbulizator spalin w postaci wkładki wyposażonej w cztery prostopadłe do powierzchni półek 1,1 przegrody 8 połączone trwale ze sobą dwoma płaskownikami 9. Pionowe przegrody 8 turbulizatora stykają się naprzemiennie z jedną lub drugą boczną ścianą wodną kotła. Kocioł wyposażony jest w katalizator spalin, którego górna ściana 10 usytuowana jest w niewielkiej odległości nad palnikiem na pellet 7, a ponadto ściana 10 ma kształt prostokąta i połączona jest z trzema skierowanymi ku dołowi pod kątem α = 145° ścianami bocznymi 11. Dolne krawędzie ścian 11 katalizatora usytuowane są względem bocznych i tylnej 2 ścian wodnych kotła w odległości a = 30,0 mm, a ich wysokość b wynosi 0,60 wysokości h palnika na pellet 7. Katalizator wsparty jest na kątownikach 12 przyspawanych do ścian 2 i 3 kotła.

Przykład 2

Kocioł wodny na paliwo stałe jest wykonany z blachy stalowej, jako konstrukcja spawana i ma kształt prostopadłościanu, którego ściany tworzą izolowany z zewnątrz płaszcz wodny. Kocioł zaopatrzony jest w trzy skośne półki wodne 1, Γ, V, przy czym górna 1 i dolna V półka wodna połączona jest z tylną ścianą kotła 2, zaś półka 1 ze ścianą przednią 3, a wszystkie półki połączone są także ze ścianami bocznymi kotła. W ścianie przedniej 3 wykonane są znane otwory: podawania paliwa 4, dwa otwory wyczystne 5, 5 i odprowadzenia spalin 6. Kocioł jest wyposażony w zamontowany w drzwiczkach otworu podawania paliwa 4 znany palnik na pellet 7 z podajnikiem paliwa. Pomiędzy górną 1, a środkową 1 półką wodną kotła, w kanale spalin, usytuowany jest turbulizator spalin w postaci wkładki wyposażonej w trzy prostopadłe do powierzchni półek 1, 1 przegrody 8 połączone trwale ze sobą dwoma płaskownikami 9. Pionowe przegrody 8 turbulizatora stykają się naprzemiennie z jedną lub drugą boczną ścianą wodną kotła. Kocioł wyposażony jest w katalizator spalin, którego górna ściana 10 usytuowana jest w niewielkiej odległości nad palnikiem na pellet 7, a ponadto ściana 10 ma kształt prostokąta i połączona jest z trzema skierowanymi ku dołowi pod kątem α = 110° ścianami bocznymi 11. Dolne krawędzie ścian 11 katalizatora usytuowane są względem bocznych i tylnej 2 ścian wodnych kotła w odległości a = 30,0 mm, a ich wysokość b wynosi 1,0 wysokości h palnika na pellet 7. Katalizator wsparty jest na podstawie kotła na nogach 13.

Claims (4)

1. Kocioł wodny na paliwo stałe wykonany z blachy stalowej, jako konstrukcja spawana w kształcie prostopadłościanu, którego ściany tworzą izolowany z zewnątrz płaszcz wodny, wyposażony w skośne półki wodne oraz w otwory: podawania paliwa, wyczystne i do odprowadzenia spalin, zaopatrzony w palnik na pellet z podajnikiem paliwa, a ponadto posiadający turbulizator

PL 221 984 B1 spalin w postaci wkładki z przegrodami, znamienny tym, że kocioł wyposażony jest w katalizator spalin, którego górna ściana (10) usytuowana jest w niewielkiej odległości nad palnikiem na pellet (7), a ściana (10) połączona jest ze skierowanymi ku dołowi pod kątem większym lub równym 90° ścianami bocznymi (11), które usytuowane są względem bocznych i tylnej (2) ścian wodnych kotła w odległości a = 10,0-100,0 mm, a ich wysokość b mieści się w granicach od 0,3 wysokości h palnika na pellet (7) do odległości równej wartości a mierzonej od podstawy kotła, a usytuowany pomiędzy górną (1) a środkową (1) półką wodną kotła turbulizator spalin ma postać wkładki wyposażonej w prostopadłe do powierzchni półek (1, U przegrody (8) w ilości 3-5, które naprzemiennie, stykają się z jedną lub drugą boczną ścianą wodną kotła.

2. Kocioł, według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizator wsparty jest na kątownikach (12) przyspawanych do ścian (2) i (3) kotła.

3. Kocioł, według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizator wsparty oparty jest na podstawie kotła na nogach (13).

4. Kocioł, według zastrz. 1, znamienny tym, że przegrody (8) połączone są trwale ze sobą dwoma płaskownikami (9).