PL229147B1 - Kocioł grzewczy na paliwa stałe - Google Patents

Abstract

Kocioł grzewczy na paliwa stałe zawiera przestrzeń płaszcza wodnego (1), przeznaczoną do instalacji wymiennika ciepła. Wzdłuż dwóch żeliwnych ścian bocznych (2a i 2b) komory spalania (2) oraz ściany górnej (2c) komory spalania (2) do przestrzeni znajdującej się pod rusztem (3), biegnie kanał powietrzny (4), który oddziela komorę spalania (2) od przestrzeni płaszcza wodnego (1). Żeliwna ściana boczna (2a i 2b) oraz żeliwna ściana górna (2c) stanowią zarazem ściany kanału powietrznego (4). Ruszt (3) oddziela komorę spalania (2) od komory popielnikowej. Część górna komory spalania (2) stanowi część konwekcyjną (2d). Przez kanał powietrzny (4) przechodzi wychodzący z zasobnika paliwa (6) przewód transportowy paliwa (7). Wlot kanału powietrznego (4) ma połączenie z wylotem z dmuchawy (8) o wydatku regulowanym sterownikiem (9), którego czujnik (10) jest wbudowany w ściankę komory spalania (2). W przewodzie transportowym paliwa (7) jest zamontowany podajnik ślimakowy (11).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kocioł grzewczy na paliwa stałe.

Z opisu wynalazku do polskiego patentu nr PL 216269 B1 znana jest konstrukcja kotła grzewczego na paliwa stałe z zasobnikiem paliwa, w której w obudowie z płaszcza wodnego zamocowana jest komora spalania, przedzieloną płytą rusztową od komory popielnikowej a deflektorem od części konwekcyjnej. Kocioł grzewczy jest zintegrowany z zasobnikiem paliwa zakończonym lejem zsypowym do którego mocowany jest podajnik ślimakowy prowadzony w przewodzie. Podajnik ślimakowy napędzany jest motoreduktorem. Zakończenie przewodu wprowadzone jest do komory spalania przez płaszcz wodny. W części długości połączenia podajnika ślimakowego z lejem zsypowym zasobnika paliwa rdzeń podajnika ślimakowego pozbawiony jest zwojów ślimaka. Płyta rusztowa w komorze spalania umieszczona jest na wysokości dolnej płaszczyzny przewodu podajnika ślimakowego w tunelu utworzonym przez boczne ściany równoległe względem siebie, płaszcza wo dnego. Płyta rusztowa w części środkowej posiada ruszt żeliwny utworzony z równolegle ułożonych względem siebie prętów. Pomiędzy prętami rusztu żeliwnego osadzona jest automatyczna zapalarka. Nad komorą spalania umieszczony jest deflektor wykonany z materiału żaroodpornego, korzystnie z masy ceramicznej. Deflektor na całej płaszczyźnie posiada przelotowe otwory a na co najmniej dwóch krawędziach mocujące występy. Ściany boczne płaszcza wodnego zarówno w komorze spalania jak i w komorze popieliskowej są skośnie osadzone w stronę płyty rusztowej a łącząc się ze ścianami bocznymi tworzą tunel. Nadto pod płytą rusztową znajduje się kanał nadmuchu powietrza dmuchawą. Uruchomienie kotła następuje poprzez załączenie zapalarki w ruszcie żeliwnym i rozpalenie wstęgi paliwa dostarczanego podajnikiem ślimakowym. Temperatura pracy płyty rusztowej powoduje, iż dostarczana wstęga paliwa jest wstępnie w pierwszej części płyty zgazowywana, następnie na ruszcie żeliwnym ulega spalaniu a w ostatniej części płyty ulega dopaleni u, po czym napierająca wstęga paliwa sukcesywnie usuwa popiół do części popielnikowej. Utworzenie zminimalizowanej objętości komory spalania poprzez zwiększenie objętości płaszcza wodnego a tym samym rozbudowanie powierzchni odbioru ciepła przez ściany boczne sprawia, iż oddawanie ciepła spalania jest bezpośrednie, natychmiastowe i pozbawione strat.

Z opisu wynalazku do polskiego patentu nr PL 169915 B1 znana jest konstrukcja kotła z paleniskiem na paliwa stałe, w którym kocioł opalany stałym paliwem, mający obudowę, w której znajduje się komora spalania zaopatrzona w posuwisto-zwrotny segment rusztów napędzanych przez urządzenia. Otwór wlotowy paliwa jest doprowadzony do komory i połączony z elewatorem podającym paliwo do kotła. Wejście powietrza jest doprowadzone z przodu kotła skąd rozchodzi się w komorze spalania. Strefa spalania znajduje się powyżej poziomu rusztu i łączy się z tyłu kotła z komorą rewersyjną i przejściem dla gazów połączonym z rurami wymiennika ciepła. Wymiennik ciepła zwykle zawiera zbiornik wodny w celu bezpośredniej wymiany ciepła z komory spalania zbiornik wodny przez które przechodzą rury. Gazy odlotowe ze spalania opuszczające rury przechodzą do cyklonu, który wychwytuje drobne zanieczyszczenia i usuwa je na przenośnik do usuwania popiołów, który jest umieszczony pomiędzy rusztem i zbiornikiem odpadów. Napędzany silnikiem przenośnik ślimakowy jest umieszczony w rurze i służy do transportu pozostałości popiołu spadającego z rusztu w przestrzeni odbierania popiołu. W poprzek komory sp alania usytuowana jest przepuszczająca gaz przegroda, która jest zawieszona w suficie komory w taki sposób, że jej pozycja może być zmieniana wzdłuż komory. Następna przepuszczająca gaz przegroda jest umieszczona w przepuście wymiennika ciepła. Przegroda jest podobnie zawieszona w punkcie w sposób ruchomy wzdłuż przepustu. Przegrody mają profilowane dolne obrzeża. W tym szczególnym przykładzie profile są zbliżone do blankowego zwieńczenia. Przegrody mają również perforacje. W czasie pracy, paliwo stałe na przykład węgiel jest doprowadzane do komory spalania przez wejście na ruszt w celu spalenia w powietrzu doprowadzanym przez wlot. Zapalenie paliwa następuje elektrycznie poprzez otwór zapalający. Złoże ognia jest utworzone na ruszcie, a produkty gazowe spalania unoszą się z niego do strefy spalania i przepływają w kierunku tylnej ściany kotła. Ruszt porusza się ruchem posuwisto-zwrotnym za pomocą urządzeń uruchamiających, dzięki czemu złoże ogniowe jest ciągle mieszane w celu poprawienia spalania i przesuwania popiołu wzdłuż rusztu. Po napotkaniu przegrody gazy tłoczone są w zmienionym kierunku i w ten sposób przepływają turbulentnie poprzez blankowe zwieńczenie i perforacje. Turbulencja ta wydłuża czas pozostawania gazów w strefie spalania co stwarza możliwość dodatkowego spalenia lotnych substancji, i dzięki temu następuje ograniczenie emisji dymu. Poprawia się jednocześnie wymiana ciepła z wodą

PL 229 147 B1 w zbiorniku i odpowiednio podnosi się ogólna wydajność kotła. Gazy odlotowe po przejściu przez przegrodę przechodzą przez komorę rewersyjną do przepustu gdzie napotykają przegrodę powodującą ponowne wystąpienie turbulencji co powoduje opisane powyżej zjawiska w gazach przed ich wypływem przez rury. Gazy wychodzą z wymiennika ciepła i przepływają do urządzenia cyklonowego, gdzie są oczyszczane przed wypuszczeniem do atmosfery. Wytrącone zanieczyszczenia spadają do przewodu, z którego rozładowywane są przez przenośnik ślimakowy do zbiornika. Popiół z rusztu spada do strefy, skąd jest usuwany przez ślimak w ten sam sposób jak zanieczyszczenia z gazu.

Znane są rozwiązania konstrukcyjne kotłów, zawierających urządzenia zwiększające ich sprawność cieplną. Urządzenia takie najczęściej są oparte na wymiennikach ciepła odzyskujących ciepło uchodzących z pieca gazów, które są w ydzielane z komory paleniskowej jako produkt spalania paliwa. Przykładowym rozwiązaniem jest konstrukcja ujawniona w opisie zgłoszeniowym wynalazku do patentu USA nr US2013092105A1 stanowiące układ zawierający kocioł grzewczy wyposażony w wymiennik ciepła zamontowany wewnątrz rury komina.

Celem wynalazku jest konstrukcja kotła umożliwiająca zwiększenie jego sprawności.

Istota wynalazku, którym jest konstrukcja kotła grzewczego na paliwa stałe, zawierającego co najmniej przestrzeń płaszcza wodnego, komorę spalania oddzieloną rusztem od komory popielnikowej i część konwekcyjną, a także zasobnik paliwa oraz wylot kanału powietrznego charakteryzuje się tym, że ma kanał powietrzny, biegnący wzdłuż co najmniej dwóch ścian bocznych komory spalania i ścian górnej komory spalania do przestrzeni znajdującej się pod rusztem, poza tym kanał powietrzny oddziela komorę spalania od przestrzeni płaszcza wodnego, natomiast ściana boczna oraz ściana górna komory spalania stanowią zarazem ściany kanału powietrznego, ponad to przez kanał powietrzny przechodzi wychodzący z zasobnika paliwa przewód transportowy paliwa. Według innej, korzystnej cechy wynalazku wlot kanału powietrznego ma połączenie z wylotem z dmuchawy o wydatku regulowanym sterownikiem, którego czujnik jest wbudowany w ściankę komory spalania. Według kolejnej, korzystnej cechy wynalazku wlot kanału powietrznego ma połączenie z wylotem z dmuchawy o wydatku regulowanym sterownikiem, którego czujnik jest wbudowany w ściankę komory popielnikowe. Według następnej, korz ystnej cechy wynalazku w przewodzie transportowym paliwa ma zamontowany podajnik ślimakowy.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest możliwość zwiększenia sprawności cieplnej kotła, w którym dostarczenie w trakcie procesu spalania podgrzanego wstępnie powietrza umożliwia optymalizację przebiegu spalania paliwa, szczególnie w przypadkach gdy paliwem jest biomasa o stosunkowo dużej wilgotności względnej.

Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony na podstawie jego przykładowych realizacji, zilustrowanych rysunkiem stanowiącym schematyczny widok jego przekroju wzdłużnego płaszczyzną przechodzącą przez przewód transportowy paliwa.

P r z y k ł a d 1

Kocioł grzewczy na paliwa stałe, według przykładowej realizacji wynalazku zawiera przestrzeń płaszcza wodnego 1, przeznaczoną do instalacji wymiennika ciepła. Wzdłuż dwóch żeliwnych ścian bocznych 2a i 2b komory spalania 2 oraz ściany górnej 2c komory spalania 2 do przestrzeni znajdującej się pod rusztem 3, biegnie kanał powietrzny 4, który oddziela komorę spalania 2 od przestrzeni płaszcza wodnego 1. Żeliwna ściana boczna 2a i 2b oraz żeliwna ściana górna 2c stanowią zarazem ściany kanału powietrznego 4. Ruszt 3 oddziela komorę spalania 2 od komory popielnikowej 5. Część górna komory spalania 2 stanowi część konwekcyjną 2d. Przez kanał powietrzny 4 przechodzi wychodzący z zasobnika paliwa 6 przewód transportowy paliwa 7. Wlot kanału powietrznego 4 ma połączenie z wylotem z dmuchawy 8 o wydatku regulowanym sterownikiem 9, którego czujnik 10 jest wbudowany w ściankę komory spalania 2. W przewodzie transportowym paliwa 7 jest zamontowany podajnik ślimakowy 11.

P r z y k ł a d 2

Kocioł grzewczy na paliwa stałe, według przykładowej realizacji wynalazku zawiera przestrzeń płaszcza wodnego 1, stanowiącą obudowę komory spalania 2. Wzdłuż dwóch żeliwnych ścian bocznych 2a i 2b komory spalania 2 oraz ściany górnej 2c komory spalania 2 do przestrzeni znajdującej się pod rusztem 3, biegnie kanał powietrzny 4, który oddziela komorę spalania 2 od przestrzeni płaszcza wodnego 1 Żeliwna ściana boczna 2a i 2b oraz żeliwna ściana górna 2c stanowią zarazem ściany kanału powietrznego 4. Ruszt 3 oddziela komorę spalania 2 od komory popielnikowej 5. Część górna komory spalania 2 stanowi część konwekcyjną 2d. Przez kanał

PL 229 147 B1 powietrzny 4 przechodzi wychodzący z zasobnika paliwa 6 przewód transportowy paliwa 7. Wlot kanału powietrznego 4 ma połączenie z wylotem z dmuchawy 8 o wydatku regulowanym sterownikiem 9, którego czujnik 10 jest wbudowany w ściankę komory popielnikowej 5. W przewodzie transportowym paliwa 7 jest zamontowany podajnik ślimakowy 11. Przestrzeń płaszcza wodnego 1, stanowiąca obudowę komory spalania 2 przedstawiona została szerzej w opisie wynalazku według patentu polskiego PL.216269B1.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kocioł grzewczy na paliwa stałe, zawierający co najmniej przestrzeń płaszcza wodnego, komorę spalania oddzieloną rusztem od komory popielnikowej i część konwekcyjną, a także zasobnik paliwa oraz wylot kanału powietrznego, znamienny tym, że ma kanał powietrzny (4), biegnący wzdłuż co najmniej dwóch ścian bocznych (2a i 2b) komory spalania (2) i ściany górnej komory spalania (2c) do przestrzeni znajdującej się pod rusztem (3), poza tym kanał powietrzny (4) oddziela komorę spalania (2) od przestrzeni płaszcza wodnego (1), natomiast ściana boczna (2a) oraz ściana górna (2b) komory spalania (2) stanowią zarazem ściany kanału powietrznego (4), ponad to przez kanał powietrzny (4) przechodzi wychodzący z zasobnika paliwa (6) przewód transportowy paliwa (7).
2. 2. Kocioł grzewczy na paliwa stałe, według zastrz. 1, znamienny tym, że wlot kanału powietrznego (4) ma połączenie z wylotem z dmuchawy (8) o wydatku regulowanym sterownikiem (9), którego czujnik (10) jest wbudowany w ściankę komory spalania (2).
3. 3. Kocioł grzewczy na paliwa stałe, według zastrz. 1, znamienny tym, że wlot kanału powietrznego (4) ma połączenie z wylotem z dmuchawy (8) o wydatku regulowanym sterownikiem (9), którego czujnik (10) jest wbudowany w ściankę komory popielnikowej (5).
4. 4. Kocioł grzewczy na paliwa stałe, według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że w przewodzie transportowym paliwa (7) ma zamontowany podajnik ślimakowy (11).