PL229763B1

PL229763B1 - Device for firing the boiler by means of microwaves

Info

Publication number: PL229763B1
Application number: PL407667A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Słowiński
Original assignee: Univ Rolniczy Im Hugona Kollataja W Krakowie; Uniwersytet Rolniczy Im Hugona Kollataja W Krakowie
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2018-08-31
Also published as: PL407667A1

Abstract

W obudowie urządzenia znajduje się magnetron (4) wytwarzający fale elektromagnetyczne o częstotliwości 868 MHz - 2483 MHz. Z magnetronu (4) wyprowadzony jest falowód (7) zakończony anteną (9), emitującą mikrofale. Antena (9) skierowana jest bezpośrednio w stronę paliwa stałego (11). W sąsiedztwie magnetronu (4) znajduje się transformator (5) i kondensator (6), a nad nimi wentylator (3) rozprowadzający po wnętrzu obudowy powietrze chłodzące.There is a magnetron (4) in the housing of the device that produces electromagnetic waves with a frequency of 868 MHz - 2483 MHz. A waveguide (7) ends with an antenna (9) emitting microwaves from the magnetron (4). The antenna (9) points directly towards the solid fuel (11). In the vicinity of the magnetron (4) there is a transformer (5) and a capacitor (6), and above them a fan (3) distributing cooling air inside the housing.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie służące do rozpalania kotła na paliwo stałe za pomocą mikrofal.The subject of the invention is a device for lighting a solid fuel boiler with the use of microwaves.

Z zastosowania w praktyce znane są ceramiczne promienniki podczerwieni, wykonane z wysokoogniotrwałego tworzywa ceramicznego z zatopioną wewnątrz korpusu spiralą grzejną. Ich zasada działania opiera się na zjawisku promieniowania temperaturowego. Są to urządzenia bardzo awaryjne. W trakcie eksploatacji przewody zasilające znajdujące się w pobliżu grzałki rozgrzewają się, a ich izolacja z czasem ulega wykruszeniu. Często w urządzeniach tych występują problemy z chłodzeniem promiennika w czasie pracy kotła.In practice, ceramic infrared heaters are known, made of highly refractory ceramic material with a heating coil embedded inside the body. Their principle of operation is based on the phenomenon of temperature radiation. They are very emergency devices. During operation, the power cables near the heater heat up and their insulation cracks over time. Often, these devices have problems with cooling the radiator during boiler operation.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest to, że składa się ono z magnetronu wytwarzającego fale elektromagnetyczne o częstotliwości od 868 MHz do 2483 MHz, z którego wyprowadzony jest falowód zakończony anteną, emitującą mikrofale. Falowód ma postać rury, a antena ma postać w przybliżeniu stożka ściętego lub ostrosłupa ściętego, który jest wprowadzony większą podstawą do wnętrza kotła i skierowany bezpośrednio w stronę paliwa stałego znajdującego się w kotle. Do ujścia anteny zamontowana jest płytka osłaniająca. W sąsiedztwie magnetronu umieszczone są transformator i kondensator, a powyżej znajduje się wentylator, doprowadzający do wnętrza obudowy urządzenie powietrze chłodzące.The essence of the solution according to the invention is that it consists of a magnetron generating electromagnetic waves with a frequency of 868 MHz to 2483 MHz, from which a waveguide terminates with an antenna emitting microwaves. The waveguide is in the form of a tube and the antenna is in the form of an approximately truncated cone or truncated pyramid which is inserted with a larger base inside the boiler and directed directly towards the solid fuel contained in the boiler. A cover plate is mounted to the mouth of the antenna. A transformer and a capacitor are placed in the vicinity of the magnetron, and a fan above it, which supplies cooling air to the inside of the device.

Korzystnie urządzenie wyposażone jest w sterownik, włączający i wyłączający urządzenie, jak również sterujący czasem jego pracy.Preferably, the device is equipped with a controller that turns the device on and off, as well as the time of its operation.

Korzystnie urządzenie posiada układ bezpieczeństwa zintegrowany ze sterownikiem, składający się z wyłączników krańcowych, połączonych z drzwiami kotła.Preferably, the device has a safety system integrated with the controller, consisting of limit switches connected to the boiler door.

Korzystnie między urządzeniem a kotłem znajduje się przepustnica, zamykająca lub otwierająca dopływ ogrzanego powietrza z urządzenia do kotła.Preferably, there is a throttle between the device and the boiler, which closes or opens the flow of heated air from the device to the boiler.

Zaletą przedstawionego powyżej rozwiązania jest wykorzystanie powietrza podgrzanego w procesie chłodzenia magnetronu i transformatora dla dosuszenia paliwa stałego w kotle oraz jego samozapłon, na skutek podniesienia jego temperatury w warunkach bezpiecznych dla obsługi kotła. Zastosowanie sterownika pozwala na włączenie urządzenia z określonym czasem zwłoki, dającym obsłudze możliwość oddalenia się od urządzenia. Zastosowanie wyłączników krańcowych skutkuje wyłączeniem urządzenia już przy lekkim uchyleniu drzwi w trakcie pracy kotła. Przedstawiona powyżej konstrukcja urządzenia ogranicza upływ mikrofal do otoczenia.The advantage of the solution presented above is the use of heated air in the cooling process of the magnetron and the transformer to dry the solid fuel in the boiler and its spontaneous combustion as a result of raising its temperature in conditions that are safe for the operation of the boiler. The use of the driver allows you to turn on the device with a specific delay time, giving the operator the ability to move away from the device. The use of limit switches results in switching off the device even when the door is slightly ajar during boiler operation. The design of the device presented above limits the leakage of microwaves to the environment.

Rozwiązanie według wynalazku zostało zilustrowane przykładem wykonania, przedstawionym na rysunku, będącym przekrojem pionowym urządzenia wraz z kotłem.The solution according to the invention is illustrated with an embodiment shown in the drawing, which is a vertical section of the device together with the boiler.

Urządzenie jest umieszczone w obudowie poza kotłem. Głównym elementem urządzenia jest magnetron 4, oddalony od paleniska 12 kotła 1. Od magnetronu 4 poprowadzony jest pionowo rurowy falowód 7 zakończony anteną 9, wyposażoną w płytkę osłaniającą np. mikową. Falowód 7 i antena 9 mają postać czterech blach połączonych ze sobą. Antena 9 skierowana jest bezpośrednio w stronę paliwa stałego 11. W sąsiedztwie magnetronu 4 znajdują się transformator 5 i kondensator 6, a nad wszystkimi tymi elementami umieszczony jest wentylator, doprowadzający powietrze chłodzące do wnętrza obudowy urządzenia. Urządzenie wyposażone jest w sterownik 8, sterujący momentem załączenia urządzenia, jak również czasem jego pracy. Urządzenie posiada również układ bezpieczeństwa zintegrowany ze sterownikiem 8, składający się z wyłączników krańcowych połączonych z drzwiami 13 kotła 1.The device is placed in a housing outside the boiler. The main element of the device is the magnetron 4, distant from the furnace 12 of the boiler 1. From the magnetron 4 there is a vertically tubular waveguide 7 ending with an antenna 9, equipped with a mica shielding plate. The waveguide 7 and the antenna 9 are in the form of four plates connected to each other. The antenna 9 is directed directly towards the solid fuel 11. In the vicinity of the magnetron 4 there are a transformer 5 and a capacitor 6, and above all these elements there is a fan for supplying cooling air to the inside of the device housing. The device is equipped with a controller 8, which controls the moment when the device is turned on, as well as the time of its operation. The device also has a safety system integrated with the controller 8, consisting of limit switches connected to the door 13 of the boiler 1.

Sterownik 8 dokonuje załączenia urządzenia, co oznacza, że magnetron 4 zaczyna wytwarzać fale elektromagnetyczne o częstotliwości 2450 MHz. Wentylator 3 rozprowadza powietrze z zewnątrz, które chłodzi magnetron, transformator 5 i kondensator 6. Po przejściu podgrzanego powietrza przez przepustnicę 10 i dotarciu do paliwa stałego 11, podgrzewa je i dosusza. Pod wpływem promieniowania paliwo stałe 11 ulega nagrzaniu i samozapłonowi. Po rozpaleniu paliwa stałego 11 przepustnica 10 zamyka się, uniemożliwiając dalszy dopływ ciepłego powietrza do kotła 1, co mogłoby utrudnić sterowanie jego mocą jak również uniemożliwia dostęp spalin do urządzenia.The controller 8 turns on the device, which means that the magnetron 4 starts to generate electromagnetic waves with a frequency of 2450 MHz. The fan 3 distributes air from the outside, which cools the magnetron, transformer 5 and condenser 6. After the heated air passes through the throttle 10 and reaches the solid fuel 11, it heats it and dries it. Under the influence of radiation, the solid fuel 11 heats up and ignites spontaneously. After firing up the solid fuel 11, the throttle 10 closes, preventing further hot air from flowing to the boiler 1, which could make it difficult to control its power, as well as preventing the access of exhaust gases to the device.

Claims

1.A device for lighting the boiler with microwaves, having an element heating the fuel in the boiler to the temperature of its self-ignition, characterized by the fact that it consists of a magnetron (4) generating electromagnetic waves with the frequency of 868 MHz - 2483 MHz, from which a waveguide (7 ) terminated with an antenna (9) emitting microwaves, the waveguide (7) in the form of a tube and the antenna (9) in the form of an approximately truncated cone or a truncated pyramid, which is introduced with a larger base inside the boiler (1) and directed directly into the solid fuel side (11), and this outlet has a shielding plate mounted, moreover, a transformer (5) and a condenser (6) are located in the vicinity of the magnetron (4), and a fan (3) is mounted above, supplying cooling air to the inside of the device housing .

2. The device according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that it is equipped with a controller (8) that turns the device on and off, and also controls the time of its operation.

3. The device according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that it has a safety system integrated with the controller (8), consisting of limit switches connected to the door (13) of the boiler (1).

4. The device according to claim 1 A damper (10) is provided between the device and the boiler (1), which closes or opens the flow of heated air from the device to the interior of the boiler (1).