PL244404B1 - Automatyczny podajnik plastrów drewna do kotła - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest automatyczny podajnik plastrów drewna do kotła osadzony na ramie zawierający obudowę podajnika, a do obudowy podajnika zamocowany jest silnik elektryczny elementu wypychającego, przy czym do obudowy podajnika (1) zamocowany jest silnik elektryczny zasobnika, a silnik elektryczny popychacza zamocowany jest do wózka zasobnika (11), który zawiera listwę zębatą, natomiast zasobnik (3) plastrów drewna (6) osadzony jest na wózku podajnika (11), przy czym zasobnik (3) zawiera przynajmniej dwie tuleje (5) wyposażone w wycięcia wzdłużne (7), przy czym tuleje (5) osadzone są na ramie podajnika (9) i zawierają wycięcia (8), zaś w dolnej części każdej tulei (5) powyżej wycięcia (8) umieszczony jest czujnik optyczny (20), zaś element wypychający połączony jest z popychaczem (10), natomiast popychacz (10) osadzony jest na ramie i połączony jest z listwą zębatą. Przedmiotem zgłoszenia jest również sposób podawania plastrów drewna do kotła.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest automatyczny podajnik plastrów drewna do kotła, zwłaszcza kotła centralnego ogrzewania. Wynalazek znajduje zastosowanie w ogrzewnictwie.

Z polskiego opisu patentowego PAT.227736 znany jest podajnik zasilający palenisko paliwem stałym osadzony na ramie zawierający zasobnik, motoreduktor, wentylator i sterownik, charakteryzuje się tym, że ma ramę, wewnątrz której znajduje się zasobnik - część dolna, a nad nim zasobnik - część górna podający biomasę do palnika w komorze spalania, którego wielkość jest dopasowana do szerokości podajnika, wyposażonego w dolną skośną podłogę, na której umieszczone jest ruchome koło oscylacyjne w postaci talerza z napędem, współpracujące z tłokiem zapychającym z napędem oraz z tłokiem podającym z napędem, umieszczonym na samym dnie zasobnika w rynnie zasypowej, który wykonuje ruch posuwisto zwrotny i wyposażony jest w charakterystyczne zęby na jego trzpieniu regulujące przepływ paliwa do rusztu paleniska.

Z opisu patentowego DE102010055215 znane jest urządzenie transportujące do przenoszenia materiału palnego ze zbiornika zasilającego do spalarni odpadów stałych i zaprojektowane jako urządzenie z dwoma tłokami podającymi. Urządzenie sterujące służy do przesuwania tłoków między pozycją dozowania a pozycją zamykania w oparciu o parametry kontrolne, tak że określona ilość materiału jest przenoszona do obszaru jednego z tłoków nad rurą wału opadowego. Układ barier świetlnych jest umieszczony w rurze szybowej w celu wykrywania ilości materiału zebranego w rurze.

Z kolejnego opisu patentowego US4281603 znany jest piec do spalania odpadów stałych, takich jak bele słomy lub wióry. Materiał automatycznie jest podawany ze zbiornika zasobnikowego przez rurę prowadzącą do dna komory spalania pieca. Automatyczne podawanie może obejmować popychacz przesuwający się w rurze pod działaniem tłoka lub ślimaka. W obu przypadkach popychacz lub ślimak w dużym stopniu blokuje rurę, aby zapobiec niepożądanemu dostaniu się powietrza do komory spalania. Popychacz jest kontrolowany przez element, który wykrywa temperaturę spalin. Wylot pojemnika może zawierać łańcuch do rozbijania materiału w postaci słomy, a rura może zawierać połączenie kontrolowane przez czujnik ciepła. Piec przystosowany jest do przyjmowania kontrolowanych ilości powietrza pierwotnego, a gorące, niecałkowicie spalone gazy spalinowe przechodzą do komory dopalania, w której dopływa powietrze wtórne.

Jednym z najpopularniejszych sposobów wytwarzania energii cieplnej jest spalanie paliw stałych w kotłach centralnego ogrzewania. Urządzenia dostępne na rynku różnią się od siebie budową, rodzajem spalanego paliwa oraz stopniem zaawansowania. Często używanymi kotłami są kotły dwupaleniskowe z zautomatyzowanym paleniskiem zasadniczym.

Głównym problemem w istniejących rozwiązaniach w przypadku awarii automatycznego paleniska głównego jest konieczność częstego ręcznego podawania paliwa na palenisko awaryjne przez użytkownika. Jest to bardzo uciążliwe dla użytkownika kotła, gdyż w przypadku dłuższej nieobecności użytkownika i braku możliwości podłożenia paliwa w sposób ręczny, w bardzo szybkim tempie piec wygasa, wychładzają się pomieszczenia co może doprowadzić do awarii instalacji CO. Z drugiej zaś strony, wielokrotne podkładanie paliwa w krótkim okresie czasu z pewnością staje się uciążliwe. Brak jest rozwiązań automatyzujących proces podawania paliwa stałego w postaci łatwej do przygotowania samodzielnie przez użytkownika z posiadanej biomasy drzewnej. Istnieją podajniki do zrębek lub pellet. Wyprodukowanie zrębek lub tym bardziej pellet wymaga posiadania odpowiednich specjalistycznych urządzeń. Natomiast drewno w formie plastrów użytkownik może samodzielnie przygotować przy pomocy zwykłej pilarki. Nie ma również urządzeń umożliwiających łatwe zautomatyzowanie podawania drewna do istniejących kotłów jednopaleniskowych, umożliwiających ich łatwą modyfikację.

Nieoczekiwanie wszystkie wyżej wymienione problemy techniczne zostały rozwiązane dzięki przedmiotowemu wynalazkowi.

Przedmiotem wynalazku jest automatyczny podajnik plastrów drewna do kotła osadzony na ramie podajnika zawierający obudowę podajnika, która przystosowana jest do mocowania do bocznej ściany kotła i do której to obudowy podajnika zamocowany jest silnik elektryczny elementu wypychającego wraz z elementem wypychającym, charakteryzujący się tym, że do obudowy podajnika zamocowany jest silnik elektryczny zasobnika z osadzonym na jego wale kołem zębatym, zaś koło zębate jest zazębione z zębatką zasobnika przymocowaną do wózka zasobnika, a silnik elektryczny popychacza, na wale którego osadzone jest koło zębate, zamocowany jest do ramy popychacza, zaś koło zębate napędzające zębatkę popychacza połączone jest z popychaczem, natomiast zasobnik plastrów drewna osadzony jest na wózku zasobnika, przy czym zasobnik zawiera przynajmniej dwie tuleje wyposażone w wycięcia wzdłużne, przy czym tuleje osadzone są na ramie podajnika i zawierają wycięcia po obu stronach w dolnej części każdej tulei, zaś w dolnej części każdej tulei powyżej wycięcia umieszczony jest czujnik optyczny, zaś element wypychający połączony jest z popychaczem, natomiast popychacz osadzony jest na ramie i połączony jest z listwą zębatą.

Korzystnie, automatyczny podajnik plastrów charakteryzuje się tym, że zasobnik zawiera trzy tuleje o przekroju kołowym.

Korzystnie, automatyczny podajnik charakteryzuje się tym, że wycięcia wzdłużne wykonane są na całej długości każdej z tulei.

Korzystnie, automatyczny podajnik plastrów charakteryzuje się tym, że popychacz stanowi płaskownik.

Korzystnie, automatyczny podajnik plastrów charakteryzuje się tym, że element wypychający jest ścięty.

Kolejnym przedmiotem wynalazku jest sposób podawania plastrów drewna wykorzystujący automatyczny podajnik plastrów charakteryzujący się tym, że polega na tym, że ustawia się podajnik w pozycji umożliwiającej podawania plastrów drewna z pierwszej tulei i po ustawieniu się podajnika, element wypychający wraz z popychaczem wykonuje ruch posuwisto-zwrotny prostopadle do ściany bocznej kotła i kieruje plaster drewna do komory spalania, z tym, że proces ten powtarzany jest do momentu wyczerpania plastrów drewna w pierwszej tulei, a po wyczerpaniu plastrów drewna w pierwszej tulei, czujnik optyczny przekazuje informację o braku plastrów i następuje przesunięcie zasobnika, co umożliwia podawanie plastrów drewna z drugiej tulei, natomiast po wyczerpaniu plastrów z dwóch tulei zasobnik jest przesuwany i podawanie plastrów odbywa się z trzeciej tulei, wówczas uzupełnia się plastry w pustych tulejach, a po wyczerpaniu zapasu z trzeciej tulei, cykl się powtarza, czyli podajnik ustawia się w pozycji umożliwiającej podawania plastrów z drugiej tulei, a następnie z pierwszej, z kolei po wypchnięciu plastra drewna, popychacz wraz z elementem wypychającym pełni rolę przegrody dzielącej komorę spalania i zasobnik, dlatego przesunięcie samego zasobnika jest możliwe tylko po cofnięciu się popychacza, przy czym częstotliwość podawania plastrów drewna do komory spalania regulowana jest za pomocą sterownika, który na podstawie danych z czujnika temperatury umieszczonego w instalacji obiegu wodnego kotła decyduje o ruchu popychacza.

Celem zaprojektowanego i wykonanego urządzenia będącego przedmiotem wynalazku było zautomatyzowanie paleniska awaryjnego, aby wyeliminować wielokrotne, ręczne podkładanie paliwa przez użytkownika. Wymagało to opracowania zasobników rurowych na plastry oraz opracowania sposobu pobierania plastrów z zasobników. Opracowano również mechanizm przesuwu pustych zasobników, co umożliwia uzupełnianie plastrów bez przerywania pracy podajnika. Zaprojektowane urządzenie umożliwia zasilanie paleniska awaryjnego łatwym do wytworzenia paliwem stałym. Zaprojektowane urządzenie może być zamontowane do kotłów jednopaleniskowych opalanych paliwem stałym. Można to zrobić bez poważnych ingerencji w konstrukcję kotła. Dzięki takiemu rozwiązaniu poprawia się komfort obsługi takich kotłów.

Szczególną zaletą tego urządzenia jest prostota konstrukcji oraz łatwość montażu na istniejących kotłach CO. Wynalazek umożliwia zautomatyzowanie zasilania kotłów łatwym do przygotowania paliwem, którym jest drewno w formie plastrów.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok podajnika, fig. 2 przedstawia widok podajnika z boku.

Przykład 1

Automatyczny podajnik plastrów drewna do kotła zawiera obudowę podajnika 1, która przystosowana jest do mocowania do bocznej ściany kotła 4, zasobnik 3 plastrów drewna 6 osadzony na wózku podajnika 12 oraz popychacz 10 podający plastry drewna 6 do komory spalania 2. Zasobnik 3 zawiera trzy tuleje 5 osadzone na ramie podajnika 9 o przekroju kołowym, przy czym każda z tulei 5 posiada większy przekrój od przekroju plastrów drewna 6 wykorzystywanych do zasilania kotła. W tulejach 5 zasobnika 3 na całej długości tulei 5 wykonane są wycięcia wzdłużne 7, a w dolnej części tulei 5 po obu stronach znajdują się wycięcia 8 umożliwiające przesunięcie plastra drewna 6 do komory spalania 2. Do obudowy podajnika 1 zamocowany jest silnik elektryczny zasobnika 15, na którego wale osadzone jest koło zębate 13, zazębione z zębatką 5 zasobnika 11 przymocowaną do wózka zasobnika 12. Do obudowy popychacza 9 zamocowany jest również drugi silnik elektryczny 17 napędzający popychacz 10 na końcu którego znajduje się element wypychający 14 podparty łożyskami, zawierający listwę zębatą 18, do której to listwy zamocowany jest popychacz 10, przy czym popychacz 10 stanowi płaskownik i usytuowany jest na ramie popychacza 19, a element wypychający 14 usytuowany na popychaczu 10 jest korzystnie ścięty. W dolnej części każdej kolumny znajdują się czujniki optyczne 20 wypełnienia tulei 5 zasobnika 3.

Przykład 2

Sposób podawania plastrów drewna 6 do kotła polega na ustawieniu się podajnika w pozycji umożliwiającej podawania plastrów drewna 6 z pierwszej tulei 5. Po ustawieniu się podajnika, element wypychający 14 wraz z popychaczem 10 wykonuje ruch posuwisto-zwrotny prostopadle do ściany bocznej kotła 4 i kieruje plaster drewna 6 do komory spalania 2. Proces ten powtarzany jest do momentu wyczerpania plastrów drewna 6 w pierwszej tulei 5. Po wyczerpaniu plastrów drewna 6 w pierwszej tulei 5, czujnik optyczny 20 przekazuje informację o braku plastrów i następuje przesunięcie zasobnika 3, co umożliwia podawanie plastrów drewna 6 z drugiej tulei 5. Po wyczerpaniu plastrów z dwóch tulei 5 zasobnik 3 jest przesuwany i podawanie plastrów odbywa się z trzeciej tulei 5. W tym czasie użytkownik powinien uzupełnić plastry w pustych tulejach 5. Po wyczerpaniu zapasu z trzeciej tulei 5, cykl się powtarza, czyli podajnik ustawia się w pozycji umożliwiającej podawania plastrów z drugiej tulei 5, a następnie z pierwszej. Po wypchnięciu plastra drewna 6 popychacz 10 pełni rolę przegrody dzielącej komorę spalania 2 i zasobnik 3, dlatego przesunięcie samego zasobnika 3 jest możliwe tylko po cofnięciu się popychacza 10. Częstotliwość podawania plastrów drewna 6 do komory spalania 2 regulowana jest przez sterownik, który na podstawie danych z czujnika temperatury umieszczonego w instalacji obiegu wodnego, który decyduje o ruchu elementu wypychającego 14 z popychaczem 10.

Wykaz oznaczeń:

- obudowa podajnika,

- komora spalania,

- zasobnik,

- boczna ściana kotła,

- tuleje zasobnika,

- plastry drewna,

- wycięcia wzdłużne tulei,

- wycięcia dolne po obu stronach tulei,

- rama podajnika,

- popychacz,

- zębatka zasobnika,

- wózek zasobnika,

- koło zębate zasobnika,

- element wypychający,

- silnik elektryczny zasobnika,

- koło zębate elementu wypychającego,

- silnik elektryczny elementu wypychającego,

- zębatka elementu popychacza,

- rama popychacza,

- czujnik optyczny zapełnienia zasobnika

Claims (6)

1. Automatyczny podajnik plastrów drewna do kotła osadzony na ramie podajnika zawierający obudowę podajnika, która przystosowana jest do mocowania do bocznej ściany kotła i do której to obudowy podajnika zamocowany jest silnik elektryczny elementu wypychającego wraz z elementem wypychającym, znamienny tym, że do obudowy podajnika (1) zamocowany jest silnik elektryczny zasobnika (15) z osadzonym na jego wale kołem zębatym (13), zaś koło zębate (13) jest zazębione z zębatką zasobnika (11) przymocowaną do wózka zasobnika (12), a silnik elektryczny popychacza (17), na wale którego osadzone jest koło zębate (16), zamocowany jest do ramy popychacza (9), zaś koło zębate (16) napędzające zębatkę popychacza (18) połączone jest z popychaczem (10), natomiast zasobnik (3) plastrów drewna (6) osadzony jest na wózku zasobnika (12), przy czym zasobnik (3) zawiera przynajmniej dwie tuleje (5) wyposażone w wycięcia wzdłużne (7), przy czym tuleje (5) osadzone są na ramie podajnika (9) i zawierają wycięcia (8) po obu stronach w dolnej części każdej tulei (5), zaś w dolnej części każdej tulei (5) powyżej wycięcia (8) umieszczony jest czujnik optyczny (20), zaś element wypychający (14) połączony jest z popychaczem (10), natomiast popychacz (10) osadzony jest na ramie (19) i połączony jest z listwą zębatą (18).

2. Automatyczny podajnik plastrów według zastrz. 1, znamienny tym, że zasobnik (3) zawiera trzy tuleje (5) o przekroju kołowym.

3. Automatyczny podajnik plastrów według dowolnego z zastrz. 1-2, znamienny tym, że wycięcia wzdłużne (7) wykonane są na całej długości każdej z tulei (5).

4. Automatyczny podajnik plastrów według dowolnego z zastrz. 1-3, znamienny tym, że popychacz (10) stanowi płaskownik.

5. Automatyczny podajnik plastrów według dowolnego z zastrz. 1-4, znamienny tym, że element wypychający (14) jest ścięty.

6. Sposób podawania plastrów drewna wykorzystujący urządzenie według zastrzeżeń 1-5, znamienny tym, że polega na tym, że ustawia się podajnik w pozycji umożliwiającej podawania plastrów drewna (6) z pierwszej tulei (5) i po ustawieniu się podajnika, element wypychający (14) wraz z popychaczem (10) wykonuje ruch posuwisto-zwrotny prostopadle do ściany bocznej kotła (4) i kieruje plaster drewna (6) do komory spalania (2), z tym, że proces ten powtarzany jest do momentu wyczerpania plastrów drewna (6) w pierwszej tulei (5), a po wyczerpaniu plastrów drewna (6) w pierwszej tulei (5), czujnik optyczny (20) przekazuje informację o braku plastrów i następuje przesunięcie zasobnika (3), co umożliwia podawanie plastrów drewna (6) z drugiej tulei (5), natomiast po wyczerpaniu plastrów z dwóch tulei (5) zasobnik (3) jest przesuwany i podawanie plastrów odbywa się z trzeciej tulei (5), wówczas uzupełnia się plastry w pustych tulejach (5), a po wyczerpaniu zapasu z trzeciej tulei (5), cykl się powtarza, czyli podajnik ustawia się w pozycji umożliwiającej podawania plastrów z drugiej tulei (5), a następnie z pierwszej, z kolei po wypchnięciu plastra drewna (6), popychacz (10) pełni rolę przegrody dzielącej komorę spalania (2) i zasobnik (3), dlatego przesunięcie samego zasobnika (3) jest możliwe tylko po cofnięciu się popychacza (10), przy czym częstotliwość podawania plastrów drewna (6) do komory spalania (2) regulowana jest za pomocą sterownika, który na podstawie danych z czujnika temperatury umieszczonego w instalacji obiegu wodnego kotła decyduje o ruchu popychacza (10) wraz z umieszczonym na jego końcu elementem wypychającym (14).