PL246407B1 - Zespolone urządzenie grzewcze opalane biomasą drzewną - Google Patents

Zespolone urządzenie grzewcze opalane biomasą drzewną Download PDF

Info

Publication number
PL246407B1
PL246407B1 PL443160A PL44316022A PL246407B1 PL 246407 B1 PL246407 B1 PL 246407B1 PL 443160 A PL443160 A PL 443160A PL 44316022 A PL44316022 A PL 44316022A PL 246407 B1 PL246407 B1 PL 246407B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
combustion chamber
gasification
heat exchanger
heating device
chamber
Prior art date
Application number
PL443160A
Other languages
English (en)
Other versions
PL443160A1 (pl
Inventor
Jan Joński
Maciej Joński
Original Assignee
Jonski Jan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jonski Jan filed Critical Jonski Jan
Priority to PL443160A priority Critical patent/PL246407B1/pl
Publication of PL443160A1 publication Critical patent/PL443160A1/pl
Publication of PL246407B1 publication Critical patent/PL246407B1/pl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/34Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water chamber arranged adjacent to the combustion chamber or chambers, e.g. above or at side
    • F24H1/36Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water chamber arranged adjacent to the combustion chamber or chambers, e.g. above or at side the water chamber including one or more fire tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B50/00Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone
    • F23B50/12Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone the fuel being fed to the combustion zone by free fall or by sliding along inclined surfaces, e.g. from a conveyor terminating above the fuel bed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B90/00Combustion methods not related to a particular type of apparatus
    • F23B90/04Combustion methods not related to a particular type of apparatus including secondary combustion
    • F23B90/06Combustion methods not related to a particular type of apparatus including secondary combustion the primary combustion being a gasification or pyrolysis in a reductive atmosphere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • F23L9/02Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel  by discharging the air above the fire
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
    • F23M9/06Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in fire-boxes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/0005Details for water heaters
    • F24H9/001Guiding means
    • F24H9/0015Guiding means in water channels
    • F24H9/0021Sleeves surrounding heating elements or heating pipes, e.g. pipes filled with heat transfer fluid, for guiding heated liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/42Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B2700/00Combustion apparatus for solid fuel
    • F23B2700/018Combustion apparatus for solid fuel with fume afterburning by staged combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H2230/00Solid fuel fired boiler
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30Technologies for a more efficient combustion or heat usage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Solid-Fuel Combustion (AREA)

Abstract

Zespolone urządzenie grzewcze zbudowane jest z trzech głównych podzespołów: zbiornika biomasy drzewnej (1) połączonego pochylnią (13) z komorą  gazyfikacji (3) zintegrowaną z położoną nad nią komorą spalania (4) i bufora cieczowego (2) z zabudowanym w wymienniku ciepła-kominie (5). Paliwo zsuwa się po pochylni (13) na ruszt (14) gdzie następuje niepełne spalanie-gazyfikacja. Komora spalania (4) zbudowana jest z cylindrycznej rury (10) umieszczonej wewnątrz zewnętrznej rury (12), w której na podporach (11) oparte są deflektor dolny (8) i deflektor górny (9). Do przestrzeni pomiędzy deflektorami doprowadzane jest podgrzewane wokół zintegrowanej komory gazyfikacyjnej i spalania powietrze wtórne (6) otworami (7) umieszczonymi na obwodzie cylindrycznej rury (10). Następuje mieszanie się gazów, ich dopalanie i wzrost temperatury. Dopalone gazy spalinowe opływają deflektor górny (9), który je powstrzymuje. Ponad deflektorem górnym (9) następuje rozprężanie gazów i chłodzenie ich w wymienniku ciepła-kominie (5) wyposażonym w żebra wewnętrzne (16) i żebra zewnętrzne (15) obudowane termoizolacyjną osłoną (17).

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest zespolone urządzenie grzewcze opalane biomasą drzewną zbudowane z komory gazyfikacyjnej zintegrowanej z komorą spalania, rusztu, deflektorów, wymienników ciepła i bufora cieczowego stanowiącego magazyn energii cieplnej. Urządzenie może być stosowane do zasilania instalacji centralnego ogrzewania, cieczowych nagrzewnic powietrza, wytwarzania wody lodowej oraz do magazynowania energii cieplnej uzyskiwanej podczas jego pracy lub wytwarzanej w solarnych i fotowoltaicznych instalacjach albo pompach ciepła. Znane i używane do celów grzewczych i krótkotrwałego magazynowania ciepła urządzenia przeważnie składają się z kotła dolnego spalania i odrębnego bufora, rzadziej z kotła zabudowanego wewnątrz bufora tworząc kotłobufor.
Przykładami układów zespolonych, tj. kotła zabudowanego wewnątrz bufora lub dostawianego do niego są:
- agregat grzewczy złożony z kotła zabudowanego wewnątrz bufora cieczowego do zasilania instalacji c.o. i agregatów sorpcyjnych - patent PL nr 237917.
- kominek do podgrzewania wody, przeznaczonej do ogrzewania pomieszczeń - patent PL nr 212376.
- kotłobufor zbudowany z kotła grzewczego umieszczonego wewnątrz bufora - patent PL nr 241538.
- urządzenie grzewcze do wytwarzania i magazynowania energii cieplnej - zgłoszenie patentowe P.438686.
W urządzeniach tych proces wstępnego spalania - gazyfikacji przebiega w dużej komorze paliwowo-gazyfikacyjnej umożliwiającej załadowanie dużej porcji zimnego paliwa. Czas nagrzewania komory paliwowo-gazyfikacyjnej z całą porcją paliwa jest długi powodując w okresie nagrzewania powolne odgazowywanie w niskiej temperaturze ciężkich wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, które w zimnej komorze spalania nie rozkładają się całkowicie na metan CH4, tlenek węgla CO i wodór H2. Sytuacja pogarsza się jeżeli komora paliwowo-gazyfikacyjna obudowana jest płaszczem wodnym. Proces dopalania zimnego gazu drzewnego w chłodnej komorze spalania przebiega częściowo, szczególnie gdy temperatura dopalania jest poniżej 600°C (temperatury zapłonu wyżej wymienionych substancji). W związku z powyższym występuje duża emisja organicznych związków węgla OGC, wodoru H2, tlenku węgla CO, metanu CH4 i pyłów przekraczając dopuszczalne normy zanieczyszczeń w spalinach co obniża również sprawność procesu spalania.
Istota wynalazku charakteryzuje się tym, że zespolone urządzenie grzewcze składa się z trzech głównych podzespołów:
1. Zbiornika biomasy drzewnej, przyłączanego do boku zintegrowanej komory gazyfikacyjnej pochylnią, po której następuje ciągłe zasilanie zsuwającym się grawitacyjnie paliwem.
2. Komory gazyfikacyjnej zintegrowanej z położoną nad nią komorą spalania.
3. Bufora cieczowego z zabudowanym w nim rurowym wymiennikiem ciepła z użebrowaniem zewnętrznym i wewnętrznym obudowanego termoizolacyjną osłoną umieszczonego nad zintegrowana komorą gazyfikacyjną i spalania.
Jest wiele zalet powyższego bocznego usytuowania zbiornika paliwa z pochylnią zasilającą, po której osuwa się paliwo do komory gazyfikacyjnej umieszczonej nad rusztem tj.:
1. Nagrzewanie, wstępne spalanie i gazyfikacja przebiega tylko w części około 15% porcji paliwa, którego większość jest zlokalizowana w odległej części dużego zbiornika.
2. Małe nagrzewanie zbiornika i zgromadzonego w nim paliwa co sprzyja szybkiemu nagrzaniu zintegrowanej komory oraz zmniejszaniu strat ciepła poprzez jego termoizolowane obudowy.
3. Podawanie paliwa jest ciągłe i proporcjonalne do szybkości spalania w związku z czym nastawy powietrza pierwotnego i wtórnego mogą być stałe.
4. Małe opory pionowego przepływu gazów co umożliwia pracę przy małym podciśnieniu - ciągu bez wspomagania wentylatorem wyciągowym lub nadmuchowym.
5. Otwarcie drzwiczek załadunkowych podczas kontroli palenia lub uzupełniania paliwa ma mały wpływ na zmianę warunków spalania.
Zasada działania urządzenia wg wynalazku polega na tym, że po rozpaleniu paliwa na ruszcie w komorze gazyfikacyjnej wytwarzany gaz drzewny grawitacyjnie unosi się do góry wokół deflektora dolnego do zintegrowanej komory spalania podgrzewając je do temperatury powyżej 600°C. Komora spalania zbudowana jest z cylindrycznej rury umieszczonej wewnątrz zewnętrznej rury, w której na podporach oparte są dwa deflektory: dolny i górny.
Do komory spalania pomiędzy deflektorami doprowadzane jest podgrzewane wokół zintegrowanej komory gazyfikacyjnej i spalania powietrze wtórne otworami umieszczonymi na obwodzie rury. Następuje mieszanie się i dopalanie gazu drzewnego z dopływającym gorącym powietrzem wtórnym oraz wzrost temperatury gazów spalinowych. Dopalone gazy spalinowe opływają deflektor górny, który je powstrzymuje. Ponad deflektorem górnym następuje rozprężenie gazów i chłodzenie ich w rurowym wymienniku ciepła - kominie umieszczonym wewnątrz bufora cieczowego. Wymiennik ciepła - komin obudowany termoizolacyjną osłoną posiada żebra zewnętrzne i żebra wewnętrzne zwiększające powierzchnię wymiany ciepła.
Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest na przykładzie wykonania na rysunku, na którym:
Fig. 1 przedstawia przekrój pionowy zespolonego urządzenia grzewczego.
Fig. 2 przedstawia przekrój poziomy przez komorę spalania urządzenia.
Zespolone urządzenie grzewcze według wynalazku zbudowane jest z trzech głównych podzespołów: zbiornika biomasy drzewnej 1 połączonego pochylnią 13 z komorą gazyfikacji 3 zintegrowaną z położoną nad nią komorą spalania 4 i bufora cieczowego 2 z zabudowanym w nim kominie - wymienniku ciepła 5. Paliwo zsuwa się po pochylni 13 na ruszt 14 gdzie następuje niepełne spalanie - gazyfikacja. Komora spalania 4 zbudowana jest z cylindrycznej rury 10 umieszczonej w zewnętrznej rurze 12, w której na podporach 11 oparte są deflektor dolny 8 i deflektor górny 9. Do komory spalania 4 pomiędzy deflektorami doprowadzane jest podgrzewane wokół zintegrowanej komory gazyfikacyjnej i spalania powietrze wtórne 6 otworami 7 umieszczonymi na obwodzie cylindrycznej rury 10. Następuje mieszanie się gazów, ich dopalanie i wzrost temperatury. Dopalone gazy spalinowe opływają deflektor górny 9, który je powstrzymuje. Ponad deflektorem górnym 9 następuje rozprężanie gazów i chłodzenie ich w wymienniku ciepła - kominie 5 wyposażonym w żebra wewnętrzne 16 i żebra zewnętrzne 15 obudowane termoizolacyjną osłoną 17.
Wykaz oznaczeń
1 - zbiornik biomasy drzewnej 10 - cylindryczna rura
2 - bufor cieczowy 11 - podpora
3 - komora gazyfikacji 12 - zewnętrzna rura
4 - komora spalania 13 - pochylnia
5 - wymiennik ciepła - komin 14 - ruszt
6 - powietrze wtórne 15 - żebra zewnętrzne
7 - otwór 16 - żebra wewnętrzne
8 - deflektor dolny 17 - termoizolacyjna osłona
9 - deflektor górny

Claims (3)

1. Zespolone urządzenie grzewcze zbudowane z komory gazyfikacyjnej, komory spalania, rusztu, deflektorów, rurowego wymiennika ciepła i bufora stanowiącego magazyn energii cieplnej, znamienne tym, że zbudowane jest z trzech rozdzielnych zespołów: zbiornika biomasy drzewnej (1) przyłączonego pochylnią (13) do komory gazyfikacyjnej (3) zintegrowanej z zabudowaną nad nią komorą spalania (4) umieszczonych pod buforem cieczowym (2) z zabudowanym wewnątrz rurowym wymiennikiem ciepła - kominem (5) przy czym przestrzeń powietrza wtórego (6) wokół zintegrowanych komór gazyfikacji i spalania połączona jest otworami (7) usytuowanymi na obwodzie komory spalania (4) pomiędzy deflektorem dolnym (8) i deflektorem górnym (8).
2. Zespolone urządzenie grzewcze według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że komora spalania (4) zbudowana jest korzystnie z cylindrycznej rury (10), w której na podporach (11) oparte są deflektor dolny (8) i deflektor górny (9) przy czym rura ta zabudowana jest w wewnętrznej rurze (12).
3. Zespolone urządzenie grzewcze według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że rurowy wymiennik ciepła - komin (5) wyposażony jest w żebra wewnętrzne (16) i żebra zewnętrzne (15) obudowane termoizolacyjną osłoną (17).
PL443160A 2022-12-15 2022-12-15 Zespolone urządzenie grzewcze opalane biomasą drzewną PL246407B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL443160A PL246407B1 (pl) 2022-12-15 2022-12-15 Zespolone urządzenie grzewcze opalane biomasą drzewną

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL443160A PL246407B1 (pl) 2022-12-15 2022-12-15 Zespolone urządzenie grzewcze opalane biomasą drzewną

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL443160A1 PL443160A1 (pl) 2024-06-17
PL246407B1 true PL246407B1 (pl) 2025-01-20

Family

ID=91539541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL443160A PL246407B1 (pl) 2022-12-15 2022-12-15 Zespolone urządzenie grzewcze opalane biomasą drzewną

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL246407B1 (pl)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL20692B1 (pl) * 1933-06-24 1934-12-31 Kociol czlonowy do ogrzewania centralnego.
FR1372217A (fr) * 1963-10-14 1964-09-11 Foyer à air secondaire soufflé
PL237917B1 (pl) * 2019-01-21 2021-06-14 Jonski Jan Agregat grzewczy złożony z kotła zabudowanego wewnątrz bufora cieczowego do zasilania instalacji centralnego ogrzewania i agregatów sorpcyjnych
PL241538B1 (pl) * 2020-08-05 2022-10-17 Jonski Jan Kotłobufor zbudowany z kotła grzewczego umieszczonego wewnątrz bufora
PL438686A1 (pl) * 2021-08-04 2023-02-06 Maciej Joński Urządzenie grzewcze do wytwarzania i magazynowania energii cieplnej

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL20692B1 (pl) * 1933-06-24 1934-12-31 Kociol czlonowy do ogrzewania centralnego.
FR1372217A (fr) * 1963-10-14 1964-09-11 Foyer à air secondaire soufflé
PL237917B1 (pl) * 2019-01-21 2021-06-14 Jonski Jan Agregat grzewczy złożony z kotła zabudowanego wewnątrz bufora cieczowego do zasilania instalacji centralnego ogrzewania i agregatów sorpcyjnych
PL241538B1 (pl) * 2020-08-05 2022-10-17 Jonski Jan Kotłobufor zbudowany z kotła grzewczego umieszczonego wewnątrz bufora
PL438686A1 (pl) * 2021-08-04 2023-02-06 Maciej Joński Urządzenie grzewcze do wytwarzania i magazynowania energii cieplnej

Also Published As

Publication number Publication date
PL443160A1 (pl) 2024-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
LT4998B (lt) Kieto kuro deginimo būdas ir šildymo katilas, kuriame šis būdas įgyvendintas
EP2884200A1 (en) Central heating boiler
KR101875526B1 (ko) 촉매 연소기 및 촉매 연소를 이용한 탄산가스 발생장치
PL246407B1 (pl) Zespolone urządzenie grzewcze opalane biomasą drzewną
US4299178A (en) Furnace and heat storage assembly
CN108700286A (zh) 多种固体燃料燃烧器
CN116085782B (zh) 自动化燃烧器、取暖装置及热水器
KR20180075823A (ko) 연소장치
RU182455U1 (ru) Водогрейный твердотопливный котел длительного горения
CN213040306U (zh) 全自动天然气/燃料加热整体式气化器
KR20170023689A (ko) 열분해를 이용한 버너연소기 시스템
KR20130118590A (ko) 하향 희박 연소식 보일러
RU184378U1 (ru) Пиролизный котел
PL235854B1 (pl) Zestaw grzewczy zbudowany z kotła zasilanego biomasą drzewną i energią elektryczną oraz z bufora cieczowego
PL247412B1 (pl) Kocioł grzewczy zgazowujący paliwa stałe
RU2725338C2 (ru) Котел длительного горения
RU183190U1 (ru) Водогрейный твердотопливный котел длительного горения
CN202648119U (zh) 连续燃烧双炉体取暖炉
KR101775015B1 (ko) 숯가마를 이용한 연소장치
PL237917B1 (pl) Agregat grzewczy złożony z kotła zabudowanego wewnątrz bufora cieczowego do zasilania instalacji centralnego ogrzewania i agregatów sorpcyjnych
CN222143004U (zh) 一种热能的蒸汽锅炉
CN115261074B (zh) 一种带水箱塔式炉排气化炉
RU2780178C1 (ru) Банная печь
CN111720732B (zh) 全自动燃料加热整体式气化器
RU2425294C1 (ru) Термогазохимическая установка