PL248860B1 - Turbulizacyjny wkład palnikowy - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest turbulizacyjny wkład palnikowy, który składa się z wieńca łopatkowego (1) zbudowanego z minimum czterech łopatek utworzonych z zespolonych ze sobą trójkątów połączonych co najmniej pod kątem prostym, kanałów powietrza wtórnego (2) rozmieszczonych naprzemiennie, kanałów powietrza pierwotnego (3), kanału paliwowego (4) oraz pokrywy górnej (5).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest turbulizacyjny wkład palnikowy, który poprzez kanały powietrza pierwotnego i wtórnego oraz odpowiednio ukształtowany wieniec łopatkowy pozwala zoptymalizować proces spalania ograniczając ilość emitowanych substancji szkodliwych, głównie lotnych związków organicznych LZO i pyłów.

W stanie techniki z polskiego opisu ochronnego P.436788 znany jest wkład paleniskowy pozycjonująco-napowietrzający złoże paliwa stałego spalanego w palnikach retortowych albo sztokerowych, który stanowi tuleja z wydrążonymi kanałami powietrznymi poprzecznymi i pionowymi oraz koroną mocującą, przy czym na pobocznicy walca tulei znajdują się rozmieszczone obwodowo rzędy otworów napowietrzających ukierunkowane w poziomie pod kątem od 50°-80°, a w płaszczyźnie pionowej od 30°-70°, a w koronie mocującej znajdują się symetrycznie rozstawione pionowe otwory powietrzne.

W stanie techniki z polskiego opisu ochronnego PL68777Y1 znane jest rozwiązanie, które opisuje głowicę palnika retortowego wyposażonego na ścianach bocznych cylindrycznych w otwory doprowadzające utleniacz. Rozwiązanie to multiplikuje do kilku stref doprowadzenia utleniacza, co powoduje przy pracującym, rozgrzanym palniku do zwiększenia stopnia utlenienia pierwiastków palnych z paliwa. Ustawienie otworów doprowadzających utleniacz w dwóch lub więcej poziomach co nie było dotąd przedmiotem analiz w różnych konfiguracjach. Jest to realizowane poprzez kołnierz głowicy palnika, który ma od dołu obwodowy rowek, odpowiadający kształtem obwodowemu górnemu występowi kanału powietrznego, a dolna część głowicy palnika ma obwodowo osadzenie, otaczające obwodowy dolny występ kanału powietrznego.

Celem wynalazku jest umieszczenie turbulizacyjnego wkładu palnikowego według wynalazku w znanych i funkcjonujących już palnikach retortowych, sztokerowych lub tubowych w celu zoptymalizowania zachodzącego w nich procesu spalania poprzez ukierunkowanie strugi doprowadzanego do procesu spalania powietrza tak aby otrzymać maksymalnie zawirowaną strugę spalin pozwalająca w sposób wtórny dopalić substancje palne w spalinach wcześniej nie dopalanych przez palniki retortowe i sztokerowe tworząc płomień w kształcie zawirowanym (spiralnym). Uzyskanie tego efektu gwarantować ma wkład palnikowy w postaci tulei z wydrążonymi kanałami powietrznymi poprzecznymi i pionowymi dzięki którym uzyskany zostanie efekt zawirowania płomienia ze strefą zturbulizowanego wewnętrznego przepływu gazów spalinowych.

Główną ideą wynalazku jest rozdzielenie powietrza doprowadzanego w palniku do procesu spalania na dwie strugi: strugę powietrza pierwotnego która realizuje pierwotny proces spalania paliwa oraz strugę wtórną która wypływając przez wieniec łopatkowy zostaje zawirowana i pozwala w sposób całkowity i zupełny dopalić substancje palne, lotne związki organiczne i pyły powstające w palniku jednak niemożliwe do dopalenia przez deficyt powietrza.

Konstrukcja wkładu według wynalazku pozwala w sposób nieinwazyjny zmodernizować aktualnie produkowane palniki do spalania paliw stałych, a w szczególności palniki retortowe, sztokerowe i tubowe. Zastosowanie turbulizacyjnego wkładu palnikowego z jednoczesnym ukierunkowaniem i zawirowaniem powietrza doprowadzanego do spalanego paliwa wpływa na zniwelowanie problemu z żużlowaniem wypalanego złoża paliwa oraz wpływa korzystnie na proces spalania, prowadząc do ograniczenia ilości emitowanych substancji szkodliwych w szczególności lotnych związków organicznych (LZO) oraz pyłów (PM). Zawirowana struga powietrza wtórnego doprowadzona do palącego się złoża pozwala w sposób optymalny napowietrzyć złoże i płomień tak aby proces spalania realizowany w palniku mieścił się w optymalnym dla danej konstrukcji przedziale współczynnika nadmiaru powietrza (λ). Osiągnięcie procesu spalania z wykorzystaniem wkładu paleniskowego pozwala ograniczyć ilość emitowanych substancji szkodliwych oraz CO2 co przekłada się bezpośrednio na podniesienie sprawności urządzenia grzewczego i wpływa korzystnie na ochronę środowiska.

Istotą wynalazku jest turbulizacyjny wkład palnikowy, który składa się z wieńca łopatkowego zbudowanego z minimum czterech łopatek utworzonych z zespolonych ze sobą trójkątów połączonych co najmniej pod kątem prostym, kanałów powietrza wtórnego rozmieszczonych naprzemiennie, kanałów powietrza pierwotnego, kanału paliwowego oraz pokrywy górnej. Łopatki odpowiadają za turbulizację powietrza we wkładzie.

Korzystnym jest kiedy turbulizacyjny wkład palnikowy posiada cztery kołowe kanały doprowadzania powietrza wtórnego o średnicy minimum 1/4 średnicy kanału paliwowego.

W innym wariancie wkład posiada szesnaście kołowych kanałów doprowadzania powietrza pierwotnego.

Korzystnym jest także kiedy kanał paliwowy okalany jest kanałami powietrza wtórnego i kanałami powietrza pierwotnego.

Działanie wkładu polega na tym, że paliwo przechodzi wewnątrz kanału paliwowego i jego spalanie odbywa się na powierzchni pokrywy górnej, a powietrze pierwotne doprowadzane jest do procesu spalania przez kanały powietrza pierwotnego. Przez kanały powietrza wtórnego doprowadzane jest powietrze osiowo symetrycznie na wieniec łopatkowy, który powoduje jego turbulizację i doprowadzenie do strefy płomienia i spalin nad pokrywą górną na której spala się paliwo. Turbulizacja powietrza wtórnego realizowana jest przez łopatki tworzące wieniec łopatkowy podczas gdy powietrze wtórne doprowadzane jest na wieniec łopatkowy przez kanały powietrza wtórnego.

Zaletą rozwiązania jest możliwość modernizacji aktualnie produkowanych palników na paliwa stałe do celu osiągnięcia restrykcyjnych wymogów emisyjnych jakie stawie są takim konstrukcjom w świetle obowiązujących przepisów Polskich i Unii Europejskiej.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest pokazany na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje rzut z przodu wkładu palnikowego, fig. 2 rzut od góry wkładu palnikowego, a fig. 3 rzut od dołu wkładu palnikowego.

Turbulizacyjny wkład palnikowy według przykładu składa się z: wieńca łopatkowego 1 zbudowanego z minimum czterech łopatek utworzonych z zespolonych ze sobą trójkątów połączonych co najmniej pod kątem prostym, czterech kanałów powietrza wtórnego 2 rozmieszczonych naprzemiennie o średnicy minimum 1/4 średnicy kanału paliwowego 4, szesnastu kanałów powietrza pierwotnego 3 o średnicy minimum 1/4 średnicy pojedynczego kanału powietrza wtórnego, kanału paliwowego 4, pokrywy górnej 5. Turbulizacyjny wkład palnikowy według przykładu dedykowany jest do palników na paliwa stałe dla mocy nominalnej nie większej niż 50 kW.

Posiada cztery kołowe kanały doprowadzania powietrza wtórnego 2 oraz szesnaście kołowych kanałów doprowadzania powietrza pierwotnego 3.

Kanał paliwowy 4 okalany jest kanałami powietrza wtórnego 2 i kanałami powietrza pierwotnego 3.

Claims (4)

1. Turbulizacyjny wkład palnikowy znamienny tym, że składa się z wieńca łopatkowego (1) zbudowanego z minimum czterech łopatek utworzonych z zespolonych ze sobą trójkątów połączonych co najmniej pod kątem prostym, kanałów powietrza wtórnego (2) rozmieszczonych naprzemiennie, kanałów powietrza pierwotnego (3), kanału paliwowego (4) oraz pokrywy górnej (5).

2. Turbulizacyjny wkład palnikowy według zastrz. 1 znamienny tym, że posiada cztery kołowe kanały doprowadzania powietrza wtórnego (2) o średnicy minimum 1/4 średnicy kanału paliwowego (4).

3. Turbulizacyjny wkład palnikowy według zastrz. 1 znamienny tym, że posiada szesnaście kołowych kanałów doprowadzania powietrza pierwotnego (3).

4. Turbulizacyjny wkład palnikowy według zastrz. 1 znamienny tym, że kanał paliwowy (4) okalany jest kanałami powietrza wtórnego (2) i kanałami powietrza pierwotnego (3).