PL 71 226 Y1 2 Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest kociol grzewczy o mocy do 500 kW do wytwarzania ciepla ze spalania paliw kopalnych, tj. wegiel kamienny i brunatny oraz z peletów z drewna i biomasy ogrze- wajacy domy, szkoly, a nawet zaklady przemyslowe. Na rynku istnieja kotly do wytwarzania ciepla ze spalania paliw stalych: wegla kamiennego, wegla brunatnego, drewna, peletów z drewna i biomasy. Kotly te posiadaja zasobnik na paliwo stale, podajnik do transportu paliwa do komory spalania kotla. W komorach nastepuje wymiana ciepla z uzyskanych w wyniku spalania paliwa spalin do przeplywajacego czynnika ogrzewanego, jakim jest woda. Istniejace rozwiazania konstrukcyjne kotlów posiadaja szereg wad m.in. brak efektywnego odzy- sku ciepla oraz posiadaja duza pojemnosc wodna. Istniejace kotly, posiadaja rozwiazania w postaci zastosowanych zawirowywaczy umieszczanych w kanalach spalinowych komór wymiany ciepla. Zastosowanie zawirowywaczy zmniejsza emisje pylu, ale jednoczesnie powoduje zmniejszenie przeplywu spalin oraz osiadanie sie pylu na powierzchniach zawirowywaczy. Osiadanie pylu na powierzchniach zawirowowywaczy powoduje zmniejszenie wymiany ciepla na powierzchniach komór wymiennika oraz zmniejszenie, a nawet w wyniku zatkania sie kanalu braku przeplywu spalin przez kociol. Brak przeplywu spalin przez kociol powoduje brak efektywnego procesu spalania paliwa oraz grozi emisja spalin przez nieszczelnosci kotla do wnetrza pomieszczenia jego obslugi, w którym jest zainstalowany. Problemem w tych urzadzeniach, wynikajacym z prawidlowej obslugi i eksploatacji jest równiez czeste (przynajmniej raz w tygodniu) czyszczenie komór wymiany ciepla z pylu i popiolu. Znane sa wprawdzie rozwiazania konstrukcyjne kotlów z samoczynnym ukladem odpopielania i czyszczenia, z mozliwoscia zdalnego sterowania. Ale takie rozwiazania zastosowane sa glównie w ko- tlach przystosowanych do spalania peletów z drewna lub biomasy. Celem wzoru uzytkowego jest opracowanie konstrukcji kotla, który w sposób efektywny odzyski- walby energie ze spalania paliwa, a jego konstrukcja nie wymagalaby czestego i utrudnionego czysz- czenia kanalów z pylu i popiolów. We wzorze uzytkowym zastosowano wymiane ciepla wytworzonego ze spalania paliwa wegla lub peletów z drewna i biomasy poprzez promieniowanie i konwekcje przez zastosowanie wymienników ciepla ze scianami szczelnymi i ekranami wykonanymi z pionowych rur wznosnych. Przyjeto uklad wy- miany ciepla w wymienniku wykonanym z ekranowanych pionowych rur wznosnych polaczonych w ksztalt szescianu lub prostopadloscianu oraz poziomej wezownicy otulonych scianami szczelnymi umieszczonego w komorze spalania i odzysku ciepla w kotle. Dzieki przyjetemu rozwiazaniu, jakim jest jej prostokatny ksztalt komory wymiany ciepla wykonany z pionowych rur wznosnych, o srednicy dopa- sowanej do srednicy palnika retortowego nastepowac bedzie efektywniejsza wymiana ciepla poprzez promieniowanie i konwekcje. W wymienniku wykonanym z ekranowanych pionowych rur wznosnych i wezownicy poziomej umieszczonych w komorze spalania i odzysku ciepla kotla nad palnikiem i otulonych scianami szczel- nymi, nastepuje zdecydowana poprawa przenikania przez promieniowanie i konwekcje ciepla ze spalin (czynnik gazowy) do cieklego czynnika grzewczego, jakim jest woda obiegowa c.o. W komorze z wymiennikiem ciepla w ksztalcie ekranowanych pionowych rur wznosnych i wezow- nicy poziomej umieszczonych w komorze spalania i odzysku ciepla przed wlotem spalin do czopucha kotla i emitora zastosowano recyrkulacje czesci strumienia spalin z nawrotem do komory spalania. Re- cyrkulacja nastepuje poprzez otwory wykonane w ekranie pierwszego kanalu spalinowego. Recyrkula- cja zmniejsza emisje substancji gazowych zawartych w spalinach takich jak tlenek wegla, tlenki azotu i benzopiren, weglowodory alifatyczne i aromatyczne oraz sadze. Wychwytywanie pylu nastepuje w drugiej czesci kanalu spalinowego wykonanego w ksztalcie prostokata, gdzie zanieczyszczone spaliny wpadaja do prostokatnej komory, gdzie wytracaja predkosc przeplywu w niej, w wyniku czego unoszace sie w spalinach ciezsze czesci stale w wyniku ocierania sie o scianki kanalu spalinowego wytracaja predkosc (energie kinetyczna) i opadac beda pod wplywem grawitacji do popielnika kotla, a czyste – wolne od pylu spaliny wyplywac beda w góre, przez centralnie umieszczony kanal spalinowy do czopucha kotla polaczonego z emitorem. Do wymiennika wykonanego z ekranowanych pionowych rur wznosnych wykonanych w ksztalcie szescianu lub prostopadloscianu oraz poziomej wezownicy otulonych scianami szczelnymi umieszczo- nego w komorze spalania dolaczony jest bijak, którego zadaniem bedzie okresowe uderzenie celem strzepniecia pylu z powierzchni rur. Pyl po strzepnieciu opadnie grawitacyjnie do popielnika kotla. PL 71 226 Y1 3 Tak przyjete rozwiazanie konstrukcyjne kotla pozwoli na efektywniejsze spalanie paliw stalych i zmniejszenie emisji substancji pylowych i gazowych do powietrza. Przedmiot wzoru uzytkowego jest uwidoczniony na rysunkach, na którym fig. 1 przedstawia kociol z palnikiem, fig. 2 – bijak, fig. 3 – wymiennik ciepla wykonany z ekranowanych pionowych rur wzno- snych, a fig. 4 – kociol z wymontowanym palnikiem w widoku perspektywicznym. Kociol grzewczy do wytwarzania ciepla ze spalania paliw kopalnych, tj. wegiel kamienny i bru- natny oraz z peletów z drewna i biomasy sklada sie z nastepujacych elementów palnika retortowego 1 umieszczonego w komorze spalania 7 i odzysku ciepla kotla. Na powierzchni palnika retortowego 1 nastepuje zaplon i spalanie paliwa stalego wegli, peletów z drewna lub biomasy. Wytworzone cieplo ze spalania paliwa stalego poprzez promieniowanie (od plomienia) palnika oraz konwekcje oddaje cieplo czynnikowi grzewczemu wodzie przeplywajacemu w wymienniku ciepla 2 wykonanym z ekranowanych pionowych rur wznosnych polaczonych w ksztalt szescianu lub prostopadloscianu oraz poziomej we- zownicy 3 otulonych szczelnymi scianami 8 umieszczonymi w komorze spalania 7. Nastepnie spaliny doplywaja do komory pierwszego kanalu spalinowego 4, w którym wykonane sa otwory 5. Przez otwory 5 nastepuje recyrkulacja spalin poprzez nawrót do komory spalania 7 przed wlotem spalin do drugiej czesci kanalu spalinowego 6. Wychwytywanie pylu nastepuje w drugiej czesci kanalu spalinowego 6 czopucha 10 kotla i emi- tora w ksztalcie prostopadloscianu, gdzie zanieczyszczone pylem spaliny unoszace sie w spalinach sa odrzucane na zewnatrz pod dzialaniem sily ciezkosci i opadaja pod wplywem grawitacji do popielnika kotla, a oczyszczone spaliny unosza sie w góre, przez centralnie umieszczony kanal spalinowy 6 do czopucha 10 kotla polaczonego z emitorem. Do wymiennika ciepla 2 wykonanego z ekranowanych pionowych rur wznosnych i wezownicy poziomej 3 umieszczonych w komorze spalania 7 kotla nad palnikiem 1 podlaczony jest bijak 9 – przed- stawiony na rysunku fig. 2, którego zadaniem jest okresowe uderzenie celem strzepniecia pylu z po- wierzchni wymiennika. Pyl po strzepnieciu opadnie grawitacyjnie do popielnika kotla. PL PL PL PL PL PL