PL211203B1 - Sposób spalania stałego paliwa w piecu i piec do spalania stałego paliwa - Google Patents

Description

(21) Numer zgłoszenia: 385354

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 17.06.2008 (51) Int.Cl.

F24B 1/02 (2006.01) F24B 1/183 (2006.01) F24B 9/00 (2006.01) F24H 1/26 (2006.01) (54) Sposób spalania stałego paliwa w piecu i piec do spalania stałego paliwa

	(73) Uprawniony z patentu:
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 21.12.2009 BUP 26/09	POLIŃSKI MARIUSZ, Zgierz, PL POLIŃSKI ZBIGNIEW, Zgierz, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.04.2012 WUP 04/12	(72) Twórca(y) wynalazku: MARIUSZ POLIŃSKI, Zgierz, PL ZBIGNIEW POLIŃSKI, Zgierz, PL

PL 211 203 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób spalania stałego paliwa w piecu i piec do spalania stałego paliwa, poprawiający stopień wykorzystania energii zawartej w paliwie.

Znane piece do spalania stałego paliwa mają otwór wlotu powietrza usytuowany pod rusztem, albo obejmujący przestrzeń bezpośrednio pod rusztem i ponad rusztem, a otwór wylotu spalin do kominowego przewodu mają w górnej części komory spalania korpusu pieca. W układzie znanego pieca, pokazanego na rysunku pos I, powietrze 7 podtrzymujące proces spalania ogrzewa się w strefie 4 spalania - żaru i przechodząc przez nie spalone paliwo 3 ogrzewa je w całej objętości. Strefa 4 spalania - żaru nie ma wyraźnej granicy, występuje brak czoła płomieni. Paliwo (3) w piecu ogrzewa się w całej objętości, wskutek występującego przewodnictwa cieplnego paliwa (3), oraz rozgrzanych gazów ze spalonego paliwa (3), przechodzących przez pozostałe, nie spalone jeszcze paliwo (3). Powoduje to wydzielanie związków palnych zawartych w paliwie 3, które są unoszone do komina wylotowym otworem 6 usytuowanym w górnej części komory spalania. Zawarta w nich energia jest bezpowrotnie tracona, a więc stopień wykorzystania energii zawartej w paliwie 3 jest niski. Wydziela się dużo sadzy w kominie, występuje duże zanieczyszczenie środowiska. Skład spalin jest zmienny w czasie, filtry spalin są mniej skuteczne i mogą ulec zniszczeniu. Paliwo 3 spala się nierównomiernie w czasie, ponieważ strefa 4 spalania - żaru może objąć cały wsad paliwa 3 w piecu. Trudno jest zapewnić stabilną pracę pieca.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 176334 piecyk żeliwny na paliwo stałe, odznacza się tym, że korpus i komora spalania stanowi odlana odśrodkowo tuleja o jednakowej średnicy wewnętrznej, zawierająca w górnej części wylot spalin /dymowy otwór/ połączona w dolnej części sztywno z podstawą, stanowiącą dno popielnika, zawierającą otwór wlotu powietrza. Obydwie części żeliwnego piecyka są oddzielone od siebie rusztem.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 90379 piec węglowy przenośny stałopalny na tradycyjny obieg powietrza i spalin i jest zaopatrzony w kształtkę szamotową, mającą co najmniej dwa wgłębienia rozdzielone garbem, które wraz z innymi kanałami tworzą drogę przepływu powietrza Kształt i usytuowanie pozostałych kształtek szamotowych pozwala na zastąpienie tylnych kształtek wkładem grzejnym.

Znane z polskiego opisu zgłoszeniowego nr P-352641 wynalazku urządzenie grzewcze w postaci skrzyni, z wlotem powietrza i wylotem spalin, odznacza się tym, że w skrzyni znajduje się przeponowy wymiennik ciepła, dzielący przestrzeń skrzyni na komorę spalinową i nawrotową. Wlot spalin do wymiennika i wylot są usytuowane od strony komory spalinowej, w której znajduje się komora wewnętrzna łącząca wlot spalin do urządzenia z wlotem spalin do wymiennika ciepła.

Znany z opisu polskiego zgłoszenia patentowego P-366138 kominek do centralnego ogrzewania zawiera komorę spalania, ograniczoną od góry przez półkę oraz przez płytkę kierowaną, przylegającą do półki, przesłaniającą połowę powierzchni pionowego rzutu komory spalania. Ściany boczne płaszcza wewnętrznego połączone są ponad płomieniówkami półką górną, krawędzią przednią usytuowaną w odległości szczeliny spalinowej od przedniej ściany płaszcza wewnętrznego, a z drugiej strony między jej krawędzią tylną płaszcza wewnętrznego zabudowana jest przepustnica.

Znany z opisu polskiego zgłoszenia wzoru użytkowego W-102157 kocioł ogrzewczy do centralnego ogrzewania zawiera dwie przegrody wodne, z których druga od czoła łączy się z poziomą przegrodą wodną, ograniczając od góry komorę spalania, nad którą usytuowana jest następna pozioma przegroda wodna. Obydwie te przegrody wodne są połączone z zewnętrznym płaszczem wodnym, a w powstałym między nimi oraz pionowymi przegrodami wodnymi, meandrycznym kanale przepływu spalin, w jego dwóch dolnych częściach, zamocowane są turbulatory. Pod i nad komorą spalania doprowadzony jest kanał powietrza, połączony z wentylatorem, który zamocowany jest na bocznej ścianie kotła.

Znane piece do spalania stałego paliwa są obarczone wadami, głównie, że nie wykorzystują w pełni energii zawartej w paliwie. Celem wynalazku jest eliminacja tej wady przez poprawę sprawności pieca do spalania stałego paliwa, a zadaniem technicznym jest opracowanie konstrukcji pieca o nowym obiegu wlotowego powietrza i spalin, zapewniającym pełniejsze wykorzystania energii zawartej w paliwie.

Sposób spalania stałego paliwa w piecu, wyposażonym w korpus, komorę spalania, ruszt, otwór wlotu powietrza i otwór wylotu spalin, połączony z otworem kominowym, wykorzystujący znany sposób prowadzenia powietrza i spalin w pierwszej fazie rozpalania pieca, według wynalazku polega na tym, że po rozpaleniu w piecu ognia w znany sposób, stosując przepływ powietrza od dołu przez ruszt i paliwo, do otworu wylotu spalin do kominowego otworu, w górnej części korpusu pieca, i wytworzeniu

PL 211 203 B1 warstwy żaru, zmienia się kierunek przepływu powietrza podtrzymującego proces spalania przez piec. Zamyka się otwór wylotu spalin do kominowego przewodu, w górnej części komory spalania korpusu pieca, i otwiera się otwór wlotu powietrza, w górnej części komory spalania korpusu pieca, ponad warstwą nie spalonego paliwa i otwiera się jednocześnie inny otwór wylotu spalin do kominowego przewodu, który jest usytuowany poniżej rusztu. Powietrze najpierw prowadzi się przez warstwę nie spalonego paliwa, a następnie przez warstwę żaru, i ogrzewa się je tylko w strefie styku nie spalonego paliwa z warstwą żaru, unikając ogrzewania całej warstwy nie spalonego paliwa.

Korzystnie jeżeli rozpalanie w piecu ognia i wytwarzanie warstwy żaru, prowadzi się przy wlocie powietrza otworem usytuowanym nieznacznie ponad rusztem, z jednej strony korpusu pieca, skierowanego w poprzek dolnej warstwy paliwa i powstającego żaru. W tym czasie wyprowadza się spaliny do kominowego otworu wylotowym otworem, usytuowanym z drugiej strony korpusu pieca, pod rusztem. Po rozpaleniu pieca i wytworzeniu warstwy żaru zmienia się kierunek przepływu powietrza, prowadząc powietrze z otworu w górnej części komory spalania korpusu pieca, przy zamkniętym otworze wlotu powietrza, usytuowanym nieznacznie ponad rusztem, poprzez warstwę nie spalonego paliwa oraz warstwę żaru, aż do otworu wylotu spalin, usytuowanego pod rusztem.

Piec do spalania stałego paliwa, wyposażony w korpus, komorę spalania, ruszt, otwór wlotu powietrza i otwór wylotu spalin, połączony z kominowym otworem, wykorzystujący znany sposób prowadzenia powietrza i spalin w pierwszej fazie rozpalania pieca, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera pierwszy otwór wlotu powietrza, usytuowany w korpusie pieca poniżej rusztu, i drugi otwór wlotu powietrza, usytuowany w górnej części komory spalania korpusu pieca. Piec zawiera otwór wylotu spalin, usytuowany w górnej części komory spalania korpusu, ponad nie spalonym paliwem, połączony z otworem przewodu kominowego. Piec zawiera otwór wylotu spalin, usytuowany w dolnej części korpusu, poniżej rusztu, który jest połączony z otworem przewodu kominowego. Przewód doprowadzający do otworu kominowego przewodu zawiera regulowaną przegrodę, zamykającą albo dolny otwór wylotu spalin, usytuowany w korpusie poniżej rusztu, albo górny otwór wylotu spalin, usytuowany w górnej części komory spalania korpusu, powyżej nie spalonego paliwa.

Korzystnie, jeżeli piec zawiera pierwszy środkowy otwór wlotu powietrza, usytuowany w komorze spalania w strefie styku nie spalonego paliwa ze strefą spalania, nieznacznie ponad rusztem, oraz zawiera drugi górny otwór wlotu powietrza, usytuowany w górnej części komory spalania korpusu. Piec zawiera dolny otwór wylotu spalin, usytuowany w dolnej części korpusu, pod rusztem, który jest podłączany do otworu kominowego przewodu. Środkowy otwór wlotu powietrza jest otwierany tylko w komorze spalania podczas rozpalania pieca, przy zamkniętym górnym otworze wlotu powietrza, a górny otwór wlotu powietrza w komorze spalania jest otwierany po całkowitym rozpaleniu pieca i wytworzeniu warstwy żaru, podczas nominalnej pracy pieca, przy zamkniętym środkowym otworze wlotu powietrza.

Przedmiot wynalazku przyczynia się do wysokiego wykorzystania energii zawartej w paliwie, następuje wzrost sprawności pieca do spalania stałego paliwa. Nie wydziela się sadza w kominie, bowiem jest spalana w strefie spalania - żaru. Paliwo spala się równomiernie w czasie, ponieważ strefa spalania - żaru nie obejmuje całej objętości wsadu paliwa w piecu. Łatwo jest zapewnić stabilną pracę pieca. Wydłuża się czas spalania wsadu paliwa przy nie zmniejszonej mocy grzewczej pieca.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia piec do spalania stałego paliwa w schemacie ogólnym, fig. 2 - piec z dwoma otworami wlotu powietrza i dwoma otworami wylotu spalin, w fazie rozpalania, fig. 3 - piec w fazie nominalnej pracy, fig. 4 - piec z dwoma otworami wlotu powietrza i jednym otworem wylotu spalin, w fazie rozpalania, fig. 5 - piec w fazie nominalnej pracy, a pos. I - piec do spalania stałego paliwa dotyczący istniejącego stanu techniki. Na rysunku ruch przepływu powietrza i spalin, w poszczególnych fazach działania pieca oznaczono strzałkami.

Piec do spalania stałego paliwa, w przykładowej realizacji według wynalazku, zawiera korpus 1, ruszt 2, otwór 9 wlotu powietrza, usytuowany w górnej części komory spalania korpusu 1 i otwór 10 wylotu spalin, usytuowany w dolnej części korpusu 1, pod rusztem 2. Powietrze podtrzymujące proces spalania najpierw przechodzi przez nie spalone paliwo 3, a następnie przez strefę 4 spalania - żaru. Paliwo 3 nagrzewa się tylko w strefie styku nie spalonego paliwa 3 i strefy 4 spalania - żaru, na drodze przewodnictwa cieplnego samego paliwa 3 oraz promieniowania. Unika się dzięki temu ogrzewania całej objętości paliwa 3. Wydzielane związki palne zawarte w paliwie 3, ogrzanym w strefie styku nie spalonego paliwa 3 i strefy 4 spalania - żaru, są kierowane do strefy 4 spalania - żaru. Zawarta w nich energia jest w pełni wykorzystywana, przez co stopień wykorzystania energii zawartej w paliwie jest wysoki.

PL 211 203 B1

P r z y k ł a d 1

Piec na paliwo stałe, w przykładzie realizacji według wynalazku, przedstawiony jest na rysunku, na którym fig. 2 obrazuje rozpalanie pieca, a fig. 3 obrazuje pracę nominalną pieca. Piec wyposażony jest w dwa otwory 5 i 9 wlotu powietrza, oraz dwa otwory 6 i 10 wylotu spalin do komina. Wylotowe otwory 6 i 10 są podłączone do wspólnego kominowego przewodu 12. Piec wyposażony jest w regulowaną dwupołożeniową przegrodę 11, która zasłania albo górny otwór 6, albo dolny otwór 10 wylotu spalin, tak że piec może pracować w danej chwili tylko z jednym odsłoniętym wylotowym otworem. Proces rozpalania pieca przedstawiony na rysunku fig. 2 polega na ustawieniu przegrody 11. w pozycji zamykającej wylotowy otwór 10. Piec rozpalany jest w układzie tradycyjnym. Górny otwór 9 wlotu powietrza jest zamknięty. Dolny otwór 5 wlotu powietrza jest otwarty. Dzięki temu uzyskuje się strefę 4 spalania - żaru poniżej wsadu paliwa 3. Ruch powietrza w strefie styku nie spalonego paliwa 3 i strefy 4 spalania - żaru, zachodzi od strefy 4 spalania - żaru do nie spalonego paliwa 3. Po rozpaleniu pieca przechodzi się do pracy nominalnej, wyjaśnionej na rysunku fig. 4. Przejście do pracy nominalnej uzyskuje się poprzez przestawienie przegrody 11 w górną pozycję, zamykającą górny wylotowy otwór 6 spalin. Dolny otwór 5 wlotu powietrza zamyka się, natomiast otwiera się górny otwór 9 wlotu powietrza. Ruch powietrza w strefie styku nie spalonego paliwa 3 i strefy 4 spalania - żaru, zachodzi od nie spalonego paliwa 3 do strefy spalania - żaru 4, według założeń wynalazku.

P r z y k ł a d 2

Piec na stałe paliwo, w przykładzie realizacji według wynalazku, przedstawiono na rysunku, na którym fig. 4 ilustruje rozpalanie pieca, a fig. 5 ilustruje pracę nominalną pieca. Piec wyposażony jest w dwa otwory 5 i 9 wlotu powietrza, z których otwór 5 wlotu powietrza usytuowany jest w komorze spalania, w dolnej części korpusu i, w niewielkiej odległości ponad rusztem 2, a otwór 9 wlotu powietrza usytuowany jest w górnej części komory spalania korpusu 1, ponad warstwą nie spalonego paliwa

3. Piec ma jeden wylotowy otwór 10 spalin, podłączony do kominowego przewodu, który jest usytuowany na dole korpusu 1 pod rusztem 2. Proces rozpalania pieca, pokazany na rysunku fig. 4, odbywa się przy zasłoniętym górnym otworze 9 wlotu powietrza i przy otwartym środkowym otworze wlotu powietrza 5 w komorze spalania. Ruch powietrza w strefie styku nie spalonego paliwa 3 i strefy 4 spalania - żaru, zachodzi w poprzek tej strefy. Dzięki temu uzyskuje się strefę 4 spalania - żaru poniżej wsadu paliwa 3. Po rozpaleniu pieca przechodzi się do pracy nominalnej zilustrowanej na rysunku fig. 5. Przejście do pracy nominalnej uzyskuje się poprzez otworzenie górnego otworu 9 wlotu powietrza w komorze spalania i zasłonięcie środkowego otworu 5 wlotu powietrza. Ruch powietrza w strefie styku nie spalonego paliwa 3 i strefy 4 spalania żaru 4, zachodzi od nie spalonego paliwa 3 do strefy 4 spalania - żaru, według założeń wynalazku.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób spalania stałego paliwa w piecu, wyposażonym w korpus, komorę spalania, ruszt, otwory wlotu powietrza i otwór wylotu spalin, połączony z otworem kominowym, wykorzystujący znany sposób prowadzenia powietrza i spalin w pierwszej fazie rozpalania pieca, znamienny tym, że po rozpaleniu w piecu ognia w znany sposób, stosując przepływ powietrza od dołu przez ruszt i paliwo, do otworu wylotu spalin do kominowego otworu, w górnej części komory spalania korpusu pieca, i wytworzeniu warstwy żaru, zmienia się kierunek przepływu powietrza podtrzymującego proces spalania przez piec, zamykając otwór wylotu spalin do kominowego przewodu, w górnej części komory spalania korpusu pieca, i otwierając otwór wlotu powietrza, w górnej części komory spalania korpusu pieca, ponad warstwą nie spalonego paliwa, które to powietrze najpierw prowadzi się przez warstwę nie spalonego paliwa, a następnie przez warstwę żaru, i ogrzewa się je tylko w strefie styku nie spalonego paliwa z warstwą żaru, unikając ogrzewania całej warstwy nie spalonego paliwa, jednocześnie otwierając inny otwór wylotu spalin do kominowego przewodu, który jest usytuowany poniżej rusztu.

2. Sposób spalania, według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpalanie w piecu ognia i wytwarzanie warstwy żaru, prowadzi się przy wlocie powietrza otworem, usytuowanym nieznacznie ponad rusztem, z jednej strony korpusu pieca, skierowanego w poprzek dolnej warstwy paliwa i powstającego żaru, przy wyprowadzaniu spalin do kominowego otworu wylotowym otworem, usytuowanym z drugiej strony korpusu pieca, pod rusztem, a po rozpaleniu pieca i wytworzeniu warstwy żaru zmienia się kierunek przepływu powietrza, prowadząc powietrze z otworu w górnej części komory spalania korpusu pieca, przy zamkniętym otworze wlotu powietrza usytuowanym, nieznacznie ponad rusztem,

PL 211 203 B1 poprzez warstwę nie spalonego paliwa oraz warstwę żaru, aż do otworu wylotu spalin, usytuowanego pod rusztem.

3. Piec do spalania stałego paliwa, wyposażony w korpus, komorę spalania, ruszt, otwór wlotu powietrza i otwór wylotu spalin, połączony z kominowym otworem, wykorzystujący znany sposób prowadzenia powietrza i spalin w pierwszej fazie rozpalania pieca, znamienny tym, że zawiera pierwszy otwór (5) wlotu powietrza, usytuowany w korpusie (1) pieca poniżej rusztu (2), i drugi otwór (9) wlotu powietrza, usytuowany w górnej części komory spalania korpusu (1) pieca, oraz zawiera otwór (6) wylotu spalin, usytuowany w górnej części komory spalania korpusu (1) pieca, ponad nie spalonym paliwem (3), połączony z otworem (12) przewodu kominowego, i zawiera pierwszy otwór (10) wylotu spalin, usytuowany w dolnej części korpusu (1) poniżej rusztu (2), który jest połączony z otworem (12) przewodu kominowego, przy czym przewód doprowadzający do otworu (12) kominowego przewodu zawiera regulowaną przegrodę (11), zamykającą albo dolny otwór (10) wylotu spalin, usytuowany w korpusie (1) poniżej rusztu, albo górny otwór (6) wylotu spalin, usytuowany w górnej części komory spalania korpusu (1) powyżej nie spalonego paliwa (3).

4. Piec do spalania stałego paliwa, według zastrz. 3 znamienny tym, że zawiera pierwszy środkowy otwór (5) wlotu powietrza, usytuowany w komorze spalania w strefie styku nie spalonego paliwa (3) ze strefą (4) spalania, nieznacznie ponad rusztem (2), oraz drugi górny otwór (9) wlotu powietrza, usytuowany w górnej części komory spalania korpusu (1), i zawiera dolny otwór (10) wylotu spalin, usytuowany w dolnej części korpusu (1), pod rusztem (2), który jest podłączany do otworu kominowego przewodu, przy czym środkowy otwór (5) wlotu powietrza jest otwierany tylko podczas rozpalania pieca, przy zamkniętym górnym otworze (9) wlotu powietrza, a górny otwór (9) wlotu powietrza jest otwierany po całkowitym rozpaleniu pieca i wytworzeniu warstwy żaru, podczas nominalnej pracy pieca, przy zamkniętym środkowym otworze (5) wlotu powietrza.