PL215807B1

PL215807B1 - Boiler furnace for combustion of granulated fuel

Info

Publication number: PL215807B1
Application number: PL389094A
Authority: PL
Inventors: Tadeusz Furowicz
Original assignee: Przed Prod Handlowo Uslugowe Fu Wi Export Imp Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2014-01-31
Also published as: PL389094A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest samooczyszczające się palenisko kotła do spalania granulowanego paliwa, stosowane w kotłach centralnego ogrzewania.The subject of the invention is a self-cleaning furnace of a boiler for combustion of granular fuel, used in central heating boilers.

Z polskiego zgłoszenia patentowego numer 375326 znane jest palenisko kotła do spalania granulowanego paliwa, posiadające w ścianie przedniej drzwiczki paleniskowe i popielnikowe, w ścianie tylnej osadzony korpus palnika z zamocowanym od strony zewnętrznej wentylatorem, a od strony wewnętrznej wyposażony w odkryty palnik szufladowy, którego szuflada posiada płaszcz zewnętrzny i wewnętrzny. Palnik w dolnej części jest zaopatrzony w ruszt z podłużnymi szczelinami. Od stron bocznych zaopatrzony jest w płaszcz wewnętrzny z otworami doprowadzającymi powietrze do spalania, rozmieszczonymi na całej powierzchni ścianek. Od strony tylnej jest zamknięty ścianką korpusu palnika zaopatrzoną w kilka rzędów otworów do dostarczania powietrza i wyposażoną ponadto w otwór do osadzenia grzałki i w otwór do obserwacji płomienia palącego się paliwa. Palenisko kotła od strony górnej ma wymiennik ciepła, który zajmuje całą powierzchnię paleniska, a w korpusie wymiennika znajdują się rurowe kanały przelotowe z umieszczonymi w nich kierownicami gazów wykonanymi ze skręconego płaskownika.From the Polish patent application No. 375326, there is a furnace for a boiler for burning granular fuel, with a furnace and ash-pan doors in the front wall, a burner body with a fan mounted on the outside, and with an open drawer burner on the inside, the drawer of which has outer and inner jacket. The lower part of the burner has a grate with longitudinal slots. On the side sides it is equipped with an internal jacket with openings supplying combustion air, distributed over the entire surface of the walls. On the rear side, it is closed with a wall of the burner body, provided with several rows of openings for air supply, and additionally provided with an opening for mounting a heater and an opening for observing the flame of burning fuel. On the upper side, the furnace of the boiler has a heat exchanger that covers the entire furnace surface, and in the exchanger's body there are tubular passageways with gas guides made of a twisted flat bar.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego numer 165869 ruszt do spalania odpadów, zwłaszcza poszpitalnych. Ruszt posiada co najmniej trzy rusztowiny osadzone wahliwie w obrotowym elemencie, przy czym każda rusztowina jest wyposażona w popychacze unoszące je względem punktu zawieszenia. Rusztowiny mogą być segmentami wycinka koła o kształcie powierzchni płaskiej lub wyoblonej perforowanej kanałami dowolnego kształtu i położenia, posiadające w górnej spodniej części zaczepy pozwalające na wahliwe zawieszenia rusztowiny. Zawieszona w ten sposób rusztowina może wykonać w czasie ruchu obrotowego dodatkowe ruchy w górę lub w dół.A grate for incinerating waste, especially post-hospital waste, is also known from the Polish patent specification No. 165869. The grate has at least three grate bars pivotally mounted in a rotating element, each grate being provided with pushers which raise it relative to the suspension point. The grate bars can be segments of a circular segment with the shape of a flat or curved, perforated surface with channels of any shape and position, having in the upper lower part of the hooks allowing for swinging suspension of the grate. The scaffold suspended in this way can make additional up or down movements during the rotary movement.

Samooczyszczające się palenisko kotła według wynalazku posiada odkryty od strony górnej palnik szufladowy z płaszczem zewnętrznym i wewnętrznym wyposażonym w otwory w ściance tylnej i ściankach bocznych do wdmuchiwania powietrza przez wentylator, oraz ma ruszt składający się z odrębnych rusztowin pomiędzy którymi występują podłużne szczeliny i charakteryzuje się tym, że pod rusztem ma zabudowany poprzecznie w stosunku do rusztowin wałek mimośrodowy napędzany motoreduktorem poprzez przekładnię łańcuchową, a każda rusztowina spoczywa na odrębnym garbiku wałka. Poza tym palenisko ma końce górne kierownic gazów zaopatrzone w głowice w których wyodrębnia się trzon, korpus i koło zębate, przy czym głowice swoimi korpusami ma osadzone obrotowo w płycie nośnej, zaś koła zębate kierownic ma wzajemnie zazębione, poza tym głowice ma nakryte płytą dociskową z otworami, a ponadto jedną z głowic ma wyposażoną w wałek połączony z motoreduktorem.The self-cleaning boiler furnace according to the invention has a drawer burner exposed on the upper side with an outer and inner jacket equipped with openings in the rear wall and side walls for air blowing through the fan, and a grate consisting of separate grates between which there are longitudinal slots and is characterized by this that under the grate there is an eccentric shaft mounted transversely to the grate bars, driven by a gear motor through a chain transmission, and each grate rests on a separate shaft hump. In addition, the furnace has the upper ends of gas guides provided with heads in which the shaft, body and gear wheel are distinguished, the heads with their bodies rotatably mounted in the support plate, and the gear wheels of the wheels are meshed with each other, and the heads are covered with a pressure plate with holes, and one of the heads is equipped with a shaft connected to a geared motor.

Zastosowanie w palniku szufladowym samooczyszczającego się paleniska wałka mimośrodowego napędzanego przez motoreduktor i przekładnię łańcuchową, a jednocześnie umieszczenie wałka w pobliżu wentylatora, wywołuje wzajemne przemieszczanie się rusztowin względem siebie w miejscu, w którym odbywa się najbardziej intensywne spalanie granulowanego paliwa. Zaletą wzajemnego przemieszczania się rusztowin jest możliwość zwiększenia napowietrzania stosu spalającego się paliwa. Przemieszczające się rusztowiny umożliwiają rozkruszanie bryły popiołu i dają możliwość łatwiejszego przelatywania popiołu przez szczeliny rusztu. Powoduje to samooczyszczanie się palnika szufladowego z popiołu powstającego przy spalaniu granulowanego paliwa. Samooczyszczanie palnika daje z kolei możliwość stosowania tańszego paliwa o większej zawartości popiołu. Wprowadzenie dodatkowo poprzez motoreduktor umieszczony nad paleniskiem i koła zębate w ruch obrotowy kierownic gazów w kanałach rurowych wymiennika ciepła, powoduje zrywanie przez obracające się kierownice gazów popiołów zalegających na ściankach przelotowych kanałów rurowych. Zerwane popioły spadają do palnika szufladowego i ulegają całkowitemu spalaniu. Zarówno uruchamianie wzajemnego przemieszczania się rusztowin, jak i ruch obrotowy kierownic gazów w kanałach rurowych wymiennika ciepła odbywa się cyklicznie w zaprogramowanych odcinkach czasowych. W efekcie końcowym następuje samoczynne całkowite oczyszczanie się paleniska z popiołów powstających na ruszcie i w kanałach rurowych wymiennika ciepła.The use of a self-cleaning eccentric shaft driven by a gear motor and chain gear in the drawer burner, and at the same time placing the shaft near the fan, causes the grate bars to move relative to each other in the place where the most intense combustion of granulated fuel takes place. The advantage of the mutual movement of the grates is the possibility of increasing the aeration of the burning fuel pile. Moving grate bars make it possible to crush the ash lump and make it easier for the ash to pass through the slots of the grate. This causes the drawer burner to self-clean from the ash generated during the combustion of granular fuel. Self-cleaning of the burner, in turn, allows the use of cheaper fuel with a higher ash content. The introduction of the gas guides in the heat exchanger's tubular channels through a gear motor and gears into the rotation of the gas guides causes the ashes depositing on the walls of the through-flow tubes to break off by the rotating guides. The broken ashes fall into the drawer burner and are completely burnt. Both the activation of the mutual movement of the grates and the rotation of the gas guides in the heat exchanger tube channels takes place cyclically at programmed time intervals. As a result, the furnace is automatically and completely cleansed of ashes formed on the grate and in the heat exchanger tube channels.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny pionowy przekrój paleniska, fig. 2 - schematyczny widok poziomy palnika szufladowego, fig. 3 - poziomy widok zespołu kół zębatych napędu kierownic gazów z częściowym widokiem na płytę dociskową 37.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows a schematic vertical section of the furnace, fig. 2 - a schematic horizontal view of a drawer burner, fig. 3 - a horizontal view of a gear set of a gas guide drive with a partial view of the pressure plate 37 .

PL 215 807 B1PL 215 807 B1

Samooczyszczające się palenisko kotła do spalania granulowanego paliwa posiada obudowaną ściankami komorę spalania 1, drzwiczki paleniskowa 2 oraz popielnikowe 3 umieszczone na ścianie przedniej, wymiennik ciepła 4 i palnik szufladowy 5. Palnik szufladowy 5 znajdujący się bezpośrednio pod wymiennikiem ciepła 4 jest odkryty, osadzony w korpusie 6, którego kołnierz 7 przymocowany jest śrubami 8 do tylnej ścianki paleniska. Od strony tylnej w korpusie 6 osadzony jest wentylator 9 wytwarzający nadciśnienie powietrza doprowadzanego do szuflady 10 palnika 5. W korpusie 6 osadzone są również grzałka 11 i fotodioda 12. Szuflada 10 palnika 5 posiada płaszcz zewnętrzny 13 i płaszcz wewnętrzny 14. Płaszcz wewnętrzny 14 od stron bocznych i od strony tylnej zaopatrzony jest w otwory 15 doprowadzające powietrze do spalanego paliwa 16. W dolnej części szuflady 10 zawieszony jest żeliwny ruszt 17 z odrębnymi rusztowinami 18. Pod rusztem 17 zabudowany jest poprzecznie w stosunku do rusztowin 18 wałek mimośrodowy 19 napędzany motoreduktorem 20 poprzez przekładnię łańcuchową 21 z kołami łańcuchowymi 22,23, a każda rusztowina 18 spoczywa na odrębnym garbiku 24 wałka mimośrodowego 19. Nad palnikiem szufladowym 5 od strony zewnętrznej paleniska umieszczona jest rurka zasypowa 25 granulowanego paliwa, dostarczanego podajnikiem sprężynowym 26 ze zbiornika 27.The self-cleaning furnace of the boiler for the combustion of granulated fuel has a combustion chamber 1 enclosed in walls, a furnace door 2 and an ash pan door 3 located on the front wall, a heat exchanger 4 and a drawer burner 5. The drawer burner 5 located directly under the heat exchanger 4 is open, embedded in the body 6, the flange 7 of which is fastened with screws 8 to the rear wall of the firebox. On the rear side, in the body 6 there is mounted a fan 9 generating an overpressure of air supplied to the burner drawer 10 5. The body 6 also houses a heater 11 and a photodiode 12. The burner drawer 10 5 has an outer jacket 13 and an inner jacket 14. Inner jacket 14 on the sides on the side and on the rear side, it is provided with openings 15 supplying air to the combusted fuel 16. In the lower part of the drawer 10 there is a cast iron grate 17 with separate grate bars 18. Under the grate 17 there is an eccentric shaft 19 transverse to the grates 18, driven by a gear motor 20 by a chain transmission 21 with chain wheels 22,23, and each grate 18 rests on a separate hump 24 of the eccentric shaft 19. Above the drawer burner 5 from the outside of the furnace there is a charging tube 25 of granular fuel, supplied by a spring feeder 26 from the tank 27.

Wymiennik ciepła 4 zakrywający całą powierzchnię paleniska od strony górnej, posiada rurowe kanały przelotowe 28 i rurę wylotową 42. Wewnątrz kanałów przelotowych 28 umieszczone są kierownice gazów 29 wykonane ze skręconego płaskownika. Kierownice 29 mają za zadanie przedłużyć drogę przepływu gorących gazów 30 wytwarzanych ze spalanego granulowanego paliwa 16, w celu zwiększenia możliwości oddawania ciepła. Górne końce kierownic gazów 29 zaopatrzone są w głowice 31, w których wyodrębnia się trzon 32 ze śrubą 43, korpus 33 i koło zębate 34. Głowice 31 swymi korpusami 33 osadzone są w płycie nośnej 35 podtrzymywanej na obwodzie kątownikiem 36, zaś koła zębate 34 kierownic 29 są wzajemnie zazębione. Głowice 31 są nakryte płytą dociskową 37 z otworami 38. Jedna z głowic 31 jest wyposażona w wałek 39 połączony sprzęgłem 40 z motoreduktorem 41.The heat exchanger 4, which covers the entire surface of the furnace from the upper side, has tubular passageways 28 and an outlet pipe 42. Inside the passageways 28 there are gas guides 29 made of a twisted flat bar. The vanes 29 are intended to extend the flow path of hot gases 30 produced from the combusted granular fuel 16 in order to increase the heat dissipation capacity. The upper ends of gas guides 29 are provided with heads 31, in which a shaft 32 with a screw 43, a body 33 and a gear wheel 34 are distinguished. The heads 31 with their bodies 33 are embedded in a support plate 35 supported on the circumference by an angle 36, and the gear wheels 34 of the guide wheels 29 are interlocked. The heads 31 are covered by a pressure plate 37 with holes 38. One of the heads 31 is equipped with a shaft 39 connected by a clutch 40 to a gear motor 41.

Proces spalania i samooczyszczania z popiołów na rusztach 17 polega na dostarczeniu paliwa poprzez zbiornik 27, podajnik sprężynowy 26 i rurkę zasypową 25 do palnika szufladowego 5 i spowodowaniu zapłonu przez grzałkę 11. Gdy fotodioda 12 zaobserwuje wymaganą jasność płomienia, powoduje podawanie kolejnych porcji paliwa. Po osiągnięciu przez kocioł wymaganej temperatury, sterownik wyłącza podawanie paliwa, włącza się wentylator 9 na całą moc i następuje wydmuchiwanie popiołu z rusztu 17 do popielnika. Oprócz tego w trakcie spalania paliwa, cyklicznie włącza się samoczynnie motoreduktor 20 i poprzez przekładnię łańcuchową 21 i wałek mimośrodowy 19 powoduje wzajemne przemieszczanie się względem siebie rusztowin 18, rozkruszając bryłę popiołu gromadzącą się na ruszcie 17. Oprócz tego również cyklicznie włącza się samoczynnie motoreduktor 41 powodując obracanie koła zębatego 34, które z kolei poprzez wzajemne zazębienia powoduje obrót innych pozostałych kół i związanych z nimi kierownic gazów 29, czego skutkiem jest zrywanie popiołów ze ścianek kanałów przelotowych 28, powodując samooczyszczanie się kanałów wymiennika ciepła.The process of combustion and self-cleaning from ashes on the grates 17 consists in supplying fuel through the tank 27, the spring feeder 26 and the charging pipe 25 to the drawer burner 5 and causing ignition by the heater 11. When the photodiode 12 observes the required brightness of the flame, it causes the feeding of further fuel portions. After the boiler has reached the required temperature, the controller turns off the fuel supply, the fan 9 is turned on at full power and the ash is blown from the grate 17 to the ash pan. In addition, during the combustion of the fuel, the gear motor 20 is cyclically turned on and through the chain transmission 21 and the eccentric shaft 19 causes the grates 18 to move relative to each other, crushing the lump of ash accumulating on the grate 17. In addition, the gear motor 41 automatically turns on automatically, causing rotation of the toothed wheel 34, which in turn causes the other wheels and associated gas guides 29 to rotate through mutual meshing, thereby tearing ashes off the walls of the through channels 28, making the heat exchanger channels self-cleaning.

Samooczyszczające się palenisko kotła do spalania granulowanego paliwa, znajduje zastosowanie głównie w piecach centralnego ogrzewania domów jednorodzinnych, lub małych obiektów przemysłowych.Self-cleaning boiler furnace for combustion of granular fuel, is mainly used in central heating furnaces of single-family houses or small industrial facilities.

Claims

Self-cleaning furnace of a boiler for combustion of granulated fuel, equipped with a drawer burner uncovered on the upper side and having a grate with longitudinal slots in the lower part, and a heat exchanger on the upper side, in the body of which there are tubular passageways with gas guides placed in them, characteristic in that the drawer burner (5) is provided with an eccentric shaft (19), a chain gear (21) with wheels (22), (23) and a gear motor (20), the eccentric shaft (19) being seated under the grate (17) ), transversely to the grate (17) and near the fan (9), and each grate (18) of the grate (17) rests on a separate hump (24) of the shaft (19), and the upper ends of the gas guides (29) are provided with heads (31), in which a shaft (32), a body (33) and a gear wheel (34) are distinguished, the heads (31) having their bodies (33) rotatably mounted in the support plate (35), and the gears ( 34) of the steering wheels (29) are mutually interlocked, and the heads ( 31) is covered with a pressure plate (37) with holes (38), and in addition, one of the heads (31) has a shaft (39) connected to a gear motor (41).