PL222330B1 - Palnik do kotłów grzewczych - Google Patents

Description

(21) Numer zgłoszenia: 399094 ⁽⁵¹) ^IntCL

F23G 7/10 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 04.05.2012 (54) Palnik do kotłów grzewczych (43) Zgłoszenie ogłoszono:

12.11.2013 BUP 23/13 (73) Uprawniony z patentu:

KOTELBA MICHAŁ TERMOTECHNIKA, Zgorzała, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

29.07.2016 WUP 07/16 (72) Twórca(y) wynalazku:

STANISŁAW KOTELBA, Góra Puławska, PL MICHAŁ KOTELBA, Zgorzała, PL

PL 222 330 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest palnik do kotłów grzewczych, szczególnie opalanych biomasą.

Znane jest z opublikowanego opisu wynalazku USA nr 7.739.966 urządzenie do spalania granulatu posiadające korpus, w którym jest ruchomy ruszt schodkowy z przelotowymi otworami. Poza tym w urządzeniu jest dmuchawa i wlot doprowadzający powietrze do komary spalania, układ doprowadzający paliwo do komory spalania, urządzenie zapłonowe, przegroda z przelotowymi otworami, oddzielająca komorę spalania od komory nadmuchu oraz układ do regulacji procesu spalania i uruchamiania zespołów pomocniczych. Komora spalinowa ma kształt leja, którego dno stanowi pozioma płyta rusztu.

Znany jest także z polskiego opisu wzoru użytkowego nr 64871 palnik do spalania biomasy typu „pellets” przeznaczony do instalowania w kotłach centralnego ogrzewania, posiadający rurę paleniskową, wewnętrzną i zewnętrzną, obudowaną komorę powietrza, wentylator, grzałkę w dolnej części rury paleniskowej, zamkniętą obudową zamocowaną w koszyku grzałki i przytwierdzoną do płyty mocującej, oraz kominek z kołnierzem połączony z kanałem zasypu. Kołnierz, do którego dospawany jest kominek odizolowany jest od obudowy komory powietrza płytą izolacyjną, zaś miedzy obudową grzałki i jej koszykiem jest materiał izolacyjny.

Inne znane rozwiązanie przedstawione jest w opisie polskiego wynalazku nr 208551. Istotą wynalazku jest palnik posiadający ruszt z przeciwwagą, zawieszony do korpusu palnika w ten sposób, że stanowi wagę dla zasypywanego peletu przez co następuje regulacja ilości i szybkości jego podawania. Ruszt posiada również przegrodę perforowaną otworami, między strefą zgazowania peletu a strefą zapalania gazu na dyszach. W dolnej części rusztu zamontowana jest uchyIna klapa w celu usuwania ewentualnie powstałej szlaki, żużlu czy innych niepalnych części mogących się dostać wraz z peletem do palnika. W ruszcie znajduje sic również otwór, przez który następuję rozpalenie peletu gorącym powietrzem. Na zewnątrz korpusu mocowana jest obudowa palnika od góry zamykająca korpus, tworząc kanały doprowadzające powietrze wtórne do dysz. a od dołu łącząca palnik z popielnikiem.

Znany jest także ze zgłoszenia WO 02079693 palnik przeznaczony do spalania paliwa stałego, zwłaszcza peletu, którego palenisko tworzą dwie ściany boczne, ściany tylna górna i rurowy ruszt. Palnik zawiera środki do doprowadzania powietrza pierwotnego i wtórnego oraz paliwa do paleniska. Konstrukcja ścian tworzy zasadniczo zamkniętą obudowę, która posiada otwory do doprowadzenia powietrza do paleniska. Przednia część rusztu jest zabudowana, a ściana usytuowana równolegle do paleniska ma otwory do doprowadzenia powietrza.

Palnik według wynalazku charakteryzuje się tym, że do przesłony spiętrzającej, przymocowanej do obudowy, jest zamocowany wahliwie zgarniacz, nachylony w kierunku wylotu do przesuwnej płyty, którego swobodna krawędź jest oparta o przesuwną płytę, zaś przednia część spoczywa na poziomej część spocznika, podpartego kołkiem ustalającym i stopami o dolną ścianę korpusu. Przesuwna płyta wraz ze spocznikiem tworzy ruszt, który może być wykonany jako jednoczęściowy. W komorze nadmuchu jest umieszczona przesuwnie w prowadnicach kierownica powietrza, której końcówki są wygięte pod kątem ostrym, przy czym końcówka od strony wlotu powietrza jest wygięta w górę, natomiast końcówka po stronie wylotu jest skierowana ku dołowi. Pomiędzy kierownicą a jej prowadnicami jest płaska sprężyna.

Przesuwna płyta ma pierwsze otwory przelotowe, zwężające się łukowo w kierunku paleniska. W tylnej części wspomniana płyta jest oparta na nogach zakończonych półkulistymi stopami, które posiadają śrubową regulację ich wysokości.

Pomiędzy dolną ścianą korpusu a poziomą krawędzią pionowej ścianki spocznika jest skośna pierwsza szczelina rozszerzająca się w kierunku komory nadmuchu. Pomiędzy brzegami poziomej płyty a bocznymi ścianami korpusu są dwie podłużne drugie szczeliny, przy czym brzegi poziomej płyty są skośne tak, że drugie szczeliny są rozszerzone ku dolnej ścianie korpusu. Pomiędzy krawędziami przesłony spiętrzającej a bocznymi ścianami korpusu są trzecie szczeliny.

Pozioma część spocznika od strony płyty jest zakończona półką zagiętą w kierunku dolnej ściany korpusu, natomiast od strony wylotu jest zakończona półką zagiętą ku górze. Korzystnie w przesłonie spiętrzającej są przelotowe półokrągłe trzecie otwory rozmieszczone wokół obudowy podajnika ślimakowego.

Korpus jest wyposażony w szyby z przepustnicą osadzoną wahliwie, przy czym na osi przepustnicy jest zamocowana przeciwwaga.

PL 222 330 B1

Korzystnie pionowa ścianka rusztu jednoczęściowego ma, przy jego zewnętrznych krawędziach, przytwierdzone noże, których ostrze przylega do bocznych ścian korpusu.

Palnik według wynalazku pozwala zmniejszyć narastanie szlaki na ruszcie rusztu. Zastosowanie trzyczęściowego rusztu umożliwia usuwanie twardych osadów w trakcie procesu spalania. Dzięki optymalnemu napowietrzaniu paleniska oraz dopasowaniu wybiegu płomienia palnika do geometrii przestrzeni grzewczej zwiększa się sprawność spalania. Poza tym narażone na niszczący wpływ ognia elementy palnika są chronione przez kurtyny powietrzne jakie izolują od płomienia korpus, przesłonę spiętrzającą oraz podajnik ślimakowy. Proces spalania jest bardziej równomierny, a paliwo spalane jest na całym obszarze rusztu. Dodatkowym efektem rozwiązania jest to, że obniżenie końca rusztu przesuwnego dzięki umieszczeniu go na w/w skośnej półce nachyla korzystnie ruszt przesuwny w kierunku wylotu palnika co ułatwia przemieszczanie się paliwa pchanego od tyłu do przodu podajnikiem ślimakowym.

Przedmiot wynalazku jest pokazany na rysunku w przykładzie wykonania, na którym Fig. 1 przedstawia widok palnika z przodu, Fig. 2 - osiowy przekrój wzdłużny palnika, Fig. 3 - przekrój wzdłużny palnika z dodatkowymi przekrojami, Fig. 4 - widok palnika z przodu z rusztem jednoczęściowym a Fig. 5 - częściowy przekrój wzdłużny palnika z rusztem jednoczęściowym.

Korpus 1 palnika tworzy rura prostokątna, ścięta z przodu od góry, a z tyłu zaślepiona ścianą 2. Wewnątrz korpusu 1 palnika jest przymocowana obudowa 3 podajnika 4 ślimakowego, umieszczonego pod szybem 5 zsypowym, w którym jest osadzona obrotowo przepustnica 6, połączona z umieszczoną na zewnątrz przeciwwagą 7, o takim ciężarze, że bez nacisku od strony wlotu przepustnica 6 zasłania prześwit szybu 5. W przedniej części korpusu 1 jest ruszt trzyczęściowy. Spocznik 8, stanowiący przednią część rusztu, ma poziome ramię z półką 9 zagiętą ku dołowi. Spocznik 8 podparty jest kołkiem 10 osadzonym w dolnej 1b ściance korpusu 1, zaś pionowa ścianka 11 spocznika 8, stanowiąca przesłonę przestrzeni napowietrzania paleniska 12, jest oparta stopami 13 umieszczonymi po zewnętrznych stronach ścianki 11, o dolna 1b ścianę korpusu 1. Od strony wylotu pozioma płyta spocznika 8 jest przedłużona półką 14, nachyloną ku górze. Pomiędzy dolną ścianą 1b korpusu a pozioma krawędzią ścianki 11, na szerokości między stopami 13 jest pierwsza szczelina 15 rozszerzająca się w kierunku komory 16 nadmuchu. Drugą, przesuwną część rusztu stanowi płyta 17 z tyłu oparta na nogach 18 zakończonych półkulistymi stopami i posiadających korzystnie śrubową regulację ich wysokości. Nogi 18 są wkręcone w płytę 17 i zamocowane nakrętkami 19. Swobodny koniec płyty 17 spoczywa na poziomej ścianie spocznika 8, lub na skośnej półce 9. Ścianki 20 boczne płyty 17 tworzą z bocznymi ścianami 1a korpusu dwie podłużne drugie szczeliny 21, na prawie całej długości płyty 17. Ścianki boczne 20 płyty 17 są skośne, a powstałe drugie szczeliny 21 są rozszerzone ku dolnej ścianie 1b korpusu 1. Trzecią część rusztu stanowi zgarniacz 22, osadzony wahliwie w ścianach 1a bocznych korpusu 1 nad płytą 17 rusztu i nachylony do dołu w kierunku wylotu. Swobodna krawędź zgarniacza 22 jest oparta o płytę 17. Pierwsze otwory 23 przelotowe w płycie 17 są zwężone łukowo w kierunku paleniska.

Do obudowy 3 jest przytwierdzona przesłona 24 spiętrzająca, której dolna krawędź znajduje się nieco powyżej płyty 17. Pomiędzy przesłoną 24 spiętrzającą a ścianą 2 jest komora 16 nadmuchu, w której jest kierownica 25 powietrza, umieszczona przesuwnie w prowadnicach usytuowanych wzdłuż osi korpusu 1, wyposażona w sprężynę 26 płaską, blokująca jej położenie. Tylna końcówka 27 kierownicy 25 powietrza jest skierowana ku górze komory 16 nadmuchu, natomiast przednia końcówka 28, jest skierowana do dołu. W przesłonie 24 spiętrzającej są przelotowe drugie otwory 29, oraz przelotowe trzecie otwory 30 półkoliste, rozlokowane wokół obudowy 3 podajnika 4. Poza tym pomiędzy pionowymi krawędziami przesłony 24 spiętrzającej a bocznymi ścianami 1a korpusu 1 są trzecie szczeliny 31 liniowe.

Do ściany 2 jest przytwierdzona dmuchawa 32, napęd 33 siłownika 34 liniowego, napęd 35 podajnika 4 ślimakowego oraz fotodetektor 36. Zespoły napędowe 33, 34 i 35 są osłonięte pokrywą 37, pod którą umieszczane jest przyłącze elektryczne 38.

Wewnątrz komory 16 nadmuchu są zainstalowane dwie zapalarki 39. Korpus 1 jest wyposażony w kołnierz 40 z otworami do jego mocowania.

Na rys. Fig. 4 i Fig. 5 jest pokazany ruszt 41 jednoczęściowy mający w przekroju podłużnym kształt litery „L”. Pionowa ścianka 42 rusztu 41 jest oparta stopami 43, usytuowanymi po zewnętrznych stronach ścianki 42, o dolną ścianę 1b korpusu 1. Pomiędzy dolna ściana 1b korpusu 1 a poziomą krawędzią pionowej ścianki 42 rusztu 41, na szerokości między stopami 43 jest pierwsza szczelina 15 rozszerzająca się w kierunku komory 12 napowietrzania. Pozioma płyta rusztu 41 jest umieszczona

PL 222 330 B1 pod podajnikiem 4 ślimakowym, równoległe do dolnej ściany 1b korpusu 1 i w krańcowej, tylnej części jest podparta dwoma nogami 18, które mają półkuliste zakończenie. Pozioma płyta rusztu 41 ma przelotowe pierwsze otwory 23, które są łukowo rozwarte ku dołowi. Pomiędzy zukosowanymi bocznymi ściankami 44 poziomej płyty rusztu 41 a bocznymi ścianami 1a korpusu 1 są drugie szczeliny 21 liniowe. Przy tylnej krawędzi poziomej płyty rusztu 41 jest zaczep 45, który jest sprzęgnięty rozłącznie z cięgnem siłownika 34 liniowego. Do pionowej ściany 42 rusztu 41, na jej bocznych krawędziach, są przytwierdzone noże 46, których ostrza, przylegujące do bocznych ścian 1a korpusu 1, są skierowane do wewnątrz. Zespoły wykonawcze palnika 1 są sterowane sterownikiem elektronicznym 47.

Palnik służy do opalania szczególnie biomasą kotłów grzewczych dla celów ogrzewczych i przygotowania ciepłej wody użytkowej.

Kierownica 25 powietrza służy do rozdzielania strumienia powietrza podawanego do komory nadmuchu przez dmuchawę 32, co powodują wygięte końcówki 27 i 28 kierownicy 25 powietrza zmieniające proporcje jego ilości w kierunku pod płyty 17 i w kierunku przesłony 24 spiętrzającej. Następuje to poprzez zmianę odległości kierownicy 25 od płaszczyzny przesłony 24 spiętrzającej. W efekcie ma to wpływ na rozprzestrzenianie się płomienia palnika na bardziej stromy lub bardziej płaski i tym samym dopasowanie kierunku płomienia do geometrii komory wymiennika ciepła kotła grzewczego.

Ruszt trzyczęściowy, na który składują się zgarniacz 22, płyta 17 oraz spocznik 8 spełnia kilka dodatkowych funkcji. Płyta 17 połączona z siłownikiem 34 liniowym, wykonuje cykliczne krótkie ruchy posuwisto-zwrotne podczas pracy palnika, co umożliwia przesuwanie paliwa, żaru i popiołu w kierunku wylotu, tym samym czyszczenie palnika w trakcie spalania. Zgarniacz 22, oprócz podawania opału na poziomą płytę 17, jednocześnie w trakcie przesuwu tej płyty oczyszcza jej powierzchnię, a także przemieszcza wypalający się opał w kierunku wylotu. Pochyła półka 9 spełnia dwie funkcje. Stanowiąc oparcie dla swobodnego końca poziomej płyty 17, jednocześnie przesłania częściowo prześwit dla powietrza kierowanego pod spocznik 8, dzięki czemu spocznik 8 jest mniej chłodzony i panuje na nim wyższa temperatura potrzebna do dopalenia na nim opału, które odbywa się na półce 14. Poprzez drugie szczeliny 21 utworzone poprzez przewężenie i zukosowanie bocznych ścianek płyty 17 rusztu dostarczane jest powietrze pierwotne i wtórne dla procesu spalania, które jednocześnie schładza korpus 1. Podobną funkcję spełniają trzecie szczeliny 31, drugie otwory 29 poprzez które dostarczane jest powietrze wtórne ponad warstwę palącego się paliwa, a także trzecie otwory 30 schładzające obudowę podajnika ślimakowego.

Podłużna pierwsza szczelina 15, umożliwia wyprowadzenie podgrzanego powietrza skierowanego na płomień od dołu oraz wydmuchiwanie na bieżąco drobin popiołu przedostającego się pod płytę 17.

Gdy w palniku zainstalowany jest ruszt 41 jednoczęściowy dolna krawędź przesłony 24 spiętrzającej podczas jego przesuwu do tyłu, wymuszonego napędem siłownika 34 liniowego, ścina spieki i spycha popiół z powierzchni rusztu 41. Nogi 18 z półkolistymi zakończeniami ułatwiają uniesienie przodu jednoczęściowego rusztu 41, a następnie jego wyjęcie celem oczyszczenia lub inspekcji.

Noże 46, w które jest wyposażony jednoczęściowy ruszt, przylegające do ścian 1a bocznych korpusu 1, są przeznaczone do ścinania narostów spieków z tych ścian 1a bocznych korpusu 1 podczas ruchu jednoczęściowego rusztu 41 do tyłu.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Palnik do kotłów grzewczych opalanych biomasą z poziomym paleniskiem, posiadający korpus paleniska w kształcie kwadratowej rury zaślepionej z tyłu ścianką z przelotowymi otworami, zapalarkę, dmuchawę oraz przesłonę spiętrzającą oddzielającą palenisko od komorę nadmuchu, a także ruszt schodkowy połączony z siłownikiem liniowym, umieszczony przesuwnie wewnątrz korpusu, znamienny tym, że do przesłony spiętrzającej (24) połączonej z obudową (3), jest zamocowany wahliwie zgarniacz (22), nachylony do poziomej płyty (17) w kierunku wylotu, którego swobodna krawędź jest oparta o przesuwną płytę (17), której przednia część spoczywa na poziomej płycie spocznika (8), podpartego kołkiem (10) ustalającym i stopami (13), o dolną ścianę (1b) korpusu (1), przy czym płyta (17) i spocznik (8) stanowią ruszt, który może być wykonany jako jednoczęściowy ruszt (41), a ponadto w komorze (16) nadmuchu jest umieszczona przesuwnie kierownica (25) powietrza, której końcówki (27) i (28) są wygięte pod kątem ostrym, przy czym końcówka (27) od strony wlotu powietrza jest wyPL 222 330 B1 gięta w górę, natomiast końcówka (28) po stronie wylotu jest skierowana ku dołowi, zaś przesłona (24) spiętrzająca przymocowana jest do obudowy (3) podajnika (4) ślimakowego.
2. 2. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy dolną ścianą (1b) korpusu (1) poziomą krawedzią pionowej ścianki (11) spocznika (8) jest skośna pierwsza szczelina (15) rozszerzająca się w kierunku komory (16) nadmuchu.
3. 3. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy ściankami (20) bocznymi poziomej płyty (17) a bocznymi ścianami (1a) korpusu (1) są dwie podłużne drugie szczeliny (21), przy czym ścianki boczne (20) płyty (17) są skośne tak, że drugie szczeliny (21) są rozszerzone ku dolnej ścianie (1b) korpusu (1).
4. 4. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pozioma płyta spocznika (8) od strony płyty (17) jest zakończona półką (9) zagiętą w kierunku dolnej ściany (1b) korpusu (1), natomiast od strony wylotu jest zakończona półką (14) zagiętą ku górze.
5. 5. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że płyta (17) ma przelotowe pierwsze otwory (23), zwężone łukowo w kierunku paleniska (12).
6. 6. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że w tylnej części płyta (17) jest oparta na nogach (18) zakończonych półkulistymi stopami.
7. 7. Palnik według zastrz. 5, znamienny tym, że nogi (18) posiadają śrubową regulację ich wysokości.
8. 8. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że w przesłonie (24) spiętrzającej są przelotowe półokrągłe trzecie otwory (30) rozmieszczone wokół obudowy (3) podajnika (4) ślimakowego.
9. 9. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy krawędziami przesłony (24) spiętrzającej a bocznymi ścianami (1a) korpusu (1) są trzecie szczeliny (31).
10. 10. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, ze korpus (1) jest wyposażony w szyb (5) z przepustnicą (6) osadzoną wahliwie, przy czym na osi przepustnicy (6) jest zamocowana przeciwwaga (7).
11. 11. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy kierownicą (25) a jej prowadnicami jest płaska sprężyna (26).
12. 12. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pionowa ścianka (42) jednoczęściowego rusztu (41), ma przy jego zewnętrznych krawędziach przytwierdzone noże (46), których ostrze przylega do bocznych ścian (1a) korpusu (1).