PL223952B1 - Kocioł grzewczy wodny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kocioł grzewczy wodny opalany paliwem stałym stosowany, zwłaszcza w instalacjach centralnego ogrzewania.

Znane są grzewcze kotły wodne zbudowane ze stalowego korpusu będącego jednocześnie płaszczem wodnym. Posiadają one kształt graniastosłupa wewnątrz którego umieszczona jest komora spalania wyposażona w ruszt lub palnik z podajnikiem paliwa. W izolowanym od zewnątrz płaszczu wodnym znajdują się otwory, zasypowy, wyczystny i otwór do usuwania popiołu oraz spalin. Ponadto kotły posiadają króćce doprowadzający i odprowadzający wodę.

Z polskiego opisu patentowego oznaczonego nr PL 215244 znany jest kocioł wodny wykonany z blachy stalowej jako konstrukcja spawana. Posiada on kształt prostopadłościanu, którego ściany boczne i ściana górna tworzą izolowany z zewnątrz płaszcz wodny. W płaszczu wodnym wykonane są otwory, jeden do usuwania popiołu, drugi do odprowadzenia spalin wyposażony w filtr siatkowy, a trzeci wyczystny. Kocioł posiada przegrodę wodną połączoną z górną i bocznymi ścianami płaszcza wodnego. Główna przegroda wodna oddziela komorę spalania od tylnej ściany płaszcza wodnego tworząc komorę spalin, w której znajduje się zespół pionowych przegród wodnych połączonych z bocznymi ścianami płaszcza wodnego. Kocioł posiada palnik zintegrowany z podajnikiem paliwa.

W znanych wodnych kotłach grzewczych opalanych paliwem stałym podczas spalania substancja mineralna w węglu ulega topnieniu, parowaniu i kondensacji tworząc odpady paleniskowe tj. żużel i pył lotny. Ze względu na duże zapylenie spalin z palenisk węglowych konieczne jest odpylenie gazów, a i istniejące ograniczenia emisji zanieczyszczeń wprowadzają konieczność wyposażenia kotłów w instalacje do zmniejszenia emisji spalin. Celem wynalazku jest uzyskanie wyższej skuteczności działania w oddzielaniu cząsteczek pyłu, zmniejszenie emisji zanieczyszczeń, zwłaszcza pyłu lotnego ze spalin poprzez wyposażenie kotła w instalacje do odpylania oraz poprawa sprawności spalania.

Istotą wynalazku jest kocioł grzewczy wodny w kształcie prostopadłościanu, którego ściany boczne i ściana górna tworzą izolowany z zewnątrz płaszcz wodny z króćcami doprowadzającym i odprowadzającym wodę, wyposażony w otwór do podawania paliwa, otwór wyczystny, otwór do usuwania popiołu i otwór do odprowadzenia spalin oraz w palnik z podajnikiem paliwa i posiadający przegrody wodne, połączone z górną i bocznymi ścianami płaszcza wodnego charakteryzujący się tym, że posiada rozprężną komorę z otworem wlotu spalin usytuowanym w dolnej części komory. U góry rozprężnej komory znajduje się otwór z wentylatorem wyciągowym spalin połączony doprowadzającym przewodem rurowym z filtrem oczyszczania wstępnego, który poprzez odprowadzający przewód rurowy połączony jest z czopuchem odprowadzającym spaliny do przewodu kominowego.

Korzystnym jest, gdy w rozprężnej komorze znajduje się turbulizator strumienia spalin.

Korzystnym jest, gdy w komorze spalania powyżej palnika znajduje się komora dopalania spalin nad którą usytuowany jest deflektor.

Kocioł wodny grzewczy pozwala na zwiększenie parametrów procesu spalania w trakcie eksploatacji. Rozwiązanie według wynalazku zapewnia bardzo wysoką efektywność energetyczną oraz bezpieczeństwo i komfort użytkowania. Eksploatacja kotła skutkuje mniejszą emisją pyłów. Średnia skuteczność odpylania utrzymuje się na poziomie około 90%. Zastosowanie komory rozprężnej rozpraszającej spaliny oraz filtra olejowego oczyszczającego spaliny powoduje redukcję emisji pyłów. Przeprowadzone badania wykazały iż zastosowanie rozwiązania według wynalazku umożliwia oczyszczenie spalin na tyle, że pozwala na zakwalifikowanie urządzenia grzewczego, w którym wykorzystywany jest układ oczyszczania do piątej, najwyższej klasy kotłów centralnego ogrzewania zasilanych paliwami stałymi zgodnie z wymaganiami normy PN EN 303-5:2012 dotyczącymi granicznych wartości emisji zanieczyszczeń (zawartość pyłu w spalinach nie większa niż 40 mg/m przy 10% O2).

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku w przekroju poprzecznym, na którym uwidoczniono komorę dopalania spalin oraz ich dalszy ukierunkowany przepływ przez kanał rozprężający.

Kocioł wodny grzewczy wykonany jest z blachy stalowej jako konstrukcja spawana. Posiada on kształt prostopadłościanu, którego ściany boczne i ściana górna tworzą izolowany z zewnątrz płaszcz wodny 1, w którym wykonane są otwory, od góry otwór wyczystny 1A, poniżej otwór do rozpalania 1B i otwór do usuwania popiołu 1C. Kocioł posiada pionowe przegrody wodne 2 połączone z górną i bocznymi ścianami płaszcza wodnego 1. Górna, wewnętrzna powierzchnia płaszcza wodnego 1 w strefie komory spalania 3, wyłożona jest ceramiczną lub żeliwną warstwą izolacyjną. W komorze spalania 3 znajduje się palnik 4, do którego przez podajnik ślimakowy paliwa 10 podawane jest paliwo

PL 223 952 B1 ze zbiornika zasypowego 17. Nad palnikiem 4 znajduje się komora dopalania spalin 5, która ma za zadanie wymieszać spaliny i powietrze oraz utrzymać w środowisku spalania wysoką temperaturę celem zapewnienia czystości spalin oraz sprawności wymiennika ciepła. Komora dopalania spalin 5 ma kształt zwężającego się ku górze stożka żeliwnego ściętego z dwóch stron obejmującego większą część płomienia paleniska, o wysokości 50 cm, zamontowanego na wysokości 100-150 mm nad górną krawędzią palnika 4. Przez komorę dopalania spalin 5 podczas procesu spalania doprowadzane jest powietrze wtórne przez rurkę powietrza wtórnego 6. Nad komorą dopalania spalin 5 zamontowany jest deflektor 7, który kontynuuje proces dopalania spalin. Po obiegnięciu kanałów kotła poprzez otwór wlotu spalin 8A znajdujący się w dolnej części urządzenia spaliny dostają się do kanału rozprężając ego 8. W górnej części kanału rozprężającego 8 zamontowany jest wentylator 9 o mocy dobranej tak, aby pokonać wypór termiczny i spowodować wyciągnięcie spalin ku górze i następnie przewodem rurowym 16 skierować do filtra oczyszczania wstępnego 11. W kanale rozprężającym 8 umieszczony jest turbulizator spalin 12, który powoduje osadzenie się części lotnych produktów spalania na jego ściankach wstępnie oczyszczając spaliny. Turbulizator 12 czyszczony jest z użyciem dźwigni powodującej opadnięcie osadów do popielnika kotła.

Filtr oczyszczania wstępnego 11 posiada w części górnej króciec wylotowy spalin wychodzących odprowadzającym przewodem rurowym 13 z filtra oczyszczania wstępnego 11. Zbiornik filtra oczyszczania wstępnego 11 wypełniony jest olejem roślinnym, którego górne lustro znajduje się w pobliżu końca króćca wlotowego, usytuowanego poniżej końca króćca wylotowego. Filtr oczyszczania wstępnego 11 poprzez ciekłe medium filtracyjne przechwytuje cząstki zanieczyszczeń, które opadają w postaci szlamu na dno zbiornika. Filtr oczyszczania wstępnego 11 powoduje także rozpuszczanie się związków siarki, które usuwane są wraz ze szlamem. Temperatura jaką osiąga substancja wykorzystywana jako medium filtracyjne w trakcie badań nie przekracza 90°C.

Z filtra oczyszczania wstępnego 11 spaliny kierowane są do filtra oczyszczania dokładnego 14 wyposażonego w wysoko wydajny wkład filtracyjny wielokrotnego użycia np. poliestrowy wkład filtracyjny wielokrotnego użytku o długości 25 cm, który można czyścić pod bieżącą wodą lub sprężonym powietrzem.

Oczyszczanie spalin polega na ich dopaleniu w komorze dopalania spalin 5 oraz ich dalszym przepływie ukierunkowanym poprzez wentylator 9 przez kanał rozprężający 8 zwalniający przepływ spalin i dalej przez zespół filtrów 11, 14. Powietrze zasysane przez dmuchawę przepływające przez kanał rozprężający 8 i układ wkładów filtracyjnych jest oczyszczane i poprzez czopuch 15 wprowadzane do przewodu kominowego.

Kocioł grzewczy wodny wyposażony jest w czujnik ciągu kominowego, który wyłącza urządzenie, gdy przewód kominowy jest niedrożny lub zaniknie w nim ciąg.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Kocioł grzewczy wodny w kształcie prostopadłościanu, którego ściany boczne i ściana górna tworzą izolowany z zewnątrz płaszcz wodny z króćcami doprowadzającym i odprowadzającym wodę, wyposażony w otwór do podawania paliwa, otwór wyczystny, otwór do usuwania popiołu i otwór do odprowadzenia spalin oraz w palnik z podajnikiem paliwa i posiadający przegrody wodne, połączone z górną i bocznymi ścianami płaszcza wodnego, znamienny tym, że posiada rozprężną komorę (8) z otworem wlotu spalin (8A) usytuowanym w dolnej części komory (8), a u góry otwór z wentylatorem wyciągowym spalin (9) połączony doprowadzającym przewodem rurowym (16) z filtrem oczyszczania wstępnego (11), który poprzez odprowadzający przewód rurowy (13) połączony jest z czopuchem (15) odprowadzającym spaliny do przewodu kominowego.

2. Kocioł według zastrz. 1, znamienny tym, że w rozprężnej komorze (8) znajduje się turbulizator strumienia spalin (12).

3. Kocioł według zastrz. 1, znamienny tym, że w komorze spalania (3) powyżej palnika (4) znajduje się komora dopalania spalin (5).

4. Kocioł według zastrz. 3, znamienny tym, że nad komorą dopalania spalin (5) usytuowany jest deflektor (7).