PL227384B1

PL227384B1 - Method for firing up the boiler by means of microwaves

Info

Publication number: PL227384B1
Application number: PL407668(22)20140326A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Słowiński; Krzysztof Słowinski
Original assignee: Univ Rolniczy Im Hugona Kołłątaja W Krakowie
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2017-11-30
Also published as: PL407668A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób rozpalania kotła na paliwo stałe za pomocą mikrofal.The subject of the invention is a method of firing up a solid fuel boiler with the use of microwaves.

Z zastosowania w praktyce znany jest sposób rozpalania kotłów na paliwo stałe za pomocą ceramicznych promienników podczerwieni, wykonanych z wysokoogniotrwałego tworzywa ceramicznego z zatopioną wewnątrz korpusu spiralą grzejną. Ich zasada działania opiera się na zjawisku promieniowania temperaturowego. Są to urządzenia bardzo awaryjne. W trakcie eksploatacji przewody zasilające znajdujące się w pobliżu grzałki rozgrzewają się, a ich izolacja z czasem ulega wykruszeniu. Często w urządzeniach tych występują problemy z chłodzeniem promiennika w czasie pracy kotła.In practice, a method of firing up solid fuel boilers with ceramic infrared heaters made of highly refractory ceramic material with a heating coil embedded inside the body is known. Their principle of operation is based on the phenomenon of temperature radiation. They are very emergency devices. During operation, the power cables near the heater heat up and their insulation crumbles over time. Often, these devices have problems with cooling the radiator during boiler operation.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest to, że magnetron znajdujący się w obudowie poza kotłem i oddalony od paleniska, wyposażony we własny układ zasilania wytwarza fale elektromagnetyczne o częstotliwości od 868 MHz do 2483 MHz, które następnie przesyła się falowodem do anteny, emitującej mikrofale bezpośrednio w kierunku paliwa stałego znajdującego się w kotle, którymi to mikrofalami powoduje się ogrzanie paliwa do temperatury samozapłonu. Magnetron wraz z układem zasilania chłodzi się powietrzem doprowadzanym z zewnątrz, którego obieg wymusza się w taki sposób, aby po ogrzaniu zostało skierowane w stronę paliwa stałego, w ten sposób powodując jego dosuszenie i ogrzanie. Po uzyskaniu samozapłonu paliwa stałego blokuje się dostęp ogrzanego powietrza do wnętrza kotła, w celu zapewnienia precyzyjnego sterowania mocą kotła.The essence of the solution according to the invention is that the magnetron located in the housing outside the boiler and away from the furnace, equipped with its own power supply system, generates electromagnetic waves with a frequency from 868 MHz to 2483 MHz, which are then sent via a waveguide to the antenna emitting microwaves directly in the direction of solid fuel in the boiler, which are used to heat the fuel to the auto-ignition temperature with microwaves. The magnetron and the supply system are cooled with air supplied from the outside, the circulation of which is forced in such a way that, after heating, it is directed towards the solid fuel, thus drying it and heating it. After obtaining the self-ignition of solid fuel, the access of heated air to the inside of the boiler is blocked in order to ensure precise control of the boiler power.

Korzystnie procesem rozpalania paliwa stałego w kotle steruje się za pomocą sterownika, włączającego magnetron z określonym opóźnieniem zapewniającym bezpieczeństwo obsłudze kotła, jak również jego wyłączenie po zadanym czasie pracy magnetronu.Preferably, the process of firing up the solid fuel in the boiler is controlled by a controller that turns on the magnetron with a specific delay ensuring the safety of the boiler operation, as well as turning it off after the set magnetron operation time.

Zaletą przedstawionego powyżej rozwiązania jest wykorzystanie powietrza podgrzanego w procesie chłodzenia magnetronu i transformatora dla dosuszenia paliwa stałego w kotle. Na skutek emisji mikrofal w kierunku paliwa znajdującego się w kotle dochodzi do ogrzania paliwa i jego samozapłonu w warunkach bezpiecznych dla obsługi kotła. Zastosowanie sterownika pozwala na włączenie urządzenia z określonym czasem zwłoki, dającym obsłudze możliwość oddalenia się od urządzenia. Poprzez zmianę długości czasu włączenia magnetronu następuje zmiana energii promieniowania przypadającej na jednostkę objętości czy masy rozpalanej umieszczonej w komorze kotła.The advantage of the solution presented above is the use of heated air in the cooling process of the magnetron and the transformer to dry the solid fuel in the boiler. As a result of the emission of microwaves towards the fuel in the boiler, the fuel heats up and ignites spontaneously in conditions that are safe for the operation of the boiler. The use of the driver allows you to turn on the device with a specific delay time, giving the operator the ability to move away from the device. By changing the length of the magnetron activation time, the radiation energy per unit volume or the ignited mass located in the boiler chamber changes.

Odpowiedni dystans dzielący magnetron od paleniska pozwala na uniknięcie nagrzania magnetronu od ciepła z paleniska.The appropriate distance separating the magnetron from the furnace allows to avoid heating of the magnetron from the heat from the furnace.

Przedstawiony powyżej sposób znajduje zastosowanie do rozpalania kotłów, w których wykorzystywane są różne rodzaje paliwa stałego np. drewno, brykiety czy węgiel.The method presented above is applicable to firing up boilers using various types of solid fuel, e.g. wood, briquettes or coal.

Rozwiązanie według wynalazku zostało zilustrowane przykładem wykonania.The solution according to the invention has been illustrated by an exemplary embodiment.

Sterownik dokonuje załączenia magnetronu, który zaczyna wytwarzać fale elektromagnetyczne o częstotliwości 2450 MHz. Fale elektromagnetyczne przesyła się falowodem do anteny, która emituje mikrofale, skierowane bezpośrednio w stronę paliwa stałego znajdującego się na palenisku kotła. W tym czasie powietrze doprowadzone z zewnątrz, którego obieg jest wymuszony poprzez zastosowanie np. wentylatora chłodzi magnetron i jego układ zasilania, jednocześnie się ogrzewając. Ogrzane powietrze jest następnie kierowane w stronę paleniska i z paliwem, gdzie następuje dosuszenie paliwa i jego dodatkowe ogrzanie. Mikrofale skierowane w stronę paliwa podnoszą jego temperaturę, powodując samozapłon. Po zapaleniu się paliwa blokuje się przepływ ogrzanego w wyniku chłodzenia magnetronu powietrza do paleniska, wyniku czego możliwe jest skuteczne i precyzyjne sterowanie mocą kotła, jak; również pozwala na uniknięcie dostania się spalin w okolice magnetronu.The controller activates the magnetron, which begins to generate electromagnetic waves at a frequency of 2450 MHz. Electromagnetic waves are sent via a waveguide to an antenna that emits microwaves, directed directly towards the solid fuel located in the furnace of the boiler. During this time, the air supplied from the outside, the circulation of which is forced by the use of, for example, a fan, cools the magnetron and its power supply system, while heating it up. The heated air is then directed towards the furnace and with the fuel, where the fuel is dried and additionally heated. Microwaves directed towards the fuel increase its temperature, causing spontaneous combustion. After the fuel has ignited, the flow of air heated by cooling the magnetron to the furnace is blocked, as a result of which it is possible to effectively and precisely control the power of the boiler, such as; it also avoids getting exhaust fumes near the magnetron.

Claims

1. The method of lighting the boiler with microwaves, characterized in that the magnetron located in the casing outside the boiler and away from the furnace, equipped with its own power supply system, generates electromagnetic waves with a frequency of 868 MHz to 2483 MHz, which are then sent via a waveguide to the antenna , emitting microwaves directly towards the solid fuel in the boiler, with which microwaves heat the fuel to the auto-ignition temperature, while the magnetron and the supply system are cooled with air supplied from the outside, the circulation of which is forced in such a way that after heating it is directed towards the solid fuel, thus causing its drying and heating, and then, after obtaining the self-ignition of the solid fuel, it blocks

Access of the heated air to the inside of the boiler in order to ensure precise control of the boiler power.

2. The method according to p. The method of firing up the solid fuel in the boiler is controlled by a controller that activates the magnetron with a specific delay ensuring the safety of the boiler operation, as well as switching it off after a preset magnetron operation time.