PL228366B1 - Zespół podawania paliwa i powietrza oraz wyrzutnika popiołu w kotłach wodnych na paliwo stałe - Google Patents

Abstract

Zespół podawania paliwa i powietrza oraz wyrzutnika popiołu w kotłach wodnych na paliwo stałe przeznaczony jest zwłaszcza dla kotłów o mocy zasilanych peletem, węglem brunatnym oraz węglem kamiennym, także antracytem. Zespół wyposażony w podajnik paliwa z rusztem obrotowym, wyrzutnik popiołu i kanał doprowadzenia powietrza z wentylatorem charakteryzuje się tym, że ma wstępny ślimakowy podajnik paliwa (1), wyposażony w napędzany ślimak (3), usytuowany w cylindrze (4) z otworem połączonym z lejem (2) zasobnika paliwa, przy czym ślimak (3) jest krótszy od cylindra (4). Cylinder (4) wpuszczony jest częściowo do komory paliwowej (5), przy czym wałek ślimaka (3) posiada koło zębate (21) zazębione z kołem zębatym (14) wałka (15) napędu rusztu obrotowego (16), a ponadto komora paliwowa (5) jest połączona, w dolnej części, z rurą paliwową (7) głównego podajnika paliwa (11), dodatkowo zaś koło zębate (13) wałka ślimaka (10) głównego podajnika paliwa (11) zazębione jest od dołu z kołem zębatym (22) wałka (23) wyrzutnika popiołu z przeciwbieżnymi ślimakami (27, 27') i kanałem wylotowym (26), a niezależnie od tego zespół wyposażony jest we wstępną komorę powietrza (30), której przekrój poprzeczny jest większy od przekroju poprzecznego połączonej z komorą (30) komory powietrznej (6).

Description

(12)OPIS PATENTOWY ₍i₉₎PL ₍n)228366 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 412580 R) Int.CI.

F24H 9/18 (2006.01) F23K 3/14 (2006.01) F23J 1/02 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 02.06.2015

Zespół podawania paliwa i powietrza oraz wyrzutnika popiołu w kotłach wodnych na paliwo stałe

	(73) Uprawniony z patentu:
	SITEK ZBIGNIEW KOTŁY CENTRALNEGO
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	OGRZEWANIA SEKO, Brzeźnica, PL
05.12.2016 BUP 25/16	(72) Twórca(y) wynalazku:
	ZBIGNIEW SITEK, Brzeźnica, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.03.2018 WUP 03/18	(74) Pełnomocnik:
	rzecz, pat. Tadeusz Ostrzychowski

co co co co

CM

CM

Ω.

PL 228 366 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół podawania paliwa i powietrza oraz wyrzutnika popiołu w kotłach wodnych na paliwo stałe przeznaczonych zwłaszcza dla kotłów o mocy zasilanych peletem, węglem brunatnym oraz węglem kamiennym, także antracytem.

Znane i powszechnie wykorzystywane w kotłach na paliwo stałe są zintegrowane z palnikiem podajniki paliwa złożone z rury, w której porusza się ślimak, przy czym rura podajnika wygięta jest, w pobliżu końca ślimaka pod kątem 90° ku górze i zakończona kołnierzem. Na tym kołnierzu osadzona jest korona palnika mająca kształt pierścienia z rozmieszczonymi obwodowo i zazwyczaj regularnie występami górnymi i występami dolnymi. Korona palnika skośną ścianą zewnętrzną występów styka się z odpowiednio ukształtowaną ścianą wewnętrzną pierścienia palnika, wspartego na kołnierzu, otaczającego rurę podajnika, kanału doprowadzającego do palnika powietrze. Zintegrowane z palnikiem podajniki o opisanej bądź zbliżonej konstrukcji zostały opisane przykładowo w polskich opisie wzoru użytkowego Ru 63154. Z kolei z opisu polskiego wzoru użytkowego Ru 64054 znany jest analogiczny podajnik paliwa, wyposażony dodatkowo w zabierak korony palnika osadzony na przedłużonej osi ślimaka o długości większej niż odległość pomiędzy osią ślimaka a dolną krawędzią występów korony palnika. Podobny podajnik znany jest też z polskiego zgłoszenia wynalazku P-381167. Z kolei z opisu wzoru użytkowego Ru.65629 znany jest podajnik paliwa, który posiada usytuowany na zewnątrz rury ze ślimakiem i ułożyskowany w łożyskach osadzonych w ścianach zbiornika zasypowego paliwa stałego, wałek, który z jednej strony ma koło zębate, zazębione z kołem zębatym osadzonym na napędzającym ślimak wałku wyjściowym przekładni redukcyjnej, a po przeciwnej stronie koła zębatego na wałku osadzone jest stożkowe koło zębate, zazębione trwale z zębatką korony. Z opisu wzoru użytkowego Ru.67041 znany jest z kolei podajnik paliwa stałego z rusztem obrotowym w kotłach centralnego ogrzewania, który posiada rurę paliwową połączoną z kolanem skierowanym ku górze, w której usytuowany jest napędzany ślimak podający przy czym końcówka rury paliwowej i kolano umieszczone są w zaopatrzonej w otwór komorze powietrza. Na wałku ślimaka zamocowane jest koło zębate zazębione z kołem zębatym wałka napędu rusztu obrotowego, który ułożyskowany jest w łożyskach usytuowanych w ścianach zbiornika zasypowego, ścianie komory powietrza. Komora powietrza zaopatrzona jest wystający ponad jej ścianę górną pierścień współosiowy z wylotem kolana. Ruszt obrotowy ma w przybliżeniu kształt odwróconego ściętego stożka wyposażonego w kołnierz usytuowany na płaszczyźnie górnej i zębatkę usytuowaną na płaszczyźnie dolnej. Ruszt obrotowy jest wsparty na powierzchniach czołowych pierścienia komory powietrznej i kolana, zaś zębatka zazębiona jest ze zdawczym kołem zębatym wałka napędu rusztu. Na wewnętrznej powierzchni stożkowej ruszt obrotowy wyposażony jest w co najmniej dwa wypusty mieszające, a ponadto w części stożkowej i w kołnierzu ruszt obrotowy ma na całym swym obwodzie otwory powietrzne.

Istotnym mankamentem w przypadku eksploatacji kotłów wyposażonych w znane, wskazane powyżej rozwiązania jest występowanie zjawiska cofania zarówno płomienia do podajnika paliwa oraz dymu do zasobnika paliwa. Problem zapalania się paliwa w podajniku paliwa został wprawdzie rozwiązany poprzez wyposażenie podajnika paliwa w dodatkową rurkę połączoną ze zbiornikiem wody, wyposażoną w korek z materiału ulegającego topieniu przy wzroście temperatury wywołanej zapaleniem paliwa w podajniku, jednakże rozwiązanie to nie jest obecnie dopuszczone normą EN 303-5: 2012 dla paliw innych niż pelet.

Znane jest również z opisu zgłoszenia wynalazku P.410205 urządzenie do usuwania popiołu z popielnika kotłów centralnego ogrzewania, zwłaszcza w kotłach retortowych, które posiada napędzany z motoreduktora ślimak umieszczony częściowo w popielniku a pozostała jego część usytuowana jest, przed popielnikiem, w rurowej obudowie wyposażonej w wylotowy króciec, przy czym w strefie króćca ślimak posiada przynajmniej jeden zwój o kierunku przeciwnym do pozostałych zwojów, a dodatkowo odległość pomiędzy krańcami przeciwskrętnych zwojów ślimaka jest mniejsza od otworu wylotowego króćca usytuowanego prostopadle do osi wzdłużnej rurowej obudowy z otworem wylotowym prostopadłym do osi króćca.

Mankamentem tego rozwiązania jest konieczność wyposażenia urządzenia w oddzielny napęd, a ponadto usuwany z króćca popiół wpada swobodnie do pojemnika popiołu, co powoduje zapylenie pomieszczenia kotłowni, bądź też - w przypadku dołączenia do króćca elastycznego worka na popiół - zachodzi możliwość zablokowania wyrzutu popiołu poprzez ścianę worka, która przylega do otworu wylotowego króćca.

PL 228 366 B1

Zespół podawania paliwa i powietrza oraz wyrzutnika popiołu w kotłach wodnych na paliwo stałe, według istoty wynalazku, posiada wstępny ślimakowy podajnik paliwa wyposażony w otwór połączony z lejem zasobnika paliwa i napędzany ślimak przy czym cylinder tego podajnika po stronie wylotowej wpuszczony jest częściowo do komory paliwowej, a ponadto długość cylindra tego podajnika po stronie wylotowej jest większa od długości jego ślimaka. Komora paliwowa o, korzystnie, skośnych ścianach bocznych ma w dolnej części wylot połączony z przechodzącą przez komorę powietrzną rurą paliwową znanego głównego podajnika paliwa z kolanem skierowanym ku górze, w której umieszczony jest napędzany ślimak podający, a ponadto na wałku ślimaka zamocowane jest koło zębate zazębione z kołem zębatym ułożyskowanego wałka napędu rusztu obrotowego w kształcie odwróconego ściętego stożka zaopatrzonego w: kołnierz usytuowany na płaszczyźnie górnej i zębatkę usytuowaną na płaszczyźnie dolnej oraz jest wsparty na powierzchni czołowej pierścienia komory powietrznej i powierzchni czołowej kolana, a ponadto jest wyposażony w otwory powietrzne na części stożkowej, co najmniej dwa wypusty mieszające i zębatkę zazębioną z kołem zdawczym wałka napędu rusztu obrotowego. Korzystnie, otwory w ruszcie obrotowym rozmieszczone są na dwóch wysokościach odwróconego ściętego stożka, a ponadto otwory usytuowane wyżej mają większą średnicę. Koło zębate wałka napędu rusztu zazębione jest z kołami zębatymi wałków ślimaków wstępnego i głównego podajnika paliwa, a ponadto koło zębate wałka ślimaka głównego podajnika paliwa zazębione jest od dołu z kołem zębatym wałka ślimaka wyrzutnika popiołu, przy czym, korzystnie prędkość obrotowa wałka wyrzutnika popiołu mieści się w zakresie 0,7-0,2 prędkości obrotowej ślimaka głównego podajnika paliwa. Wyrzutnik popiołu wyposażony jest w podajnik ślimakowy ze ślimakiem usytuowanym w popielniku kotła. Przed popielnikiem kotła ślimak umieszczony jest w rurowej obudowie z kanałem wylotowym, przy czym w strefie otworu tego kanału ślimak posiada co najmniej jeden zwój o kierunku przeciwnym do zwojów ślimaka umieszczonego w popielniku.

Korzystnie, kanał wylotowy skierowany jest względem płaszczyzny podstawy skośnie ku górze i ma przekrój poprzeczny w kształcie prostokąta, a dolna ściana tego kanału jest krótsza od pozostałych jego ścian. Zespół wyposażony jest ponadto w kanał powietrza, który jest połączony ze wstępną komorą powietrza, której przekrój poprzeczny jest większy od przekroju poprzecznego połączonego z tą komorą komory powietrznej, przy czym komora usytuowana jest, korzystnie, za płytą mocującą zespół do korpusu kotła. Do kanału powietrza zamocowany jest wentylator. Korzystnie, komora paliwowa i komora powietrza zaopatrzone są w otwory rewizyjne zamykane pokrywami. Zespół mocowany jest do korpusu kotła płytą mocującą. Przekładnie zębate zastosowane w zespole stanowiącym przedmiot wynalazku mogą być zastąpione w części lub w całości przekładniami łańcuchowymi.

Taka konstrukcja zintegrowanego zespołu podawania paliwa, powietrza i usuwania popiołu pozwala na wyeliminowanie zjawiska cofania płomienia do podajnika paliwa i dymu do zasobnika paliwa oraz eliminuje niezależne do tej pory zasilanie wyrzutnika popiołu. Kotły wyposażone w ten zespół cechuje wysoka, sięgająca 90% sprawności, emisja tlenku węgla nie przekracza 300 mg/m³, a emisja pyłów uzyskiwana jest na poziomie poniżej 50 mg/m³. Badane kotły wyposażone w zespół objęty wynalazkiem spełniały wymagania określone dla klasy 4 według normy EN 303-5: 2012.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, który przedstawia schematycznie zespół podawania paliwa i powietrza oraz wyrzutnika popiołu w kotłach wodnych na paliwo stałe.

Zespół podawania paliwa i powietrza oraz wyrzutnika popiołu w kotłach wodnych na paliwo stałe posiada wstępny ślimakowy podajnik paliwa 1 z otworem połączonym z lejem 2 zasobnika paliwa i napędzany ślimak 3. Cylinder 4 podajnika 1 po stronie wylotowej wpuszczony jest częściowo do komory paliwowej 5, a ponadto długość cylindra 4 po stronie wylotowej jest większa od długości ślimaka 3. Komora paliwowa 5 ma skośne ściany boczne i posiada w dolnej części wylot połączony z usytuowaną częściowo w komorze powietrznej 6 rurą paliwową 7 napędzanego silnikiem elektrycznym 8 poprzez motoreduktor 9 ślimaka 10 głównego podajnika paliwa 11 z kolanem 12 skierowanym ku górze. Na wałku ślimaka 10 zamocowane jest koło zębate 13 zazębione z kołem zębatym 14 ułożyskowanego wałka 15 napędu rusztu obrotowego 16 w kształcie odwróconego ściętego stożka, który jest oparty o powierzchnię czołową kolana 12 i jest zaopatrzony w kołnierz usytuowany na płaszczyźnie górnej, którym jest wsparty na powierzchni czołowej pierścienia komory powietrznej 6. Ruszt 16 jest wyposażony w otwory powietrzne 17, 17' rozmieszczone na dwóch wysokościach powierzchni stożkowej, dodatkowo zaś otwory 17 usytuowane wyżej mają większą średnicę od otworów 171. Zaopatrzony w wypusty mieszające 18 ruszt 16 ma na zewnętrznej powierzchni części stożkowej zębatkę 19 zazębioną z kołem zdawczym 20 wałka 15 napędu rusztu obrotowego 16. Koło zębate 14 wałka 15 napędu rusztu 16 zazębione jest z kołem zębatym 21 ślimaka 3 wstępnego podajnika paliwa 1, a ponadto koło

PL 228 366 B1 zębate 13 wałka ślimaka 10 głównego podajnika paliwa 11 zazębione jest od dołu z kołem zębatym 22 wałka 23 ślimaka 24 wyrzutnika popiołu, który jest usytuowany częściowo w popielniku kotła, zaś częściowo, przed popielnikiem, w rurowej obudowie 25 wyposażonej w z kanał wylotowy 26. Prędkość obrotowa wałka 23 wyrzutnika popiołu stanowi 0,3 prędkości obrotowej ślimaka 10 głównego podajnika paliwa 11. W strefie otworu kanału 26 ślimak 24 posiada co najmniej jeden zwój 27 o kierunku przeciwnym do zwojów 27' części ślimaka 24 umieszczonej w popielniku. Kanał 26 skierowany jest względem płaszczyzny podstawy kotła skośnie ku górze i ma przekrój poprzeczny w kształcie prostokąta, a dolna ściana kanału 26 jest krótsza od pozostałych jego ścian. Zespół wyposażony jest ponadto w wentylator nadmuchowy 28 zamocowany na kanale powietrznym 29 połączonym ze wstępną komorą powietrza 30, której przekrój poprzeczny jest większy od przekroju poprzecznego połączonej z komorą 30 komory powietrznej 6. Komora 30 usytuowana jest za płytą mocującą 31 zespół do korpusu kotła Komora paliwowa 5 i komora powietrzna 6 zaopatrzone są w otwory rewizyjne zamykane pokrywami 32, 32', 32.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół podawania paliwa i powietrza oraz wyrzutnika popiołu w kotłach wodnych na paliwo stałe wyposażony w napędzany silnikiem elektrycznym poprzez motoreduktor i usytuowany częściowo w komorze powietrznej podajnik paliwa złożony z rury paliwowej z kolanem skierowanym ku górze i umieszczonego w tej rurze napędzanego ślimaka podającego, na którego wałku zamocowane jest koło zębate zazębione z kołem zębatym ułożyskowanego wałka napędu rusztu obrotowego w kształcie odwróconego ściętego stożka zaopatrzonego w: kołnierz usytuowany na płaszczyźnie górnej i zębatkę usytuowaną na płaszczyźnie dolnej kołnierza oraz wspartego na powierzchni czołowej pierścienia komory powietrznej i powierzchni czołowej kolana i wyposażonego, na powierzchni stożkowej w otwory powietrzne oraz posiadający wyrzutnik popiołu, którego ślimak usytuowany jest częściowo w popielniku kotła, zaś częściowo, przed popielnikiem, w rurowej obudowie wyposażonej w z kanał wylotowy z otworem, w którego strefie ślimak posiada co najmniej jeden zwój o kierunku przeciwnym do zwojów części ślimaka umieszczonej w popielniku, a ponadto posiada wentylator nadmuchowy zamocowany na kanale powietrznym połączonym z komorą powietrza, znamienny tym, że ma wstępny ślimakowy podajnik paliwa (1) wyposażony w napędzany ślimak (3) usytuowany w cylindrze (4) z otworem połączonym z lejem (2) zasobnika paliwa, przy czym ślimak (3) jest krótszy od cylindra (4), a ponadto cylinder (4) wpuszczony jest częściowo do komory paliwowej (5), przy czym wałek ślimaka (3) posiada koło zębate (21) zazębione z kołem zębatym (14) wałka (15) napędu rusztu obrotowego (16), a ponadto komora paliwowa (5) jest połączoną, w dolnej części, z rurą paliwową (7) głównego podajnika paliwa (11), dodatkowo zaś koło zębate (13) wałka ślimaka (10) głównego podajnika paliwa (11) zazębione jest od dołu z kołem zębatym (22) wałka (23) wyrzutnika popiołu z przeciwbieżnymi ślimakami (27, 27') i kanałem wylotowym (26), a niezależnie od tego zespół wyposażony jest we wstępną komorą powietrza (30), której przekrój poprzeczny jest większy od przekroju poprzecznego połączonej z komorą (30) komory powietrznej (6).
2. 2. Zespół, według zastrz. 1, znamienny tym, że komora paliwowa (5) ma skośne ściany boczne.
3. 3. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że ruszt (16) jest wyposażony w otwory powietrzne (17, 17') rozmieszczone na dwóch wysokościach powierzchni stożkowej, dodatkowo zaś otwory (17) usytuowane wyżej mają większą średnicę od otworów (17').
4. 4. Zespół, według zastrz. 1, znamienny tym, że prędkość obrotowa wałka wyrzutnika popiołu (23) mieści się w zakresie 0,7-0,2 prędkości obrotowej ślimaka (10) głównego podajnika paliwa (11).
5. 5. Zespół, według zastrz. 1, znamienny tym, że kanał (26) ma przekrój poprzeczny w kształcie prostokąta, a ponadto dolna ścianka kanału (26) jest krótsza od pozostałych jego ścian.
6. 6. Zespół, według zastrz. 1, znamienny tym, że wstępna komora (30) usytuowana jest za płytą mocującą (31) zespół do korpusu kotła.
7. 7. Zespół, według zastrz. 1, znamienny tym, że komora paliwowa (5) i komora powietrzna (6) zaopatrzone są w otwory rewizyjne zamykane pokrywami (32, 32., 32'').