PL231761B1 - Kocioł czystego spalania paliw stałych, zwłaszcza ekogroszku - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kocioł do czystego spalania różnych paliw stałych zwłaszcza ekogroszku o szerokim zakresie obciążenia mocy z wbudowanymi dwoma niewspółosiowymi cylindrami, które pełnią funkcję komory spalania i wymiennika ciepła, jak też umożliwiający spalanie paliw bez konsekwencji w postaci zarastania wymiennika produktami spalania i spadku nominalnych parametrów pracy.

Znane kotły grzewcze zbudowane są 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.

Znany jest kocioł ze zgłoszenia patentowego polskiego PL 307 031 kocioł wodny centralnego ogrzewania do spalania paliw stałych, który posiada pionową komorę dopalania gazów wyposażoną w dysze powietrza wtórnego, przy czym komorę tworzą odpowiednio ukształtowane elementy ceramiczne.

Znany jest z polskiego patentu nr PL 208 393 wynalazek kotła wodnego, utworzonego z dwóch par walczaków usytuowanych równolegle, z których pierwsza para walczaków złożona jest z walczaka dolnego i walczaka górnego połączonych komorą nawrotną. Druga para walczaków złożona jest z identycznych elementów składowych. Obiegi wody zasilającej walczaka dolnego pierwszego i walczaka drugiego dolnego połączone są rozdzielnie przy użyciu rurociągów oraz zaworów odcinających.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 401 50B kocioł do centralnego ogrzewania wodnego o dowolnym profilu poprzecznym charakteryzujący się tym, że komora spalania, wykonana w postaci pionowego cylindra z blachy gładkiej lub falistej, jest połączona w górnym swym końcu z opadowym kanałem spalinowym, wykonanym również w postaci pionowego cylindra z blachy gładkiej lub falistej, za pomocą komory przepływowej, przy czym zasyp boczny jest wykonany w bocznym płaszczu wodnym kotła.

Celem wynalazku jest opracowanie kotła do czystego spalania różnych paliw stałych zwłaszcza ekogroszku, o mocy do 90 kW i o wysokiej sprawności energetycznej oraz w szerokim zakresie obciążenia mocy nominalnej (30-100%) zmniejszającego emisję zanieczyszczeń szkodliwych dla środowiska (CO, OGC, NOx oraz pyłów), jak też umożliwiający spalanie paliw bez konsekwencji w postaci zarastania wymiennika produktami spalania i spadku nominalnych parametrów pracy.

Kocioł czystego spalania paliw stałych zwłaszcza, ekogroszku zawiera dwa wbudowane niewspółosiowe zachodzące na siebie walczaki otoczone płaszczem wodnym, przy czym jeden walczak to komora spalania, dopalania i odpylania tworząca ciąg spalin, a walczak drugi to wymiennik ciepła, który ma dwa ciągi płomieniówek połączone z zintegrowanym systemem czyszczenia powierzchni wymiennika według wynalazku charakteryzuje się tym, że komora spalania, dolna jej część stanowiąca palenisko posiada wbudowany współosiowo ceramiczny wieniec, którego oś jest w osi palnika retortowego i jest prostopadła do płaszczyzny powierzchni komory, przy czym ceramiczny wieniec korzystnie w połowie wysokości ma umocowany ceramiczny deflektor. Komora spalania, górna cylindryczna jej części posiada opcjonalnie zabudowany dopalacz i odpylacz spalin w kształcie odwróconego cylindrycznego naczynia złożonego z walcowych ceramicznych kształtek z prostokątnym kanałem w dnie .którego płaszczyzna symetrii osi kanału jest prostopadła do komory spalania, a stosunek szerokości prostokątnego kanału do jego długości wynosi od 1/10 do 1/1.

Zaletą wynalazku jest możliwość zmniejszenia emisji szkodliwych zanieczyszczeń w postaci pyłów, tlenków azotu, tlenków węgla, lotnych związków organicznych oraz dioksyn, do poziomu osiąganego przez instalacje typu BAT (Best Available Technology) odpowiednio dla CO, OGC, i PM: 150 mg/m³, 10 mg/m³, 40 mg/m³. Korzyścią z zastosowanego systemu spalania i dopalania, jest możliwość zachowania nominalnych parametrów pracy kotła prze cały okres eksploatacji.

Wynalazek przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój kotła przez komorę spalania oraz niskoemisyjny palnik retortowy z podajnikiem, natomiast fig. 2 widok kotła z góry w przekroju.

Kocioł czystego spalania paliw stałych, zwłaszcza ekogroszku zawiera dwa wbudowane niewspółosiowe zachodzące na siebie walczaki D1 i D2 otoczone płaszczem wodnym o różnych średnicach d1 i d2, gdzie stosunek d1/d2 wynosi 0,9 oraz walczaki D1 i D2 są wzdłuż osi względem siebie są przesunięte o wielkość x, która wynosi korzystnie 1/2, przy czym walczak D1 pełni rolę komory 1 spalania, dopalania i odpylania w której umieszczony jest palnik 2 retortowy z podajnikiem 3 paliwa podający

PL 231 761 B1 paliwo z zasobnika 11, a drugi walczak D2 pełni funkcję wymiennika ciepła, który ma dwa ciągi płomieniówek połączone z komorą nawrotną, system rur 6 połączony z zintegrowanym systemem czyszczenia 7 powierzchni wymiany ciepła wymiennika z osadzającego się na nim pyłu. W dolnej, cylindrycznej części komory 1 spalania, która stanowi palenisko 3 wbudowany jest współosiowo wieniec 4 ceramiczny, którego oś jest w osi palnika 2 retortowego i jest prostopadła do płaszczyzny powierzchni komory 1 spalania, a ceramiczny deflektor 5 zawieszony jest w połowie wysokości wieńca 4 ceramicznego, w osi komory 1 spalania, dopalania, odpylania i w odległości 1/4 jej wysokości od powierzchni dolnej komory 1 spalania, deflektor 5 z materiału ceramicznego pełni rolę elementu zawirowującego strugę spalin, umożliwiając wstępne wydzielenie grubych frakcji zanieczyszczeń, natomiast w górnej części komory 1 paleniska zabudowany jest odpylacz i dopalacz 9, pełniący również rolę dopalacza spalin i który jest złożony z walcowych kształtek 4 ceramicznych o kształcie odwróconego cylindrycznego naczynia, którego dno posiada prostokątny kanał 12 i którego płaszczyzna symetrii jest prostopadła do powierzchni komory 1 spalania, a stosunek szerokości kanału 12 do jego długości wynosi 18/100. Wentylator 8 zasysa ogrzane powietrze z otoczenia kotła i przetłacza je do komory 1 spalania. Wentylator 8 wyposażony jest w sterownik sterujący jego wydatkiem w sposób zapewniający utrzymywanie nadmiaru tlenu w spalinach na żądanym poziomie.

Kocioł obudowany jest osłoną ograniczającą straty ciepła do otoczenia i redukującą emisję hałasu.

Zintegrowany system czyszczenia skonstruowany jest w sposób umożliwiający wytworzenie zaburzenia intensyfikującego proces wnikania ciepła przy powierzchni wymiany ciepła. Wydzielany na powierzchniach wymiany pył jest okresowo usuwany z powierzchni wymiany ciepła. Proces oczyszc zania powierzchni wymiany ciepła realizowany jest w wyniku krótkotrwałego przemieszczania się elementów systemu w dół, przy czym następuję grawitacyjny przesyp wydzielonego pyłu do popielnika.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kocioł czystego spalania paliw stałych, zwłaszcza ekogroszku zawiera dwa wbudowane niewspółosiowe zachodzące na siebie walczaki (D1 i D2) otoczone płaszczem wodnym, przy czym walczak (D1) to komora spalania, dopalania i odpylania, a walczak drugi (D2) to wymiennik ciepła, który ma dwa ciągi płomieniówek połączone z zintegrowanym systemem czyszczenia (7) powierzchni wymiennika, znamienny tym, że komora (1) spalania dolna jej część stanowiąca palenisko posiada wbudowany współosiowo ceramiczny wieniec (4), którego oś jest w osi palnika (2) retortowego i jest prostopadła do płaszczyzny powierzchni komory (1).
2. 2. Kocioł według zastrz. 1, znamienny tym, że ceramiczny wieniec (4) korzystnie w połowie wysokości ma umocowany ceramiczny deflektor (5).
3. 3. Kocioł według zastrz. 1, znamienny tym, że komora (1) spalania, górna cylindryczna jej część posiada opcjonalnie zabudowany dopalacz i odpylacz (9) spalin w kształcie odwróconego cylindrycznego naczynia złożonego z walcowych ceramicznych kształtek (4) z prostokątnym kanałem (12) w dnie.
4. 4. Kocioł według zastrz. 3, znamienny tym, że szerokości kanału (12) do jego długości wynosi od 1/10 do 1/1, a płaszczyzna symetrii osi kanału (12) jest prostopadła do komory (1).