PL240416B1

PL240416B1 - Biomass-fired water boiler

Info

Publication number: PL240416B1
Application number: PL429996A
Authority: PL
Inventors: Janusz CIEŚLAK; Janusz Cieślak; Grzegorz Skrzypczak; Monika Cieślak-Sobotka
Original assignee: Metalerg Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2022-03-28
Also published as: CN111981680B; CN111981680A; PL429996A1

Description

PL 240 416 B1PL 240 416 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest kocioł wodny opalany biomasą o zwiększonej wydajności cieplnej.The subject of the invention is a biomass-fired water boiler with increased thermal efficiency.

Znany jest sposób spalania słomy w kotle według wynalazku opatentowanym za numerem PL 194644. Kocioł ten zawiera komorę spalania słomy i komorę spalania gazu. Sposób według tego wynalazku polega na podpaleniu sprasowanego balotu umieszczonego w komorze spalania słomy i podawaniu powietrza do komory spalania słomy poprzez komorę spalania gazu. Sposób ten charakteryzuje się tym, że powietrze podaje się wielopunktowo od tylnej strony kotła poniżej dolnej krawędzi przegrody rozdzielającej obie komory oraz przeciwsobnie po bokach kotła powyżej dolnej krawędzi przegrody. Przeciwsobnie po bokach pieca doprowadza się 10-30% ogólnej ilości podawanego powietrza. Pionowa odległość wlotów obu kierunków podawanego powietrza jest mniejsza od wysokości otworu łączącego obie komory. Podawanie powietrza przeciwsobnie dokonuje się z boków pieca przy przegrodzie dzielącej obie komory. Podawanie powietrza przeciwsobnie dokonuje się powyżej dolnej krawędzi przegrody, na wysokości mniejszej od 1,5 wysokości otworu łączącego obie komory, korzystnie 1,1 tej wysokości.There is known a method of burning straw in a boiler according to the invention patented under the number PL 194644. This boiler comprises a straw combustion chamber and a gas combustion chamber. The method according to this invention consists in setting fire to a compressed bale placed in the straw combustion chamber and supplying air to the straw combustion chamber through the gas combustion chamber. This method is characterized by the fact that the air is fed in multipoints from the rear side of the boiler, below the lower edge of the partition separating the two chambers, and in push-pull on the sides of the boiler above the lower edge of the partition. Against the sides of the furnace, 10-30% of the total amount of air supplied is supplied. The vertical distance of the inlets of both directions of the supplied air is smaller than the height of the opening connecting both chambers. The air is fed in push-pull from the sides of the furnace at the partition dividing both chambers. The air is fed in counter-parallel above the lower edge of the partition, at a height less than 1.5 times the height of the opening connecting the two chambers, preferably 1.1 times that height.

Znany jest także kocioł wodny opalany słomą według wynalazku opatentowanego za numerem PL 194644. Kocioł ten jest utworzony z komory spalania słomy oraz komory spalania gazu usytuowanych obok siebie i otoczonych płaszczem wodnym. Obie komory są oddzielone od siebie przegrodą, która ma u dołu otwór a nad komorami usytuowany jest wymiennik ciepła, zaś wewnątrz płaszcza wodnego, w jego dolnej części, usytuowany jest perlator. Kocioł charakteryzuje się tym, że komora spalania gazu jest zaopatrzona w rząd przewodów doprowadzających powietrze osadzonych w tylnej ściance kotła oraz w przeciwsobne przewody doprowadzające powietrze osadzone w bocznych ściankach kotła a płaszcz wodny po obu stronach komory spalania gazu jest zaopatrzony w dodatkowe perlatory, zaś ścianki obu komór są zaopatrzone w poprzeczne żebra. Przeciwsobne przewody są osadzone przy przegrodzie oddzielającej komory spalania gazu i spalania słomy. Przeciwsobne przewody są osadzone powyżej rzędu przewodów, na wysokości mniejszej od 1,5 wysokości otworu łączącego obie komory, korzystnie 1,1 tej wysokości. Kocioł ma dwa przeciwsobne przewody doprowadzające powietrze.There is also known a straw-fired water boiler according to the invention patented under the number PL 194644. This boiler is formed of a straw combustion chamber and a gas combustion chamber situated next to each other and surrounded by a water jacket. Both chambers are separated from each other by a partition, which has an opening at the bottom, and a heat exchanger is located above the chambers, and an aerator is located inside the water jacket, in its lower part. The boiler is characterized by the fact that the gas combustion chamber is equipped with a row of air supply pipes embedded in the rear wall of the boiler and with opposing air supply ducts embedded in the side walls of the boiler, and the water jacket on both sides of the gas combustion chamber is equipped with additional aerators, and the walls of both the chambers are provided with transverse ribs. Opposing conduits are seated at the partition separating the gas combustion chambers and straw combustion chambers. Opposing lines are mounted above the line of lines at a height less than 1.5 times the height of the opening connecting the two chambers, preferably 1.1 times that height. The boiler has two counter-positioned air supply lines.

Znany jest także kocioł wodny opalany biomasą według zgłoszenia W-105757, który w dolnej części przegrody ma ceramiczną wkładkę.There is also known a biomass-fired water boiler according to the application W-105757, which has a ceramic insert in the lower part of the partition.

Kocioł wodny opalany biomasą, według wynalazku, jest utworzony z komory spalania słomy oraz komory spalania gazu usytuowanych obok siebie i otoczonych płaszczem wodnym a obie komory są oddzielone od siebie przegrodą. Przegroda ma u dołu otwór a nad komorami usytuowany jest wymiennik ciepła, zaś wewnątrz płaszcza wodnego, w jego dolnej części, usytuowany jest perlator, natomiast komora spalania gazu jest zaopatrzona w rząd przewodów doprowadzających powietrze a osadzonych w tylnej ściance kotła oraz w przeciwsobne przewody doprowadzające powietrze i osadzone w bocznych ściankach kotła. Natomiast przegroda oddzielająca komory ma w dolnej części co najmniej jedną wnękę w której umieszczona jest żaroodporna wkładka. Kocioł charakteryzuje się tym, że przegroda ma dwie wnęki i dwie wkładki a każda wkładka ma kształt sercowaty i jest utworzona z cegły szamotowej natomiast każda wnęka jest otwarta u dołu i ma gabaryty większe od wkładki.The biomass-fired water boiler according to the invention consists of a straw combustion chamber and a gas combustion chamber located next to each other and surrounded by a water jacket, and both chambers are separated from each other by a partition. The partition has an opening at the bottom and a heat exchanger is located above the chambers, while inside the water jacket, in its lower part, there is an aerator, while the gas combustion chamber is equipped with a row of air supply ducts embedded in the rear wall of the boiler and with opposing air supply ducts. and embedded in the side walls of the boiler. On the other hand, the partition separating the chambers has in its lower part at least one recess in which a heat-resistant insert is placed. The boiler is characterized by the fact that the partition has two recesses and two inserts, and each insert has a heart-shaped shape and is made of fireclay bricks, while each cavity is open at the bottom and has dimensions larger than the insert.

Kocioł wodny według wynalazku charakteryzuje się bardzo wysoką sprawnością oraz ekolo gicznością. Cechy te wynikają z niezwykłej budowy kotła a w szczególności jego przegrody zawierającej dwie wnęki otwarte u dołu które są wyposażone w żaroodporne wkładki, które w trakcie eksploatacji nagrzewają się do bardzo wysokiej temperatury, przez co opływające ich gazy ulegają dopaleniu. Dopalanie gazów zachodzi zarówno w trakcie zetknięcia się części gazów z gorącą wkładką jak też w trakcie opływania części gazów w pobliżu gorącej wkładki. Dlatego też okazało się, iż zastosowanie przedmiotowych wkładek wpływa znacznie na sprawność kotła jak też na wyeliminowanie szkodliwych substancji ze spalin. W niniejszym wynalazku został rozwiązany problem konieczności schładzania przegrody, która mogłaby ulec zniszczeniu od działania wysokich temperatur, a jednocześnie zmniejszenie schładzania spalin a nawet dodatkowego ich ogrzania od żaroodpornych wkładek.The water boiler according to the invention is characterized by very high efficiency and eco-friendliness. These features result from the unusual construction of the boiler, in particular its partition containing two open cavities at the bottom, which are equipped with heat-resistant inserts, which heat up to a very high temperature during operation, which causes the gases flowing around them to burn out. The combustion of gases takes place both during the contact of some of the gases with the hot insert and during the flowing of some of the gases near the hot insert. Therefore, it turned out that the use of the inserts in question significantly affects the efficiency of the boiler as well as the elimination of harmful substances from the flue gas. The present invention solves the problem of the necessity to cool the partition, which could be damaged by the action of high temperatures, and at the same time reduce the cooling of exhaust gases and even their additional heating from heat-resistant inserts.

Jak przedstawiono na fig. 1 - fig. 3 kocioł wodny opalany słomą, według wynalazku, jest utworzony z komory 1 spalania słomy oraz komory 2 spalania gazu usytuowanych obok siebie i otoczonych płaszczem wodnym 3. Obie komory 1 i 2 są oddzielone od siebie przegrodą 4, która ma u dołu otwór 5. Nad komorami 1 i 2 usytuowany jest wymiennik ciepła 6. Wewnątrz płaszcza wodnego 3, w jego dolnej części usytuowany jest perlator 7. Komora 2 spalania gazu jest zaopatrzona w rząd przewodów 8 doprowadzających powietrze a osadzonych w tylnej ściance kotła oraz przeciwsobne przewody 9 doprowadzające powietrze i osadzone w bocznych ściankach kotła. Płaszcz wodny 3, po obu stronach komoryAs shown in Figs. 1 - Fig. 3, the straw-fired water boiler according to the invention is formed of a straw combustion chamber 1 and a gas combustion chamber 2 located next to each other and surrounded by a water jacket 3. Both chambers 1 and 2 are separated from each other by a partition 4 which has an opening 5 at the bottom. A heat exchanger 6 is located above the chambers 1 and 2. Inside the water jacket 3, in its lower part there is an aerator 7. The gas combustion chamber 2 is provided with a row of air supply conduits 8 embedded in the rear wall. the boiler and the push-pull air supply lines 9 embedded in the side walls of the boiler. Water jacket 3, on both sides of the chamber

Claims

PL 240 416 B1

2 of gas combustion is provided with additional aerators 10, and the walls of both chambers 1 and 2 are provided with transverse ribs 11. A row of air supply conduits 8 embedded in the rear wall of the boiler is disposed obliquely in relation to the vertical walls of the boiler. The air is fed by the fan 12 to the air box 13, from where it is distributed through lines 8 and 9 to the gas combustion chamber 2. As a result of burning the straw in the chamber 1, the gases produced escape through the opening 5 in the partition 4 into the chamber 2. The air fed obliquely disturbs this flow of gases, which causes the gases to bump and rub against the hot inserts 14 embedded in the shaped cuts in the partition 4. The following occurs complete combustion of gases which, while flowing to the heat exchanger 6, give up heat.

Patent claim

1. A water boiler fired with biomass, consisting of a straw combustion chamber and a gas combustion chamber located next to each other and surrounded by a water jacket, and both chambers are separated by a partition, which has an opening at the bottom, and a heat exchanger is located above the chambers, and inside the water jacket, in in its lower part, there is an aerator, while the gas combustion chamber is equipped with a row of air supply pipes embedded in the rear wall of the boiler and with opposing air supply ducts embedded in the side walls of the boiler, and the partition separating the chambers has at least one recess in the lower part in which a heat-resistant insert is placed, characterized in that the partition (4) has two recesses and two inserts (14) and each insert (14) has a heart-shaped shape and is made of fireclay bricks, while each recess is open at the bottom and has larger dimensions from the insert (14).