PL 18 13 72 B1
RZECZPOSPOLITA POLSKA
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 181372
(21) Numer zgłoszenia: 315254
(22) Data zgłoszenia: 23.12.1994
(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego 23.12.1994, PCT/SE94/01252 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia
międzynarodowego:
29.06.1995, W095/17627, PCT Gazette nr 27/95
(13) B1
(5 1) IntCl7
F23B 1/24 F23K 3/14 F23L 9/06
(54) Mechaniczny ruszt do spalania paliwa stałego
(30) Pierwszeństwo:
23.12.1993,SE,9304289-3
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
28.10.1996 BUP 22/96
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.07.2001 WUP 07/01
(73) Uprawniony z patentu:
Sahlins EcoTec AB, Skene, SE
(72) Twórcy wynalazku:
Bjorn Danielsson, Kullavik, SE
(74) Pełnomocnik:
Stypułkowski Heliodor, HELPAT
(57) 1. Mechaniczny ruszt do spalania paliwa stałego, z pierścieniowym nieruchomym rusztem wokół którego jest umieszczony obrotowy, zewnętrzny pierścień z zębatymi segmentami u dołu, które są zazębione w sposób przerywany w kierunku przesuwu pierścienia do przodu, z palcem zamoco- wanym na końcu wału obrotowego umiesz- czonego pod rusztem przenośnika ślima- kowego paliwa stałego, połączonego z za- sobnikiem paliwa stałego oraz mający dmuchawę z doprowadzeniem powietrza do spalania, znam ienny tym, że obrotowy pierścień (26) rusztu pierścieniowego (14) ma płaską górną powierzchnię, a główny rurociąg (22) doprowadzenia powietrza pod ruszt pierścieniowy (14) jest połączony z komorą (20b) rozdzielania powietrza.
FIG 1
Z a s t r z e ż e n i a p a t e n t o w e
1. Mechaniczny ruszt do spalania paliwa stałego, z pierścieniowym nieruchomym rusz- tem wokół którego jest umieszczony obrotowy, zewnętrzny pierścień z zębatymi segmentami u dołu, które są zazębione w sposób przerywany w kierunku przesuwu pierścienia do przodu, z palcem zamocowanym na końcu wału obrotowego umieszczonego pod rusztem przenośnika ślimakowego paliwa stałego, połączonego z zasobnikiem paliwa stałego oraz mający dmu- chawę z doprowadzeniem powietrza do spalania, znamienny tym, że obrotowy pierścień (26) rusztu pierścieniowego (14) ma płaską górną powierzchnię, a główny rurociąg (22) doprowa- dzenia powietrza pod ruszt pierścieniowy (14) jest połączony z komorą (20b) rozdzielania powietrza.
2. Mechaniczny ruszt według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy rusztem pierście- niowym (14) i silnikiem napędowym (13) przenośnika ślimakowego jest umieszczony zasob- nik zasilający (15) paliwa stałego, który jest połączony u dołu z obudową (11) przenośnika ślimakowego (12).
3. Mechaniczny ruszt według zastrz 2, znamienny tym, ze pomiędzy zasobnikiem za- silającym (15) paliwa stałego i komorą (20b) rozdzielania powietrza jest umieszczona dmu- chawa (21), która jest połączona z umieszczonym równolegle do przenośnika ślimakowego głównym rurociągiem (22) doprowadzenia powietrza pod ruszt pierścieniowy (14) i z pomoc- niczym rurociągiem (23) doprowadzenia powietrza umieszczonym nad rusztem pierścienio- wym (14).
4. Mechaniczny ruszt według zastrz. 2, znamienny tym, że zasobnik zasilający (15) paliwa stałego ma detektor (20a) sterowania poziomu jego napełnienia z bunkra (17) paliwa stałego.
5. Mechaniczny ruszt według zastrz. 4, znamienny tym, ze bunkier (17) paliwa stałego ma przenośnik ślimakowy (18), który jest umieszczony ukośnie do góry w kierunku napełnia- nia skierowanej do dołu zsuwni (16) zasobnika zasilającego (15) paliwa stałego.
* * *
Wynalazek dotyczy mechanicznego rusztu do spalania paliwa stałego w kotłach, przy czym ruszt ten może być stosowany w kotłach opalanych olejem.
Spalanie paliwa stałego takiego jak przykładowo granulki drewna i wiórów drzewnych zwykle odbywa się na ruszcie. Paliwo stałe jest stopniowo zgazowywane wewnątrz rusztu przy ograniczonym dopływie powietrza. Otrzymany gaz jest następnie spalany w drugim eta- pie przy obfitym dopływie powietrza. Proces ten zapewnia minimalną emisje gazów zanie- czyszczających środowisko w porównaniu z większością innych typów spalania. Produktem resztkowym jest popiół, który zawiera alkalia i jest on stosowany do odkwaszania zakwaszo- nej ziemi. Rozwój stosowania tego typu pieców obejmuje piece pracujące automatycznie po- dobnie do pieców z palnikiem olejowym. Spowodowało to konieczność zastosowania urzą- dzeń do automatycznego doprowadzenia paliwa i odprowadzenia popiołu. Powstały w związ- ku z tym problemy związane z zabezpieczeniem pożarowym, tak aby ogień na ruszcie nie rozszerzył się do zbiornika paliwa. Z tych powodów ruszty na paliwo stałe konstruowane są jako jeden zespół, który można zainstalować w piecu.
Piec opalany węglem jest opisany w patencie US nr 4.007.697. Piec ma ruszt pierście- niowy z obrotowym zewnętrznym pierścieniem na którym są dopalane resztki węgla i z któ- rego jest usuwany popiół do popielnika. Zewnętrzny pierścień ma górną powierzchnię po- chyloną pod kątem 20° w kierunku jego wewnętrznej prostej ściany, która pionowo wystaje ponad powierzchnię pochylonego w odwrotnym kierunku nieruchomego rusztu pierścienio-
181 372 3
wego. Cały ruszt jest podparty na poziomym stole okalającym komorę spalania, a zewnętrzny pierścień na specjalnym schodku umieszczonym wokół zewnętrznej ściany nieruchomego rusztu pierścieniowego poniżej jego zewnętrznej powierzchni. Ruszt ma w środku otwór za- silający poprzez który od dołu ślimakiem jest podawany węgiel. Na końcu wału zasilającego ślimaka jest umieszczony palec, który w sposób przerywany jest połączony z zębami ze- wnętrznego pierścienia, tak że podczas obrotu wału zewnętrzny pierścień obraca się dookoła rusztu. Powietrze do spalania podawane jest rurociągiem pod ruszt. W rurociągu powietrza jest umieszczony osiowo przenośnik ślimakowy paliwa stałego.
Mechaniczny ruszt do spalania paliwa stałego według wynalazku ma pierścieniowy nie- ruchomy ruszt wokół którego jest umieszczony obrotowy, zewnętrzny pierścień z zębatymi segmentami u dołu zazębionymi w sposób przerywany w kierunku przesuwu pierścienia do przodu z palcem zamocowanym na końcu wału obrotowego umieszczonego pod rusztem i doprowadzającego paliwo na ruszt przenośnika ślimakowego, który jest połączony z zasob- nikiem paliwa stałego oraz ma dmuchawę z doprowadzeniem powietrza do spalania i charak- teryzuje się tym, że obrotowy pierścień ma płaską górną powierzchnię, a główny rurociąg doprowadzenia powietrza pod ruszt pierścieniowy jest połączony z komorą rozdzielania po- wietrza.
Pomiędzy rusztem pierścieniowym i silnikiem napędowym przenośnika ślimakowego korzystnie jest umieszczony zasobnik zasilający paliwa stałego, który jest połączony u dołu z obudową przenośnika ślimakowego.
Pomiędzy zasobnikiem zasilającym paliwa stałego i komorą rozdzielania powietrza jest umieszczona dmuchawa, która korzystnie jest połączona z równoległym do przenośnika śli- makowego głównym rurociągiem doprowadzenia powietrza pod ruszt pierścieniowy i jest połączona z pomocniczym rurociągiem doprowadzenia powietrza umieszczonym nad rusztem pierścieniowym.
Zasobnik zasilający paliwa stałego korzystnie ma detektor sterowania poziomu jego na- pełnienia z bunkra paliwa stałego.
Bunkier paliwa stałego korzystnie ma ślimak, który jest umieszczony ukośnie do góry w kierunku napełniania skierowanej do dołu zsuwni zasobnika zasilającego paliwa stałego.
Przykład wykonania wynalazku został pokazany na rysunku, na którym fig. 1 przedsta- wia widok z boku mechanicznego rusztu według wynalazku, a fig. 2 - widok z góry mecha- nicznego rusztu z fig. 1.
Ruszt mechaniczny według wynalazku jest przystosowany do zamontowania w zwy- kłym piecu z palnikiem olejowym stosowanym do ogrzewania domu jednorodzinnego. W tym celu ruszt mechaniczny ma płytę montażową 10 z otworami do zamocowania śrub. Obudowa 11 przenośnika ślimakowego 12 jest sztywno dołączona do płyty montażowej 10. Przenośnik ślimakowy 12 jest napędzany z małą prędkością silnikiem krokowym 13, tak że dostarcza on materiał opałowy w kierunku rusztu pierścieniowego 14. Zasobnik zasilający 15 paliwa stałe- go jest umieszczony nad obudową 11 przenośnika ślimakowego 12, tak że granulowane pali- wo spada z niego do obudowy 11 i przez przenośnik ślimakowy 12 jest doprowadzane w kie- runku rusztu pierścieniowego 14. Bunkier 17 paliwa stałego ma umieszczony ukośnie przeno- śnik ślimakowy 18, który jest napędzany silnikiem 19 i połączony poprzez zsuwnie 16 w po- staci węza lub rury z zasobnikiem zasilającym 15 paliwa stałego. Bunkier 17 zawiera stałe paliwo w ilości na przykład wystarczającej do miesięcznego zasilania kotła, a zasobnik zasi- lający 15 paliwa stałego - w ilości wystarczającej na około 1 godz. pracy kotła. Detektor 20a sterowania poziomu w zasobniku zasilającym 15 paliwa stałego może być fotokomórką, która przy spadku poziomu paliwa poniżej pewnego minimum włącza przekaźnik i uruchamia sil- nik 19 przenośnika ślimakowego 18, który napełnia zasobnik zasilający 15 paliwa stałego aż do osiągnięcia w nim odpowiedniego poziomu, po czym silnik 19 zostaje zatrzymany. W ten sposób zapewnione jest, że tylko ograniczona ilość paliwa znajduje się zasobniku zasilającym 15 paliwa stałego, który jest umieszczony w pobliżu rusztu pierścieniowego 14. W obudowie 11 przenośnika ślimakowego i w zasobniku zasilającym 15 paliwa stałego są umieszczone czujniki temperatury (nie pokazane na rysunku), które wykrywają wzrost temperatury i wtedy silnik 13 zwiększa swe obroty i przenośnik ślimakowy 12 szybko odprowadza na ruszt
tę ilość paliwa z zasobnika zasilającego 15. Natychmiast wysyłany jest sygnał do silnika 19, który zostaje zatrzymany do czasu usunięcia usterki.
Komora 20b rozdzielania powietrza jest umieszczona przy płycie montażowej 10 i za- silana powietrzem z dmuchawy 21. Komora 20b rozdzielania powietrza jest połączona z głównym rurociągiem 22 doprowadzenia powietrza pod ruszt pierścieniowy 14 i z pomocni- czym rurociągiem 23 doprowadzenia powietrza umieszczonym w komorze spalania. Główny rurociąg 22 doprowadza powietrze wokół szczelin 24 pierścieni 25 rusztu pierścieniowego 14 wykonanego ze staliwa. Pomocniczy rurociąg 23 jest skierowany ku górnej krawędzi komory nad rusztem, powyżej której odbywa się końcowe spalanie. Pomocnicze powietrze odprowa- dza również drobny popiół z wierzchu rusztu. Obrotowy pierścień 26 ma płaską górną po- wierzchnię, jest obrotowo ułożyskowany na górnej krawędzi rusztu i ma u dołu zębate seg- menty, które są zazębione w sposób przerywany z palcem 28 zamocowanym na, końcu wału przenośnika ślimakowego 12. Za każdym razem, gdy palec zazębia się z segmentem obroto- wego 26, wówczas pierścień ten jest obracany na pewną odległość do przodu. Powolny obrót obrotowego pierścienia 26 powoduje poziomowanie popiołu na ruszcie pierścieniowym 14, dzięki czemu unika się gromadzenia się żużla w otworze rusztu. Detekcyjny rurociąg 27 ko- mory 20b rozdzielania powietrza służy do wykrywania spalania w ruszcie pierścieniowym 14.
Jest on chłodzony powietrzem wychodzącym z komory 20b rozdzielania powietrza. Podobne rury można używać do badania poziomu popiołu w piecu poniżej rusztu mechanicznego i do odsysania popiołu z tej strefy.
Zastosowany elektroniczny układ sterujący służy do sygnalizacji nieprawidłowości działania i regulowania spalania na mechanicznym ruszcie zależnie od ilości doprowadzonego paliwa przez przenośnik ślimakowy 12. W takim'rozwiązaniu mechaniczny ruszt może pra- cować w sposób przerywany tak samo jak palnik olejowy, tak że może on być przełączany pomiędzy stanem gotowości (0 kW) a stanem pracy (2-12 kW) zgodnie z termostatycznym urządzeniem sterującym.
Mechaniczny ruszt według wynalazku może mieć przykładowo moc 2-12 kW, spraw- ność spalania około 90%, ilość popiołu wynosi zwykle 0,5-1%, przy czym masa mechanicz- nego rusztu bez zasobnika zasilającego wynosi tylko około 10 kg.
FI G .2
181 372
FI G . 1
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.
Cena 2,00 zł.
