PL B1. PIECUCH KAZIMIERZ, Smętowo Graniczne, PL BUP 16/10. KAZIMIERZ PIECUCH, Smętowo Graniczne, PL

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. F24H 1/28 ( ) F24H 1/46 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Kocioł wodny centralnego ogrzewania (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 16/10 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 07/13 (73) Uprawniony z patentu: PIECUCH KAZIMIERZ, Smętowo Graniczne, PL (72) Twórca(y) wynalazku: KAZIMIERZ PIECUCH, Smętowo Graniczne, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Tadeusz Wilczarski

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest kocioł wodny centralnego ogrzewania na paliwo stałe. Znany jest z polskiego zgłoszenia opisu patentowego nr P ekologiczny kocioł wodny c.o. na paliwa stałe, w szczególności węgla i drewna, przeznaczony do centralnego ogrzewania domów mieszkalnych oraz innych obiektów. Płaszcz wodny, otaczający komorę spalania, umieszczoną wewnątrz korpusu kotła, ogrzany jest dodatkowo od zewnętrznej strony przez spaliny, uchodzące przez biegnące wokół niego przegrody spalinowe, a te z kolei odizolowane są termicznie od otoczenia cegłami szamotowymi i matami z wełny mineralnej. Znany jest z polskiego zgłoszenia opisu patentowego nr P sposób i kocioł do spalania, ograniczający emisję tlenków azotu w spalinach z kotła, z wsadem na paliwo stałe, z palnikiem retortowym poprzez obniżenie temperatury jądra płomienia. Dokonuje się tego za pomocą strumienia recyrkulowanych spalin, mieszaniny spalin i powietrza, pary wodnej lub mieszaniny pary wodnej i powietrza doprowadzonych do palnika retortowego lub do komory spalania bezpośrednio nad płomień, za pomocą wentylatora przez ruchomą rurę recyrkulacyjną lub dysze zamontowane w suficie kotła albo dysze wokół palnika retortowego lub ich kombinacje. Znany jest z polskiego zgłoszenia opisu patentowego nr P kocioł wodny na paliwo stałe, zwłaszcza na biomasę, który wyposażony jest w korpus ze sklepieniem z płaszczem wodnym, pod którym znajduje się komora spalania, przy czym to sklepienie z płaszczem wodnym jest połączone z komorą wodną korpusu kotła, a równocześnie dolne zakończenia jego ramion są zaopatrzone w przewody dla części powietrza wtórnego, którego objętość jest regulowana klapami obrotowymi uruchamianymi przez dolny elektryczny silnik krokowy. Górna część rekuperacyjnej komory spalania jest zaopatrzona w przewód wlotowy dodatkowego powietrza wtórnego, którego objętość jest regulowana klapą uruchamianą górnym elektrycznym silnikiem krokowym. Usytuowane pod sklepieniem z płaszczem wodnym rurowe rusztowiny są chłodzone wodą i są czyszczone za pomocą znajdujących się między nimi zgarniaków przemieszczanych liniowym elektromagnetycznym zespołem napędowym. Kolektor gazów wylotowych jest zaopatrzony w sondę tlenową sterującą silnikami krokowymi, zapewniając bardzo niski poziom substancji toksycznych w gazach wylotowych. Dla zapewnienia użytkownikowi kotła jego wygodnej obsługi, kocioł może być wyposażony w automatyczny podajnik paliwa, oraz w czujnik laserowy wykrywający czy został osiągnięty określony górny poziom paliwa w rekuperacyjnej komorze spalania, albo nawet w drugi czujnik laserowy, wykrywający czy został osiągnięty dolny poziom paliwa w rekuperacyjnej komorze spalania i uruchamiający automatyczny podajnik paliwa. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL kocioł wodny centralnego ogrzewania, który jest wyposażony w system podawania powietrza pierwotnego i powietrza wtórnego do komory spalania. System stanowią rozmieszczone po bokach kotła tłoczące dysze, współpracujące z nadmuchowym wentylatorem, zainstalowanym w powietrznym kanale, tłoczącym powietrze do przestrzeni pomiędzy wodnym płaszczem, a zewnętrznym płaszczem. Tłoczące dysze mają postać rurek, zamontowanych trwale pomiędzy ściankami płaszcza wodnego, łączącymi komorę spalania z przestrzenią. Ilość tłoczących dysz jest uzależniona od wielkości oraz mocy kotła. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL kocioł grzewczy, który ma komorę paleniskową z paleniskiem, dmuchawą doprowadzającą sprężone powietrze oraz podajnikiem nadawy, która w górnej części ma posadowiony wymiennik ciepła w postaci zbliżonej do walczaka z umocowanymi wewnątrz pierścieniami pionowych rur spalinowych, rozmieszczonych promieniowo względem osi wzdłużnej wymiennika i umieszczonych w płaszczu wodnym, ma co najmniej jeden pierścień zewnętrzny tworzony przez rury spalinowe o wylotach uchodzących bezpośrednio do części kominowej kotła, a wlotach usytuowanych nad komorą paleniskową, poniżej wylotów tworzących co najmniej jeden pierścień wewnętrzny rur spalinowych, których wloty znajdują się w komorze nawrotu spalin. Znany jest z polskiego zgłoszenia opisu patentowego nr P kocioł wodny opalany węglem kamiennym, który ma wymiennik ciepła z dwoma paleniskami retortowymi, zasilanymi paliwem poprzez symetryczne, odrębne układy nawęglania. Powietrze, niezbędne do spalania, jest doprowadzane do paleniska symetrycznym podwójnym układem powietrza pierwotnego i nad palenisko symetrycznym podwójnym układem powietrza wtórnego, które są zasilane oddzielnymi wentylatorami. W y- miennik ciepła jest połączony z wyciągowym wentylatorem spalin poprzez multicyklon. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL kocioł spalinowy, zwłaszcza mający zespół wentylatora wyposażony w silnik napędowy, wentylator ssania zamocowany na wale obrotowym silnika napędowego i umieszczony w przewodzie zasysania zasysający w sposób wymuszony powietrze

3 PL B1 3 z pomieszczenia lub z zewnątrz i wentylator wylotowy zamocowany na wale obrotowym silnika napędowego i umieszczony w przewodzie wylotowym usuwający w sposób wymuszony gaz spalinowy na zewnątrz. Z tego względu powietrze z pomieszczenia lub z zewnątrz jest w sposób wymuszony zasysane do przewodu zasysania za pomocą wentylatora ssania, a gaz wylotowy jest w sposób wymuszony usuwany do przewodu wylotowego za pomocą wentylatora wylotowego. W ten sposób, przepływ powietrza jest stale utrzymywany we wszystkich przewodach ssania, spalania i wylotowym. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL kocioł z paleniskiem retortowym o rozszerzonej powierzchni grzewczej. Kocioł jest ekologiczny o dwustopniowym palenisku i rozszerzonej powierzchni grzewczej przeznaczony do produkcji energii cieplnej na bazie paliwa stałego. Palenisko retortowe jest dwustopniowe i zaopatrzone jest w szczeliny powietrzne, zaś symetryczna budowa kolektora umożliwia zasilanie kotła w paliwo i powietrze zarówno z prawej jak i z lewej strony. Wymiennik ciepła wykonany jako wieloczęściowy stanowi jedną wodną całość i obejmuje część dolną wokół paleniska, część środkową, którą stanowi walczak wypełniony rurami, część górną wokół kolektora spalin oraz część zewnętrzną stanowiącą kieszenie przelotowe. Całość kotła wykonana jest w jednolitej konstrukcji spawanej. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL kocioł wodny centralnego ogrzewania, który jest zbudowany z korpusu w formie wodnego płaszcza, umieszczonego w obudowie, przy czym pomiędzy wodnym płaszczem, a obudową znajduje się izolacja. Zasypowa komora łącząca się z komorą spalania-dopalania, ma u dołu zamontowany obrotowo-wstrząsowy ruszt z dźwignią, zakończoną ramieniem, wysuniętym poza obudowę. Obrotowo-wstrząsowy ruszt od strony kanałów konwekcyjno-nawrotowych wylotu spalin, jest zakończony wodną belką z przymocowaną do niej płytą. Pomiędzy płytą a przegrodą wodnego płaszcza jest utworzony kanał przepływu powietrza wtórnego z komory wtórnego powietrza, usytuowanej pomiędzy popielnikiem a komorą nawrotną spalin. Pomiędzy czołową ścianką a obudową znajduje się kanał, zakończony u góry szczeliną, zaś u dołu zamykany klapą. Ścianka komory spalania-dopalania jest wyłożona płytą, kumulującą ciepło. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL kocioł grzejny ze zgazowaniem, na paliwo stałe, zwłaszcza drewno. Kocioł grzejny ma komorę paliwową i zgazowania w przekroju w kształcie gruszki i zbiega się w środku w linii wierzchołkowej. W obszarze linii wierzchołkowej i jej środka rozciąga się szczelinowy ruszt ma około 1/5 do 1/3 długości linii wierzchołkowej. Nad rusztem znajdują się obustronne otwory doprowadzania powietrza pierwotnego, w przybliżeniu w obszarze od 0,4 do 0,6 maksymalnej wysokości komory paliwowej i zgazowania. W obszarze pod rusztem jest przewidziana szczelinowa dysza spalania, której długość odpowiada w przybliżeniu długości rusztu, jako połączenie z komorą spalania. Komora spalania jest podzielona przez lekko nachyloną poziomą ściankę na komorę wstępnego spalania i mieszania i leżącą pod nią komorę dopalania. Obydwie komory mają w przekroju kształt nerki, który zwiększa się w sposób ciągły w kierunku przepływu. Do komory wstępnego spalania i mieszania wpada powietrze wtórne prowadzone przez rurę doprowadzania powietrza i podgrzewacz powietrza. Na wyjściu komory wstępnego spalania i mieszania, a w związku z tym i na wejściu komory dopalania znajduje się komora nawrotna i dopalania. Pomiędzy wyjściem komory dopalania i ciągiem gazów spalinowych znajduje się dalsza komora dopalania, przez którą prowadzi się rurę doprowadzania powietrza wtórnego do podgrzewacza powietrza. Istotą wynalazku jest kocioł wodny centralnego ogrzewania składający się z części paleniskowej, nad którą ma korzystnie komorę dopalania oraz ma wyprowadzony wymiennik ciepła korzystnie z płaszczem wodnym, połączony z wylotem kominowym, charakteryzujący się tym, że komora dopalania ma cylindryczną obudowę, która na zewnątrz ma stycznie wyprowadzony co najmniej jeden kanał dolotowy powietrza z regulatorem przepływu powietrza, zaś wewnątrz w części od strony paleniska ma otwór wypływu spalin oraz w części górnej korzystnie regulowany otwór wpływu spalin, zaś pomiędzy otworem wpływu spalin do komory dopalania, a otworem wypływu spalin z komory dopalania ma żaroodporną płytę, która składa się z wymiennych segmentów, przy czym nad komorą dopalania ma wymiennik ciepła w układzie poziomym lub pionowym. W układzie poziomym wymiennik ciepła ma labiryntowe kanały poziome i pionowe kanały wypływu spalin okolone płaszczem wodnym oraz ma wylot kominowy umieszczony w pobliżu najniższego punktu wymiennika ciepła, korzystnie z regulowaną przysłoną, przy czym w jednym z pionowych kanałów wypływu spalin umieszczone są radiatory. W układzie pionowym wymiennik ciepła ma poziomy kanał i pionowe kanały wypływu spalin okolone płaszczem wodnym oraz ma wylot kominowy umieszczony w części górnej pionowego kanału wypływu spalin, przy czym w jednym z pionowych kanałów wypływu spalin umieszczony jest wymienny radiator.

4 4 PL B1 Korzystnie, pionowy kanał wypływu spalin połączony jest z najwyżej położonym w wymienniku ciepła labiryntowym kanałem poziomym wypływu spalin. Korzystnie, poziomy kanał wypływu spalin połączony jest z pionowym kanałem wypływu spalin, przy czym pionowy kanał wypływu spalin połączony jest w części dolnej z innym pionowym kanałem wypływu spalin, zaś nad pionowym kanałem wypływu spalin znajduje się otwierana klapa. Wynalazek umożliwia całkowite spalanie paliwa łącznie ze zgazowaną częścią, poprzez zastosowanie nad wypływem spalin z komory spalania dodatkowej komory dopalania. Komora dopalania w kształcie cylindrycznym z regulowanym obiegiem powietrza doprowadzonym stycznie do komory dopalania powoduje dopalenia cząstek zgazowanych. Doprowadzenie stycznie regulowanego powietrza do komory dopalania powoduje dopalanie frakcji zgazowanych w sposób zupełny, zaś wypływające z komory dopalania spaliny wykorzystane są w wymienniku ciepła do dodatkowego podgrzania wody grzewczej poprawiając tym samym sprawność pieca i znaczne obniżenie zanieczyszczeń przedostających się z komina do atmosfery. Komora dopalania w kształcie cylindrycznej może być wbudowana bezpośrednio w kotle grzewczym lub wyprowadzona jako samoistne urządzenie włączone w obieg wypływu spalin. Zatem może stanowić równoległe połączenie w obiegu spalin bez naruszenia konstrukcji kotłów, szczególnie dużych. Zastosowanie na wypływie spalin z komory dopalania wymiennika ciepła pozwala na dodatkowe wykorzystanie energii cieplnej ze spalin. Wymienniki ciepła mogą być budowane w różnych układach w pionie lub poziomie. Końcowe wyprowadzenie spalin do komina następuje przez wymiennik ciepła, co pozwala na maksymalne wykorzystanie wytworzonego ciepła do grzania użytecznego. Przedmiot wynalazku uwidoczniony został na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schematycznie kocioł w widoku z boku z umieszczonym wymiennikiem ciepła w układzie poziomym, Fig. 2, przedstawia schematycznie kocioł w widoku z boku z umieszczonym wymiennikiem ciepła w układzie pionowym. P r z y k ł a d I Wynalazek w przykładzie wykonania składa się z paleniska 12, nad którym ma cylindryczną komorę dopalania 15, nad którą z kolei ma wyprowadzony wymiennik ciepła 19 połączony z wylotem kominowym 7. Komora dopalania 15 ma cylindryczną obudowę 16 z płaszczem wodnym oraz ma na zewnątrz stycznie wyprowadzony kanał dolotowy powietrza 9 z regulatorem przepływu powietrza 8, zaś wewnątrz w części od strony paleniska 12 ma otwór wpływu spalin 13 oraz w części górnej regulowany otwór wypływu spalin 14, przy czym pomiędzy otworem wpływu spalin 13 do komory dopalania 15, a otworem wypływu spalin 14 z komory dopalania 15 ma żaroodporną płytę 10. Żaroodporna płyta 10 składa się z wymiennych segmentów 11. Nad komorą dopalania 15 ma wymiennik ciepła 19 w układzie poziomym, który ma labiryntowe kanały poziome 2, 3 i 4 oraz pionowe kanały 1, 17, 5 wypływu spalin okolone płaszczem wodnym, przy czym w pionowym kanale 1 wypływu spalin ma radiatory 18, zaś wylot kominowy 7 umieszczony jest w pobliżu najniższego punktu wymiennika ciepła 19 i ma regulowaną przysłonę 6. Pionowy kanał 1 wypływu spalin połączony jest z najwyżej położonym w wymienniku ciepła 19 labiryntowym kanałem poziomym 2 wypływu spalin. P r z y k ł a d Il Wynalazek w przykładzie wykonania składa się z paleniska 12, nad którym ma cylindryczną komorę dopalania 15. Komora dopalania 15 ma cylindryczną obudowę 16 z płaszczem wodnym oraz ma na zewnątrz stycznie wyprowadzony kanał dolotowy powietrza 9 z regulatorem przepływu powietrza 8, zaś wewnątrz w części od strony paleniska 12 ma otwór wpływu spalin 13 oraz w części górnej regulowany otwór wypływu spalin 14, przy czym pomiędzy otworem wpływu spalin 13 do komory dopalania 15, a otworem wypływu spalin 14 z komory dopalania 15 na żaroodporną płytę 10. Żaroodporna płyta 10 składa się z wymiennych segmentów 11 i zamocowana jest na kolumnach wsporczych 25. Nad komorą dopalania 15 ma wymiennik ciepła 19 w układzie pionowym, który ma poziomy kanał 20 i pionowe kanały 23, 24 wypływu spalin okolone płaszczem wodnym, przy czym w pionowym kanale 24 wypływu spalin umieszczony jest wymienny radiator 22, zaś wylot kominowy 7 umieszczony w części górnej pionowego kanału 23 wypływu spalin. Poziomy kanał 20 wypływu spalin połączony jest z pionowym kanałem 24 wypływu spalin, przy czym pionowy kanał 24 wypływu spalin połączony jest w części dolnej z pionowym kanałem 23 wypływu spalin. Nad pionowym kanałem 24 wypływu spalin znajduje się otwierana klapa 21.

5 PL B1 5 Zastrzeżenia patentowe 1. Kocioł wodny centralnego ogrzewania składający się z części paleniskowej, nad którą ma korzystnie komorę dopalania oraz ma wyprowadzony wymiennik ciepła korzystnie z płaszczem wodnym, połączony z wylotem kominowym, znamienny tym, że komora dopalania (15) ma cylindryczną obudowę (16), która na zewnątrz ma stycznie wyprowadzony co najmniej jeden kanał dolotowy powietrza (9) z regulatorem przepływu powietrza (8), zaś wewnątrz w części od strony paleniska (12) ma otwór wpływu spalin (13) oraz w części górnej korzystnie regulowany otwór wypływu spalin (14). zaś pomiędzy otworem wpływu spalin (13) do komory dopalania (15), a otworem wypływu spalin (14) z komory dopalania (15) ma żaroodporną płytę (10), która składa się z wymiennych segmentów (11). przy czym nad komorą dopalania (15) ma wymiennik ciepła (19) w układzie poziomym lub pionowym, który w układzie poziomym ma labiryntowe kanały poziome (2), (3) i (4) i pionowe kanały (1), (17), (5) wypływu spalin okolone płaszczem wodnym oraz ma wylot kominowy (7) umieszczony w pobliżu najniższego punktu wymiennika ciepła (19), korzystnie z regulowaną przysłoną (6), przy czym w pionowym kanale (1) wypływu spalin umieszczone są radiatory (18), zaś w układzie pionowym ma poziomy kanał (20) i pionowe kanały (23), (24) wypływu spalin okolone płaszczem wodnym oraz ma wylot kominowy (7) umieszczony w części górnej pionowego kanału (23) wypływu spalin, przy czym w pionowym kanale (24) wypływu spalin umieszczony jest wymienny radiator (22). 2. Kocioł wodny według zastrz. 1, znamienny tym, że pionowy kanał (1) wypływu spalin połączony jest z najwyżej położonym w wymienniku ciepła (19) labiryntowym kanałem poziomym (2) wypływu spalin. 3. Kocioł wodny według zastrz. 1, znamienny tym, że poziomy kanał (20) wypływu spalin połączony jest z pionowym kanałem (24) wypływu spalin, przy czym pionowy kanał (24) wypływu spalin połączony jest w części dolnej z pionowym kanałem (23) wypływu spalin, zaś nad pionowym kanałem (24) wypływu spalin znajduje się otwierana klapa (21).

6 6 PL B1 Rysunki

7 PL B1 7

8 8 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)