ES2575121B1 - Quemador autolimpiable - Google Patents

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ES2575121B1 ES201431927A ES201431927A ES2575121B1 ES 2575121 B1 ES2575121 B1 ES 2575121B1 ES 201431927 A ES201431927 A ES 201431927A ES 201431927 A ES201431927 A ES 201431927A ES 2575121 B1 ES2575121 B1 ES 2575121B1
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    • F23J1/00—Removing ash, clinker, or slag from combustion chambers
    • F23J1/06—Mechanically-operated devices, e.g. clinker pushers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B50/00—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone
    • F23B50/12—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone the fuel being fed to the combustion zone by free fall or by sliding along inclined surfaces, e.g. from a conveyor terminating above the fuel bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
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Abstract

Quemador autolimpiable, que está constituido por un primer cuerpo tubular (6) de eje horizontal, que dispone en la parte inferior de orificios (13), y por un segundo cuerpo tubular de eje vertical, que dispone de orificios (14) cerca del borde libre y desemboca en el primer cuerpo tubular.#A lo largo del primer cuerpo tubular (6) discurre coaxialmente un eje giratorio (8) que es portador de dos discos circulares (11) de diámetro aproximadamente igual al interno del primer cuerpo tubular (6), entre cuyos discos va montada una pletina rascadora (12).

Description

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ES 2 575 121 A1
DESCRIPCION
QUEMADOR AUTOLIMPIABLE
Campo de la invencion
La presente invencion se engloba dentro del campo del equipamiento de calefaccion y agua caliente sanitaria, cuando se emplean como combustibles solidos, y mas concretamente se refiere a un quemador autolimpiable para ser utilizado en calderas de combustibles solidos, especialmente de pellets.
Antecedentes de la invencion
Normalmente, las estufas y/o calderas de combustible solido y concretamente las que emplean como combustible el pellet, disponen de una zona de quemado materializada en una parrilla, la cual suele ser de chapa plana perforada o a base de varillas o rejilla. Durante el proceso de combustion y como resultado de la misma se producen una serie de residuos en forma de cenizas y otros elementos, los cuales se van depositando e incrustando sobre la superficie de la parrilla y, con el paso del tiempo, poco a poco van obstruyendo los orificios u aberturas de paso de la parrilla, haciendo que la combustion sea deficiente y en ocasiones imposible.
Para solucionar este problema es necesario proceder a la limpieza de la parrilla por parte del usuario, mediante medios manuales, tales como cepillos o mediante aspiradores, teniendo en ocasiones que retirar incluso la parrilla del interior de la caldera, produciendose gran cantidad de polvo, proveniente de las cenizas, durante las operaciones de limpieza, que se deposita en la estancia en la que se encuentra instalada la caldera, con los consiguientes problemas que ello comporta, por las operaciones de limpieza necesarias.
En la ES201331632, de los mismos solicitantes, se describe un quemador autolimpiable que realiza la limpieza automaticamente del quemador, evitando la tarea de limpieza manual por parte del usuario, asi como la produccion y salida de polvo de ceniza hacia el exterior de la caldera durante el proceso de limpieza.
En este quemador la limpieza se realiza mediante un sinfin que discurre a todo lo largo del cuerpo en el que se efectua la combustion para cumplir una doble funcion: servir como limpiador del quemador y servir como distribuidor del combustible. Con esta
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constitution la disposition de este sinfin supone una complication del quemador, en su funcionamiento, y un encarecimiento del mismo.
Description de la invention
La presente invencion tiene por objeto un quemador autolimpiable, de constitucion sencilla, que asegure un funcionamiento eficaz, tanto en el proceso de combustion como en las operaciones de limpieza.
El quemador va montado dentro de un hogar en el que se efectua el suministro del aire necesario para la combustion. En la parte inferior del hogar, bajo el quemador, va dispuesto un cajon para recogida de cenizas.
De acuerdo con la invencion, el quemador esta constituido por dos cuerpos tubulares de ejes perpendiculares, un primer cuerpo tubular inferior de eje horizontal y un segundo cuerpo tubular superior de eje vertical. Este segundo cuerpo desemboca perpendicularmente en el primer cuerpo y a traves del mismo se realiza la alimentacion del combustible al segundo cuerpo.
A lo largo del primer cuerpo discurre, en position axial, un eje giratorio que va montado entre casquillos soporte extremos y va conectado a un motor externo de accionamiento. Este eje es portador de dos discos circulares que son perpendiculares al eje de giro y de diametro aproximadamente igual al interno del primer cuerpo. Los dos discos van situados en posicion centrada, respecto del segundo cuerpo y separados entre si una distancia menor que el diametro de dicho segundo cuerpo. Entre los dos discos circulares discurre una pletina rascadora que va dispuesta en posicion radial, respecto de los discos, a partir del borde de los mismos. La pletina rascadora presenta un borde externo recto que es tangente al borde de los discos y que queda proximo a la superficie interna del primer cuerpo tubular.
El primer cuerpo tubular del quemador dispone en su pared, en la parte inferior, de una zona que esta limitada entre los dos discos circulares y que esta dotada de una serie de orificios, constituyendo el lecho sobre el cual tendra lugar la combustion. A traves de estos orificios se produce la entrada de aire primario para la combustion y la caida de cenizas sobre el cajon de recogida de cenizas. El segundo cuerpo tubular del quemador dispone, a lo largo de una franja circular adyacente a su borde libre, de una
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serie de orificios, a traves de los que tendra lugar la alimentacion de aire secundario para la combustion.
El encendido del quemador se efectua mediante un ignitor electrico que esta compuesto por una resistencia electrica que va alojada en un conducto que discurre por debajo del primer cuerpo tubular y desemboca hacia los orificios de la zona inferior de la pared de este cuerpo.
Mediante el giro del eje giratorio se produce el giro de los discos circulares, que arrastran a la pletina rascadora, cuyo borde libre pasa muy proximo a la superficie interna del primer cuerpo tubular, realizando sobre la misma un efecto de rascado, con el que se eliminan los residuos depositados durante la combustion, asi como a su empuje a traves de los orificios de la zona inferior de este primer cuerpo tubular, para su caida en el cajon recolector de cenizas.
De este modo, la pletina rascadora elimina a su paso cualquier residuo en forma de cenizas o polvo, depositandolas fuera de la parrilla, a traves de los orificios, y por tanto evitando la obstruccion de los mismos. Ademas, dado que el proceso esta totalmente automatizado y sobre todo dado que no es necesario que el usuario acceda al compartimento donde se encuentra la parrilla para proceder a su limpieza, el sistema es totalmente estanco mientras la puerta del hogar permanezca cerrada y por tanto durante dicha limpieza no se despide ningun tipo de residuo ni polvo al exterior de la caldera, evitando los problemas de limpieza antes mencionados.
Este sistema de limpieza hace que el contacto entre el rascador y la parrilla sea suave y fluido en todo momento y al ser un sistema de gran simplicidad, el numero de averias posible se reduce de forma considerable.
Como ya se ha indicado, el segundo cuerpo tubular presenta otro conjunto de orificios que conforman el paso de aire secundario hacia la zona de combustion. El reparto entre el aire primario, a traves de la parrilla, y secundario se realiza mediante el diseno de los orificios y area de paso. El aire de combustion se introduce en el quemador a traves de una caja de aire unida a uno de los laterales del mismo, la cual distribuye el aire de combustion entre la zona inferior del quemador y el ignitor. Se asegura asi un paso de aire suficiente a traves de la resistencia de encendido. Por otra parte, el aire introducido en la zona inferior del hogar se distribuye entre las corrientes de primario y secundario mediante su paso por los orificios ya descritos.
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Para independizar la zona inferior y superior del hogar, el quemador se encuentra embebido en un volumen que define el hogar y esta delimitado por chapas soldadas en el que tambien se alberga el cajon de cenizas. Cuando se cierra la puerta del hogar, ademas de la junta de estanqueidad perimetral que asegura la hermeticidad de la puerta, existe una junta horizontal que independiza el volumen superior del hogar, en el que desemboca el segundo cuerpo tubular, y el volumen inferior ocupado por el quemador. Mediante este diseno los productos retirados mediante la limpieza y parte de los generados en la combustion se depositan directamente en el cajon de cenizas.
Breve descripcion de los dibuios
A continuation se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudaran a comprender mejor la invention y que se relacionan expresamente con una realization de la invencion que se presenta como un ejemplo no limitativo de la misma. En los dibujos:
- La figura 1 es una perspectiva de un hogar que incluye el quemador de la invencion.
- La figura 2 es una section longitudinal parcial del hogar de la figura 1.
- La figura 3 muestra en planta el conjunto de la figura 2.
- La figura 4 es una perspectiva del quemador de la invencion.
- La figura 5 muestra en perspectiva los medios de suministro de aire y accionamiento del quemador de la figura 4.
- La figura 6 es una seccion longitudinal vertical del quemador de la figura 4.
- La figura 7 muestra en perspectiva el dispositivo removedor de cenizas montado dentro del quemador.
Descripcion detallada de un modo de realizacion
En la figura 1 se muestra un hogar que incluye el quemador de la invencion. Este hogar es accesible a traves de una puerta (1) dotada conjunta de cierre estanco. El interior del hogar esta dividido, mediante un tabique horizontal (2), en dos compartimentos, uno superior (3), a traves del que se efectuara la alimentation de combustible, y otro inferior (4) que aloja el quemador y el cajon de cenizas (5).
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El quemador, figuras 2 a 4, esta compuesto por dos cuerpos tubulares, un primer cuerpo tubular (6) de eje horizontal y un segundo cuerpo tubular (7) de eje vertical, el cual incide y desemboca perpendicularmente en el primer cuerpo tubular (6).
Segun puede apreciarse mejor en la figura 6, en el primer cuerpo tubular (6) va montado coaxialmente un eje (8) giratorio, montado sobre casquillos extremos (9), accionable mediante un motor reductor electrico externo (10) y acoplamiento flexible (10').
Sobre el eje (8) van fijados perpendicularmente dos discos circulares (11), concentricos con el eje, de diametro aproximadamente igual al interno del primer cuerpo tubular. Estos dos discos circulares estan separados una distancia menor que el diametro del segundo cuerpo tubular (7), figuras 3 y 6, y entre los mismos va fijada una pletina rascadora (12), figura 7, cuyo borde libre es recto y tangente al borde libre de los discos, de modo que queda situado proximo a la superficie interna del primer cuerpo tubular (6), segun puede apreciarse en la figura 6.
La pared del primer cuerpo tubular (6) presenta en su parte inferior , figuras 2 y 3, en la zona limitada entre los discos circulares (11), una serie de orificios (13), constituyendo la parrilla del quemador en el que dichos orificios sirven como via de alimentacion de aire primario de combustion y para la salida de cenizas.
La pared del segundo cuerpo tubular (7) presenta tambien orificios (14) como entrada de aire secundario de combustion.
El combustible se alimenta al quemador a traves del segundo cuerpo tubular (7), cayendo por gravedad para depositarse en la zona de parrilla en la que estan practicados los orificios (13) y que queda limitada por los discos circulares (11).
En el tabique horizontal (2) estan practicados orificios (15), figura 1, para paso de aire destinado a la limpieza del vidrio de la puerta del hogar y para ser aportado a la llama y contribuir a una mejor combustion. El aire entra en el sistema a traves de una toma (16), figuras 2, 3 y 5, y circula hasta la caja de distribution de aire (17), a partir de la que se distribuye entre el volumen inferior (4) del hogar y el alojamiento del ignitor, gracias a una section (18) de paso que realiza el reparto de caudal. Posteriormente el aire circula libremente por el volumen inferior (4) del hogar y se divide en tres flujos. Uno de ellos penetra por los orificios (13) para servir como aire primario de combustion y asciende al volumen superior (3), figura 1. Otro flujo pasa a traves de los orificios ( 14) para servir como aire secundario de combustion. Por ultimo, una pequena parte de
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aire pasara a traves de los orificios (15) para servir como medio de limpieza del vidrio de la puerta del hogar y para mejorar la llama y contribuir a la combustion, todo ello al independizar los volumenes superior e inferior del hogar mediante la chapa divisoria (2), con junta de estanqueidad horizontal adicional (19). La alimentacion de aire se consigue mediante un ventilador extractor ubicado al final del recorrido de humos del equipo, no representado.
El encendido del sistema se produce mediante un ignitor electrico (20), figuras 2 y 6, embebido en un conducto (21) que actua como alojamiento. El ignitor es una resistencia electrica que alcanza temperaturas muy elevadas. Parte del aire que penetra en la caja de distribution (17) se canaliza a traves del conducto (21) y se aporta a la parrilla a temperatura muy elevada como produciendo el encendido del lecho. Para focalizar esta corriente de aire caliente y garantizar el encendido, a la vez que se permite la caida de cenizas por la parte inferior de la parrilla, a traves de los orificios (13), se ha dispuesto un deflector (22).
Con la constitution descrita se crea un efecto de rascado de la parrilla mediante el giro del eje (8) y discos (11) que arrastran la pletina rascadora (12), eliminando los residuos depositados durante la combustion, asi como su empuje a traves de los orificios (13) de la parrilla, para caer al cajon de cenizas. Este proceso tiene lugar despues de cada apagado del sistema y una vez que el lecho de brasas se ha consumido. Por consiguiente, la pletina rascadora elimina a su paso cualquier residuo en forma de char, cenizas o polvo, depositandolos, fuera de la parrilla y por tanto evitando que dichos residuos obstruyan los orificios de la misma. Ademas, dado que el proceso esta totalmente automatizado y sobretodo dado que no es necesario que el usuario acceda al compartimento donde se encuentra la parrilla para proceder a su limpieza, el sistema es totalmente estanco mientras la puerta (1) del hogar permanezca cerrada, de modo que no se despida ningun tipo de residuo ni polvo al exterior del hogar. El movimiento del conjunto eje-discos-pletina rascadora se consigue mediante el motor electrico (10) acoplado al conjunto mediante la junta flexible (10'). Este conjunto es desmontable a traves de una tapa (24) dispuesta en uno de los laterales del hogar.
Segun puede apreciarse en el figura 6, la zona de parrilla del quemador queda limitada por los discos circulares (11), sin que entre los mismos y hasta el segundo cuerpo tubular (7) exista ningun obstaculo u obstruction para el proceso de combustion.

Claims (5)

  1. 5
    10
    15
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    ES 2 575 121 A1
    REIVINDICACIONES
    1. - Quemador autolimpiable, que va alojado en un hogar en el que se efectua el suministro de aire para la combustion y dispone de un cajon inferior para recogida de cenizas, caracterizado por que esta constituido por dos cuerpos tubulares de ejes perpendiculares, un primer cuerpo tubular (6), de eje horizontal, y un segundo cuerpo tubular (7) de eje vertical que desemboca perpendicularmente en el primer cuerpo tubular; cuyo primer cuerpo tubular (6) esta longitudinalmente atravesado por un eje giratorio (8) que va conectado a un motor externo de accionamiento (10) y es portador de dos discos circulares (11) de diametro aproximadamente igual al interno del primer cuerpo tubular, cuyos discos estan centrados respecto del segundo cuerpo tubular (7), estan separados entre si una distancia menor que la longitud del diametro de dicho segundo cuerpo tubular y son portadores de una pletina rascadora (12) que discurre entre ambos discos en posicion radial, a partir del borde libre de los mismos; disponiendo el primer cuerpo tubular (6) de una serie de orificios (13) en la zona inferior de su pared limitada entre los discos circulares (11), mientras que el segundo cuerpo tubular (7) esta dotado de orificios (14) situados a lo largo de una corona adyacente al borde superior libre de su pared.
  2. 2. - Quemador segun reivindicacion 1, caracterizado por que comprende un ignitor electrico compuesto por una resistencia electrica (20) que va alojada en un conducto (21) que discurre por debajo del primer cuerpo tubular (6) y desemboca hacia los orificios (13) de dicho primer cuerpo.
  3. 3. - Quemador segun reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que comprende una caja de distribution (17) de aire, a traves de la que se alimenta el aire de combustion, la cual esta en comunicacion con el conducto (21) del ignitor electrico y con el hogar a traves de orificios (18).
  4. 4. - Quemador segun reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que entre la desembocadura del conducto ignitor y la zona del primer cuerpo tubular (6) que incluye los orificios (13) va dispuesto un deflector (22) encargado de dirigir hacia dichos orificios la corriente de aire suministrada a traves del conducto (21).
  5. 5. - Quemador segun reivindicacion 1, caracterizado por que la pletina rascadora (12) presenta un borde externo recto, tangente al borde de los discos circulares y proximo a la superficie interna del primer cuerpo tubular (6).
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