ITCR20070017A1 - REMOVAL DEVICE FOR AGGLOMERATED RESIDUAL MATERIAL DERIVING FROM PELLET COMBUSTION OR SOLID FUEL IN GENERAL - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

dell’Invenzione Industriale dal titolo: of the Industrial Invention entitled:

“Dispositivo di allontanamento del materiale residuo agglomerato derivante dalla combustione di pellet o combustibile solido in genere” "Device for removing agglomerated residual material deriving from the combustion of pellets or solid fuel in general"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda il settore dei bruciatori alimentati a combustibile solido in genere, e in particolare pellet. Più in dettaglio riguarda un dispositivo di allontanamento delle ceneri agglomerate che si vengono a formare in seguito a reazioni di combustione d materiale solido che contiene sostanze che tendono a fondere costituendo blocchi incandescenti. La stessa soluzione inventiva d seguito descritta potrà quindi essere vantaggiosamente applicata a tutti quei combustibili solidi che bruciando diano luogo alla stessa tipologia di ceneri agglomerate sopra indicata. Inoltre, nella presente descrizione, con il termine pellet si deve intendere sia il combustibile derivante da un processo di trasformazione di materiale polverulento in granuli cilindrici o sferici, sia quel combustibile solido non pellettizzato ma che si presenta in piccola pezzatura e che si comporta nella combustione come il pellet. The present invention relates to the sector of solid fuel burners in general, and in particular pellets. More in detail, it relates to a device for removing agglomerated ashes which are formed following combustion reactions of solid material which contains substances which tend to melt forming incandescent blocks. The same inventive solution described below can therefore be advantageously applied to all those solid fuels which, when burned, give rise to the same type of agglomerated ashes indicated above. Furthermore, in the present description, the term pellet must mean both the fuel deriving from a process of transformation of powdery material into cylindrical or spherical granules, and that solid fuel which is not pelletized but which occurs in small size and which behaves in combustion. like pellets.

Il bruciatore, di cui tutte le caldaie a pellet sono dotate, comprende essenzialmente una camera di combustione, una griglia di gassificazione che supporta il combustibile solido durante la fase di combustione, un sistema di alimentazione del combustibile, mezzi di insufflazione dell’aria di combustione nella detta camera ed un dispositivo di accensione. The burner, with which all pellet boilers are equipped, essentially comprises a combustion chamber, a gasification grate that supports the solid fuel during the combustion phase, a fuel supply system, means for blowing the combustion air. in said chamber and an ignition device.

Per alimentare i bruciatori, in particolare a biomassa, è noto l’utilizzo di pellet ottenuto generalmente a partire da trucioli di legno, segatura, ma anche materiali di minore qualità, quali paglia, segatura non fresca, biomassa in genere con eventuali agenti leganti naturali. To feed burners, in particular biomass, it is known to use pellets generally obtained from wood shavings, sawdust, but also lower quality materials, such as straw, not fresh sawdust, biomass in general with any natural binding agents .

Il materiale solido residuo dalla combustione che si viene a formare, genericamente denominato “cenere”, normalmente confluisce, attraverso la suddetta griglia, in una zona sottostante di raccolta, dalla quale viene successivamente allontanato attraverso insufflazione di aria da parte di ugelli dedicati. The solid material residual from the combustion that is formed, generically called "ash", normally flows, through the aforementioned grate, into an underlying collection area, from which it is subsequently removed through the insufflation of air by dedicated nozzles.

Un inconveniente che si può presentare, in seguito all’utilizzo di pellet prodotto a partire da materiali più scadenti, è la formazione di agglomerati. Tali agglomerati, costituiti da residui di materiale non in grado di essere completamente bruciato, ma tendente bensì a fondere e ad aggregarsi, ostruiscono il passaggio deH’aria primaria e l’uscita verso la camera di combustione, oltre che i fori di cui è generalmente provvista la griglia di gassificazione. A drawback that may arise, following the use of pellets produced from poorer materials, is the formation of agglomerates. These agglomerates, consisting of residues of material not capable of being completely burned, but rather tending to melt and aggregate, obstruct the passage of primary air and the outlet towards the combustion chamber, as well as the holes of which it is generally provided the gasification grid.

Gli inerti e le ceneri granulari invece, tendono a separarsi dall’agglomerato e a depositarsi sotto il fondo della griglia. The aggregates and granular ashes, on the other hand, tend to separate from the agglomerate and deposit under the bottom of the grid.

Attualmente i problemi sopra esposti vengono superati attraverso l’utilizzo di griglie mobili, che hanno il compito di far avanzare oltre la camera di combustione il pellet ed i residui della combustione eventualmente agglomeratisi, ma dette griglie hanno il problema di essere applicabili solo a macchine di grandi dimensioni, dove comunque permangono problemi di movimentazione meccanica legati al consolidamento delle ceneri agglomerate ed all’alta temperatura che può raggiungere la griglia stessa. Currently, the problems described above are overcome through the use of mobile grids, which have the task of making the pellets and combustion residues that may have agglomerated advance beyond the combustion chamber, but said grids have the problem of being applicable only to machines of large dimensions, where however there are still problems of mechanical handling linked to the consolidation of the agglomerated ashes and to the high temperature that the grate itself can reach.

Scopo della presente invenzione è di eliminare gli inconvenienti menzionati in precedenza. The object of the present invention is to eliminate the aforementioned drawbacks.

Scopo del trovato si identifica nell'inserimento di un dispositivo di spinta del materiale agglomerato, all’interno di bruciatori a pellet di tipo statico, atto a consentire l'avanzamento del detto materiale sulla griglia di gassificazione, verso l’uscita della camera di combustione. Lo scopo è ottenuto con un dispositivo di allontanamento del materiale residuo solido agglomerato derivante dalla combustione di pellet o combustibile solido in genere in bruciatori comprendenti una camera di combustione ed una griglia di supporto del pellet, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo comprende almeno un’asta posizionata al di sopra di detta griglia, associata ad un meccanismo atto a generare un movimento alternato. Vantaggiosamente detta asta è affiancata da altre aste connesse ad un supporto comune a formare i denti di una sorta di “pettine” o di “forchetta” in collegamento con un meccanismo di movimentazione lineare a pistone. Le aste mobili a riposo sono esterne alla camera di combustione, ma la presenza di fori di passaggio nella parete frontale del bruciatore garantisce comunque l’accesso di tali elementi nella camera stessa. In tal modo i denti hanno la possibilità di raffreddarsi tra un contatto e l’altro con le ceneri incandescenti. The purpose of the invention is the insertion of a thrust device for the agglomerated material, inside static pellet burners, able to allow the advancement of said material on the gasification grate, towards the exit of the combustion chamber. . The purpose is achieved with a device for removing the agglomerated solid residual material deriving from the combustion of pellets or solid fuel in general in burners comprising a combustion chamber and a pellet support grid, characterized in that said device comprises at least one rod positioned above said grid, associated with a mechanism suitable for generating an alternating movement. Advantageously, said rod is flanked by other rods connected to a common support to form the teeth of a sort of "comb" or "fork" in connection with a linear piston movement mechanism. The movable rods at rest are external to the combustion chamber, but the presence of passage holes in the front wall of the burner still guarantees the access of these elements into the chamber itself. In this way, the teeth have the opportunity to cool down between one contact and another with the incandescent ashes.

I denti, vincolati ad una estremità, sono vantaggiosamente liberi all’estremità opposta, in modo da produrre un contatto sostanzialmente puntiforme con la massa delle ceneri e del materiale combustibile, così da allontanare dalla camera di combustione esclusivamente il materiale origine dell’agglomerato di fusione, ma non le braci ed il combustibile fresco. The teeth, constrained at one end, are advantageously free at the opposite end, so as to produce a substantially point-like contact with the mass of the ashes and the combustible material, so as to remove from the combustion chamber only the original material of the melting agglomerate , but not the embers and fresh fuel.

I denti sono preferibilmente presenti in numero dìspari, in modo da presentare il dente centrale in corrispondenza del dispositivo di accensione. Per evitare di disturbare troppo il pellet situato vicino al dispositivo di accensione, il dente centrale può avere una sezione minore rispetto agli altri. The teeth are preferably present in an odd number, so as to present the central tooth in correspondence with the ignition device. To avoid disturbing too much the pellet located near the ignition device, the central tooth can have a smaller section than the others.

In una variante preferita il dispositivo di generazione del movimento alternato è realizzato mediante un pistone pneumatico a doppio effetto, il cui stelo è collegato al supporto comune dei denti del dispositivo di allontanamento. Come è evidente al tecnico del ramo per ottenere lo stesso tipo di movimento sono utilizzabili altri tipi di pistoni o altri cinematismi in sé noti, azionati a fluido o a motore. In a preferred variant, the device for generating the alternating movement is made by means of a double-acting pneumatic piston, the stem of which is connected to the common support of the teeth of the removal device. As is evident to those skilled in the art, other types of pistons or other kinematic mechanisms known per se, operated by fluid or by motor, can be used to obtain the same type of movement.

Un dispositivo elettronico di controllo può consentire di regolare la velocità di spostamento del pettine, i tempi di lavoro e di pausa, ed altri parametri che si volessero variare a piacere. An electronic control device can allow to regulate the speed of movement of the reed, the working and pause times, and other parameters that are desired to be varied as desired.

Principale vantaggio ottenuto con l’applicazione del dispositivo a bruciatori a pellet consiste nel miglioramento della combustione, derivante dal fatto che i denti costituenti il dispositivo di allontanamento spingono solo il materiale agglomerato, lasciando indisturbato in posizione opportuna sulla griglia il combustibile fresco e le braci in fase di combustione. The main advantage obtained with the application of the pellet burner device consists in the improvement of combustion, deriving from the fact that the teeth constituting the removal device push only the agglomerated material, leaving the fresh fuel and the embers undisturbed in a suitable position on the grate. combustion phase.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione più dettagliata esposta nel seguito, con l’aiuto dei disegni che ne rappresentano un modo d’esecuzione preferito, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo. Further features and advantages of the invention will become more evident from the more detailed description set out below, with the help of the drawings which represent a preferred way of execution, illustrated by way of non-limiting example.

La figura 1 illustra, in sezione longitudinale secondo un piano verticale, un bruciatore per combustibile a pellet provvisto di un dispositivo di allontanamento del materiale residuo agglomerato derivante dalla combustione di pellet realizzato conformemente alla presente invenzione. Figure 1 illustrates, in longitudinal section along a vertical plane, a pellet fuel burner provided with a device for removing the agglomerated residual material deriving from the combustion of pellets made in accordance with the present invention.

La figura 2 mostra, in sezione longitudinale secondo un piano orizzontale, lo stesso bruciatore illustrato nella figura 1. Figure 2 shows, in longitudinal section along a horizontal plane, the same burner illustrated in Figure 1.

La figura 3 mostra una sezione trasversale della camera di combustione che si estende lungo il piano III - III di figura 1. Figure 3 shows a cross section of the combustion chamber extending along the III - III plane of Figure 1.

Con riferimento alla figura 1, il bruciatore a pellet 1 comprende un condotto di alimentazione del combustibile 2, una camera di combustione 3, un accenditore 4, una griglia 5, una camera di distribuzione deH’aria primaria 6, un piano di supporto 40 per ugelli 13 che soffiano l’aria primaria in direzione radiale, una camera 20 di alimentazione agli ugelli 13 deH’aria comburente. Il dispositivo di allontanamento del materiale residuo agglomerato comprende essenzialmente almeno un pistone 7, un supporto 8, un’asta 9. With reference to Figure 1, the pellet burner 1 comprises a fuel supply duct 2, a combustion chamber 3, an igniter 4, a grill 5, a primary air distribution chamber 6, a support surface 40 for nozzles 13 which blow the primary air in a radial direction, a chamber 20 for feeding combustion air to the nozzles 13. The device for removing the agglomerated residual material essentially comprises at least a piston 7, a support 8, a rod 9.

Le figure 1 e 3 mostrano, in modo maggiormente accurato, la presenza del pistone pneumatico 7 a doppio effetto, organo in grado di generare un moto rettilineo alternato. Il pistone, tramite lo stelo 21, è direttamente collegato al supporto 8 e ai denti 9, presenti generalmente in numero dispari. I denti 9 sono liberi all’estremità anteriore, sono indipendenti l’uno dall’altro e ciascuno scorrevolmente vincolato alla parete anteriore del bruciatore 1 mediante una bronzina 10, che svolge funzioni di supporto durante il movimento. Figures 1 and 3 show, more accurately, the presence of the double-acting pneumatic piston 7, a member capable of generating an alternating rectilinear motion. The piston, by means of the rod 21, is directly connected to the support 8 and to the teeth 9, generally present in an odd number. The teeth 9 are free at the front end, are independent of each other and each slidingly constrained to the front wall of the burner 1 by means of a bushing 10, which performs support functions during movement.

La lunghezza dei denti 9 è tale da evitare che sporga all’interno della camera di combustione quando il supporto 8, associato allo stelo 21, è in posizione arretrata (indicata a tratto pieno nelle figure), e da far sì che l’estremità dei denti stessi non oltrepassi la griglia 5 quando il supporto 8 è in posizione avanzata (indicata a tratteggio nelle figure). Le figure 1 e 3 mettono in evidenza la disposizione dei denti 9 sul supporto 8, che segue la forma concava della griglia 5 di supporto del combustibile in modo che i denti risultino paralleli tra loro e sostanzialmente equidistanti dalla superficie della griglia stessa in tutte le posizioni di lavoro. La sezione del dente 9 posto in corrispondenza dell’accenditore 4 può essere ridotta rispetto alle altre, per evitare sia di allontanare troppo materiale dalla zona di innesco della combustione, ma soprattutto per evitare che si verifichino casi di spegnimento del bruciatore all’inizio del ciclo di combustione. The length of the teeth 9 is such as to prevent it from protruding inside the combustion chamber when the support 8, associated with the stem 21, is in the rear position (indicated with a solid line in the figures), and to ensure that the end of the teeth themselves do not go beyond the grid 5 when the support 8 is in the advanced position (indicated by broken lines in the figures). Figures 1 and 3 highlight the arrangement of the teeth 9 on the support 8, which follows the concave shape of the fuel support grid 5 so that the teeth are parallel to each other and substantially equidistant from the surface of the grid itself in all positions. of work. The section of the tooth 9 located in correspondence with the igniter 4 can be reduced with respect to the others, to avoid both removing too much material from the combustion triggering area, but above all to avoid cases of burner extinguishing at the beginning of the cycle. combustion.

La griglia 5, dotata di asole 11, rappresenta sia il supp combustibile proveniente dal condotto di alimentazione 2, attraverso un’ apertura o “bocca” di alimentazione 12, sia una protezione per gli ugelli 13 posti al di sotto di essa attraverso i quali è insufflata l’aria comburente. Sulla griglia pertanto si formano i residui agglomerati che devono essere rimossi per non ridurre l’efficienza del bruciatore. The grate 5, equipped with slots 11, represents both the fuel supp coming from the supply duct 2, through a supply opening or "mouth" 12, and a protection for the nozzles 13 placed below it through which it is blown the combustion air. Consequently, agglomerated residues form on the grill and must be removed in order not to reduce the efficiency of the burner.

Il movimento del dispositivo di spinta è regolato attraverso un dispositivo elettronico programmabile, non illustrato, che consente di ampliare o ridurre l'intervallo di tempo di lavoro ed eventualmente la velocità di spostamento, oltre che altri parametri, se ciò si rendesse necessario. The movement of the pusher device is regulated by means of a programmable electronic device, not illustrated, which allows the working time interval and possibly the movement speed to be extended or reduced, as well as other parameters, should this be necessary.

Contemporaneamente al movimento del dispositivo di spinta del materiale agglomerato, può essere abbinata l’insufflazione di aria compressa al di sotto della griglia 5, nella camera di distribuzione deN’aria primaria 6. Simultaneously with the movement of the thrust device of the agglomerated material, the injection of compressed air underneath the grille 5 can be combined into the primary air distribution chamber 6.

L’aria compressa insufflata al di sotto di detta griglia 5, attraverso ugelli dedicati 30 posti sulla parete frontale del bruciatore, provvede alla pulizia della camera di distribuzione deH'aria 6 dalle ceneri più fini, che vengono risopinte verso la camera di combustione 3 attraverso le stesse asole 11 che ne avevano permesso la caduta nella camera 6. Ciò è dovuto al fatto che l’intercapedine tra la griglia 5 di supporto e la parete da cui fuoriescono gli ugelli 13, è chiusa su tutti i fianchi. The compressed air blown under said grate 5, through dedicated nozzles 30 located on the front wall of the burner, cleans the air distribution chamber 6 from the finest ashes, which are blown back towards the combustion chamber 3 through the same slots 11 that had allowed it to fall into the chamber 6. This is due to the fact that the interspace between the support grid 5 and the wall from which the nozzles 13 protrude is closed on all sides.

Conformemente alla presente invenzione, quando il dispositivo di allontanamento del materiale residuo agglomerato derivante dalla combustione del pellet è a riposo, i denti 9 si trovano tutti sostanzialmente all’esterno della camera di combustione e sono lambiti dall’aria comburente alimentata nella camera 20, così da raffreddarsi. Quando viceversa il dispositivo è in movimento fino alla sua massima estensione, i denti 9 scorrono nelle bronzine 10 ed avanzano nella camera di combustione 3 parallelamente alla griglia 5, spostando in avanti, verso l’estremità della griglia stessa, il materiale residuo agglomerato. Quando tale materiale oltrepassa la fine della griglia, cade in un apposito vano sottostante di raccolta dal quale successivamente è allontanato. According to the present invention, when the device for removing the agglomerated residual material deriving from the combustion of the pellet is at rest, the teeth 9 are all substantially outside the combustion chamber and are lapped by the combustion air fed into the chamber 20, thus to cool down. Conversely, when the device is moving to its maximum extension, the teeth 9 slide into the bushings 10 and advance into the combustion chamber 3 parallel to the grate 5, moving the agglomerated residual material forward towards the end of the grate itself. When this material passes the end of the grid, it falls into a suitable underlying collection compartment from which it is subsequently removed.

I vantaggi ottenuti mediante la presente invenzione consistono essenzialmente nel fatto che il moto rettilineo alternato del pistone 7, unitamente alla presenza di denti 9 in grado di toccare in modo puntuale l’agglomerato di ceneri fuse, garantisce una maggiore efficienza di allontanamento dei residui compatti, lasciando sostanzialmente indisturbato il pellet fresco e quello in fase di accensione. The advantages obtained by means of the present invention essentially consist in the fact that the reciprocating rectilinear motion of the piston 7, together with the presence of teeth 9 capable of punctually touching the agglomerate of molten ash, guarantees a greater efficiency of removal of compact residues, leaving the fresh pellet and the one in the ignition phase substantially undisturbed.

La realizzazione sopra illustrata risulta essere preferenziale per la sua conformazione oltre che per la sua efficienza. The embodiment illustrated above is preferred for its conformation as well as for its efficiency.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variate secondo tecnica nota, senza per questo uscire daH’ambito di tutela dell’invenzione così come descritta ed illustrata e per gli scopi specificati. Of course, without prejudice to the principle of the invention, the embodiments may be widely varied according to the known technique, without thereby departing from the scope of protection of the invention as described and illustrated and for the specified purposes.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di allontanamento del materiale residuo solido agglomerato derivante dalla combustione di pellet o combustibile solido in genere in bruciatori (1) comprendenti una camera di combustione (3) ed una griglia (5) di supporto del pellet, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo comprende almeno un’asta (9) posizionata al di sopra di detta griglia (5), associata ad un meccanismo (7, 8, 21) atto a generare un movimento alternato. CLAIMS 1. Device for removing agglomerated solid residual material deriving from the combustion of pellets or solid fuel in general in burners (1) comprising a combustion chamber (3) and a grate (5) for supporting the pellet, characterized in that said device it comprises at least one rod (9) positioned above said grid (5), associated with a mechanism (7, 8, 21) adapted to generate an alternating movement. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di aste (9) vincolate ad una estremità ad un supporto comune (8), ma libere all’estremità opposta. 2. Device according to claim 1, characterized by the fact that it comprises a plurality of rods (9) constrained at one end to a common support (8), but free at the opposite end. 3. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che le aste (9) sono disposte in modo da risultare parallele e da seguire la forma concava della griglia (5). 3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the rods (9) are arranged so as to be parallel and to follow the concave shape of the grid (5). 4. Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le aste (9) sono in numero dispari e l’asta centrale è posta in asse alla griglia (5). 4. Device according to the previous claims, characterized by the fact that the rods (9) are odd in number and the central rod is placed in axis with the grid (5). 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l’asta centrale ha sezione minore rispetto alle altre. 5. Device according to claim 4, characterized by the fact that the central rod has a smaller section than the others. 6. Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le aste (9) a riposo sono esterne alla camera di combustione (3). 6. Device according to the preceding claims, characterized in that the rods (9) at rest are external to the combustion chamber (3). 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto meccanismo atto a generare un movimento alternato comprende un pistone (7) con uno stelo (21). 7. Device according to claim 1, characterized in that said mechanism suitable for generating an alternating movement comprises a piston (7) with a rod (21). 8. Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un dispositivo elettronico programmabile di gestione del movimento alternato. 8. Device according to the preceding claims, characterized in that it comprises a programmable electronic device for managing the reciprocating movement. 9. Bruciatore per caldaie a combustibile solido caratterizzato dal fatto che comprende un dispositivo di allontanamento del materiale agglomerato derivante dalla combustione di pellet secondo le rivendicazioni precedenti. 9. Burner for solid fuel boilers characterized in that it comprises a device for removing the agglomerated material deriving from the combustion of pellets according to the preceding claims. 10. Caldaia a combustibile solido caratterizzata dal fatto che comprende un dispositivo di allontanamento del materiale agglomerato derivante dalla combustione di pellet secondo le rivendicazioni precedenti.10. Solid fuel boiler characterized in that it comprises a device for removing the agglomerated material deriving from the combustion of pellets according to the preceding claims.