PL198756B1 - Palnik na paliwo stałe - Google Patents

Abstract

1. Palnik na paliwo sta le zawieraj acy prze- strze n na paliwo sta le przeznaczon a do spale- nia, ograniczona przez podstaw e, wierzch i co najmniej jedn a scian e boczn a, przy czym we- wn atrz tej przestrzeni znajduje si e co najmniej jedna w zasadzie pionowa rura ogniowa posia- daj aca otwory w swojej scianie i otwarta na obu ko ncach, znamienny tym, ze co najmniej jedna boczna sciana tej przestrzeni posiada otwory (6, 15) wlotowe powietrza pomi edzy podstaw a i wierzchem posiadaj acym pokryw e (4, 17), a rura ogniowa (3, 13) jest tak usytuowana ze wystaje przez pokryw e (4, 17). PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest palnik na paliwo stałe, który może być stosowany na przykład do ogrzewania domku jednorodzinnego lub wody.

Palniki na paliwo stałe ujawniono w następujących publikacjach:

Opis patentowy GB 2101737 ujawnia ruszt umieszczony w piecu, ten ruszt ma niskie ściany boczne. Ruszt można poruszać w piecu tak, że na przykład ułatwione jest czyszczenie pieca.

Opis patentowy US 2,949,209 ujawnia palnik do odpadów, którego ściany posiadają otwory dla wlotu powietrza.

Opis patentowy US 3,213,846 ujawnia piec, który może być używany zarówno do ogrzewania jak i do gotowania.

Opis patentowy US 4,719,899 ujawnia urządzenie dla efektywnego spalania paliwu granulowanego.

Opisy patentowe US 5,941,234 i WO 98/29686 ujawniają palnik wyposażony w otwory dla wlotu powietrza; dolna część tego palnika ma korzystnie położenie ukośne. Palnik może być stosowany w piecach takich jak piece komorowe i kominki.

Opis patentowy US 5,983,885 ujawnia piec, który jest zasilany w sposób ciągły paliwem w postaci granulek.

Palniki na paliwo stałe mogą być wydzielonymi palnikami wewnątrz pieca, palnikami używanymi bez otaczającego je pieca lub mogą stanowić piece posiadające płaszcz, który magazynuje energię cieplną. Znane piece posiadające płaszcz magazynujący ciepło są typowymi kominkami lub piecami komorowymi bądź ich kombinacjami. Płaszcz może być wykonany na przykład z kafli lub steatytu.

W znanych palnikach na paliwo stałe, wsad paliwa jest zwykle zapalany z zewnątrz i spalanie przebiega w kierunku od zewnętrznej strony wsadu paliwa do wewnątrz. Ogień rozprzestrzenia się w kierunku środka wsadu paliwa ze wszystkich stron, a spalanie przebiega powoli, w sposób niekontrolowany i niedoskonały. Powstaje wtedy duża ilość dymu, panuje niska temperatura spalania i wytwarza się duża ilość niespalonych gazów Dym powoduje zanieczyszczenia przewodów powietrza, a efektywność spalania jest niska.

Przedmiotem wynalazku jest palnik na paliwo stałe zawierający przestrzeń na paliwo stałe przeznaczoną do spalenia, ograniczoną przez podstawę, wierzch i co najmniej jedną ścianę boczną, przy czym wewnątrz tej przestrzeni znajduje się co najmniej jedna w zasadzie pionowa rura ogniowa posiadająca otwory w swojej ścianie i otwarta na obu końcach,

Istotą wynalazku jest to, że co najmniej jedna boczna ściana tej przestrzeni posiada otwory wlotowe powietrza pomiędzy podstawą i wierzchem posiadającym pokrywę, a rura ogniowa jest tak usytuowana że wystaje przez pokrywę.

Korzystnie, rura ogniowa jest rurą perforowaną usytuowaną zasadniczo w pionowym położeniu w przestrzeni na paliwo stałe, a pole powierzchni otworów w rurze ogniowej wynosi ponad 30%, korzystnie co najmniej 40% całego pola powierzchni ściany tej części rury, która pozostaje wewnątrz przestrzeni na paliwo stałe.

Korzystnie, palnik według wynalazku zawiera elementy destylujące palne gazy z paliwa stałego, spalane w rurze ogniowej.

Korzystnie, paliwo stałe ma postać granulek.

Korzystnie, palnik według wynalazku jest umieszczony w istniejącym piecu.

W innym korzystnym wariancie według wynalazku, palnik według wynalazku jest samodzielnym urządzeniem, umieszczonym poza otaczającym go piecem.

Korzystnie, przestrzeń na paliwo stałe stanowi, zasobnik.

Korzystnie, palnik według wynalazku zawiera ponadto rurę wlotu powietrza zainstalowaną w położeniu zasadniczo poziomym, przy czym rura wlotu powietrza jest podłączona do dolnej części rury ogniowej wewnątrz zasobnika.

Korzystnie, palnik według wynalazku posiada ponadto ruszt, umieszczony w zasobniku, w ustalonej odległości od spodu zasobnika.

Korzystnie, palnik według wynalazku posiada swobodny ciąg.

Korzystnie, palnik według wynalazku stanowi piec zawierający płaszcz magazynujący ciepło, otwór odprowadzający gazy spalinowe i strefę spalania zawierającą przestrzeń na paliwo stanowiącą przestrzeń na paliwo stałe.

Korzystnie, rura ogniowa jest rurą o kształcie ściętego stożka, zwężającego się w kierunku jej górnego końca i jest wyposażona w otwory.

PL 198 756 B1

Korzystnie, otwory w rurze ogniowej przechodzą przez ścianę rury ogniowej z zewnątrz do wewnątrz i w górę od dolnego poziomu.

Korzystnie, że rura ogniowa jest wykonana z materiału ogniotrwałego, takiego jak ceramika lub stop żelaza.

Korzystnie, palnik według wynalazku pod strefą spalania zawiera ponadto przestrzeń popiołu.

Korzystnie, pomiędzy przestrzenią popiołu a strefą spalania znajduje się regulowany ruszt.

Korzystnie, ruszt jest rusztem regulowanym automatycznie.

Korzystnie, pomiędzy płaszczem magazynującym ciepło, a strefą spalania znajduje się ponadto ściana dzieląca posiadająca otwory wlotowe powietrza.

Korzystnie, palnik według wynalazku zawiera ponadto układ automatycznego zapalania.

Korzystnie, palnik według wynalazku zawiera ponadto elementy automatycznie otwierające i zamykające otwór wylotowy gazów spalinowych z pieca.

Poprzez stosowanie palnika według wynalazku można uniknąć problemów typowych dla rozwiązań ze stanu techniki. Palnik na paliwo stałe według wynalazku ma tą cechę, że zawiera co najmniej jedną rurę ogniową wewnątrz przestrzeni przeznaczonej na paliwo stałe i jest możliwość przepływu gazu przez ścianę tej rury ogniowej.

W palniku według wynalazku paliwo takie jak wióry drzewne, granulki, trociny drzewne, torf lub kawałki drewna, spala się w sposób kontrolowany prawie całkowicie, a gazy spalinowe wytworzone podczas spalania są tak czyste, że nie zanieczyszczają przewodów powietrza. Spalanie odbywa się rzeczywiście ze stałą efektywnością. Granulki, które zawierają dużą porcję energii w porównaniu ze swą objętością stanowią szczególnie korzystne paliwo stałe.

Aby być w zgodzie z zasadami bezpieczeństwa przy użyciu palnika z dobrą efektywnością i zachowaniem jego długowieczności, rura ogniowa musi wystawać ponad poziom określający górny poziom przestrzeni przeznaczonej na paliwo stałe. W innych przypadkach efektywność palnika musi być niepotrzebnie ograniczana, gdyż istnieje ryzyko uszkodzenia palnika przez nadmierną ilość ciepła. Poza wyżej wymienionymi zaletami jest również możliwe utrzymanie prostej struktury dzięki przedstawionemu układowi, gdyż niepotrzebne są dodatkowe części ukierunkowujące ogień. W praktyce, poziom określający górną powierzchnię przestrzeni przeznaczonej na paliwo stałe jest często miejscem, gdzie jest umieszczona pokrywa zamykająca przestrzeń na paliwo stałe.

Zgodnie z korzystnym wariantem wynalazku, palnik na paliwo stałe według wynalazku może być umieszczony w istniejącym piecu np. piecu komorowym, kominku lub piecu grzewczym. Jednym z zalecanych celów użycia jest kominek magazynujący ciepło wyposażony w drzwiczki. Zgodnie z drugim wariantem wynalazku palnik może być bez otaczającego go pieca jako takiego. Według trzeciego wariantu wynalazku palnik jest piecem posiadającym płaszcz magazynujący ciepło, otwór usuwający gazy spalinowe i strefę spalania. Podczas spalania energia cieplna wnika do płaszcza pieca magazynującego ciepło, który może być wykonany na przykład z kafli lub steatytu.

Wymiary palnika mogą być różne odpowiednio do celu zastosowania. Paliwem stałym można napełnić palnik jednorazowo do pełna lub dopełniać w sposób ciągły uzupełniając w miarę spalania.

Typowo jednakże, palnik jest napełniany przed zapaleniem, a po rozpaleniu paliwo spala się bez dodawania następnych porcji. Palnik może być stosowany na przykład do ogrzewania domku jednorodzinnego lub wody. W palniku według wynalazku palenie odbywa się w ten sposób, że paliwo stałe ulega zgazowaniu i to gazowe paliwo spala się w środku pieca.

Palnik zgodnie z pierwszym i drugim wariantem wynalazku zawiera co najmniej zasobnik i rurę ogniową. Ponadto może on posiadać pokrywę, rurę wlotu powietrza i ruszt. Zasobnik składa się z co najmniej jednej bocznej ściany i podstawy. Liczba bocznych ścian zależy od kształtu zasobnika. Korzystnie jest, gdy zasobnik ma kształt cylindryczny, wtedy jest tylko jedna boczna ściana. Zasobnik może być umieszczony pionowo lub poziomo. Zasobnik ma przestrzeń na paliwo stałe i w tej przestrzeni jest możliwość przepływu gazu. Ściany boczne zasobnika mogą mieć otwory wlotowe powietrza rozmieszczone równomiernie na całej powierzchni ścian bocznych. Kształt otworów wlotowych powietrza może być wybrany dowolnie zgodnie z pożądanym wyglądem zewnętrznym. Jakkolwiek, położenie otworów wlotowych powietrza jest ważne z racji ukierunkowania promieniowania cieplnego w żądanych kierunkach. Przestrzeń przeznaczona na paliwo stałe może znajdować się także w innym zasobniku, którego ściany przypominają na przykład siatkę, mieszczącym się wewnątrz zasadniczego zasobnika. Wtedy przepływ gazu jest możliwy poprzez odstęp pozostający pomiędzy ścianami tych zasobników.

PL 198 756 B1

W zasobniku, korzystnie w jego bocznej ścianie jest otwór przelotowy, korzystnie dla cylindrycznej rury wlotowej powietrza. Rura wlotowa powietrza jest zainstalowana w położeniu zasadniczo poziomym poprzez otwór przelotowy. Średnica rury wlotowej powietrza jest dobrana w zależności od potrzeby. Rura wlotowa powietrza jest dołączona do rury ogniowej zainstalowanej w zasadniczo pionowym położeniu wewnątrz zasobnika.

Rura ogniowa ma korzystnie kształt cylindryczny i jest stworzona możliwość przepływu gazów przez jej ścianę. Możliwość przepływu gazów jest stworzona w ten sposób, że ściana rury ogniowej ma otwory tak wykonane, że co najmniej 30% pola powierzchni tej części ściany, która mieści się w zasobniku zajmują otwory. Rura ogniowa może być podparta w jej górnej części przez pokrywę umieszczoną na szczycie zasobnika mającą otwór przelotowy na przeprowadzenie rury ogniowej. Wprawdzie pokrywa nie jest niezbędna dla palnika, gdyż palnik może również pracować bez pokrywy. Takie zamocowanie rury ogniowej w zasobniku jest korzystne, dlatego że rura jest wtedy w położeniu pionowym i w środku zasobnika. Jeśli zasobnik ma wielką objętość i mieści dużo paliwa, to możliwe jest zastosowanie kilku rur ogniowych w ustalonych odstępach.

W dolnej części rury ogniowej, ponad rurą wlotu powietrza znajduje się ruszt z otworem na rurę ogniową. Ruszt korzystnie stanowi perforowaną płytę stykającą się ze ścianami zasobnika, lub jest sztywną siatką dopasowaną kształtem do poprzecznego przekroju zasobnika.

Palnik jest zbudowany z materiałów ogniotrwałych i odpornych na wysokie temperatury, korzystnie z metali. Surowce do budowy palnika mogą być różne w zależności od tego, jak wiele razy ma być stosowany piec, aby zachować swą użyteczność, jak również ile objętości zasobnika ma być używane. Wymiary palnika należy ustalić w oparciu o optymalne warunki spalania. Jeżeli gaz jest zbyt ubogi, spalanie nie nastąpi. Jest jeden ważny czynnik odległość rury ogniowej od ściany zasobnika, innymi słowy grubość warstwy paliwa, która pozostaje pomiędzy rurą ogniową, a wewnętrzną powierzchnią ściany zasobnika.

Palnik według trzeciego wariantu wynalazku jest piecem posiadającym płaszcz magazynujący ciepło, otwór odprowadzający gazy spalinowe i strefę spalania. Strefa spalania jest ograniczona przez płaszcz magazynujący ciepło pieca i gardziel pieca, która może posiadać drzwi, umożliwiające zamykanie. Strefa spalania zawiera rurę ogniową przez ścianę, której możliwy jest przepływ gazów. Rura ogniowa jest rurą zainstalowaną wewnątrz pieca zasadniczo w położeniu pionowym, zwężającą się w kierunku górnego końca. Cylindryczny płaszcz rury posiada otwory, których całkowita powierzchnia stanowi co najmniej 30%, korzystnie co najmniej 40%, całkowitego pola powierzchni ściany płaszcza rury ogniowej. Otwory w rurze ogniowej są korzystnie skierowane ukośnie na ścianie płaszcza rury ogniowej tak, że gdy obserwuje się kierunek drogi w otworach od zewnątrz do wewnątrz, to droga biegnie od poziomu dolnego ku górze. Celem takiego układu jest możność utrzymania otworów w rurze ogniowej otwartych tak, aby popiół nie zbierał się na ścianach rury ogniowej, tylko żeby wylatywał przez otwory. Jest ważne, aby otwory były ukośne, gdyż materiał ściany rury ogniowej jest względnie gruby. Ściana rury ogniowej jest wykonana z ogniotrwałego materiału, na przykład ceramicznego lub stopu żelaza. Korzystnie rura ogniowa jest odlewem.

Pomiędzy ścianą pieca a rurą ogniową jest ściana dzieląca z otworami wlotowymi powietrza. Zadaniem tej ściany dzielącej jest utworzenie wewnątrz niej, ale na zewnątrz rury ogniowej, przestrzeni mieszczącej paliwo. Patrząc z zewnątrz w kierunku do wewnątrz, kierunek ruchu w otworach wlotowych powietrza korzystnie przebiega z poziomu niższego do góry. Ta ściana dzieląca może mieć budowę ciągłą mającą kształt ściętego stożka lub cylindra, lub może składać się z kilku części połączonych ze sobą.

Poza płaszczem rury ogniowej w górnej części rury ogniowej jest pokrywa zamykająca strefę spalania, która współdziała w kierowaniu spalania do rury ogniowej i powoduje zmniejszenie ilości spalin. Pokrywa zwykle znajduje się na^: tym samym poziomie, co najniższa część drzwi pieca, a rura ogniowa wystaje co najmniej nieco ponad poziom pokrywy.

Poniżej strefy spalania pieca jest przestrzeń popiołu. Strefa spalania i przestrzeń popiołu są oddzielone od siebie przez regulowany ruszt, który może składać się z dwóch rusztów ogniowych położonych jeden nad drugim. Ruszt może być regulowany ręcznie lub automatycznie.

Rozpalenie pieca może następować w sposób zautomatyzowany na przykład taki, że w pobliżu rury ogniowej znajduje się elektryczny element oporowy, który w wybranym momencie powoduje zapalenie się paliwa.

Czynności zamykania i otwierania otworu odprowadzającego gazy spalinowe oraz regulacja otworów w ruszcie mogą również być dokonywane za pomocą elementów automatyki. Funkcje tych

PL 198 756 B1 elementów są korzystnie ze sobą powiązane i dostępne w postaci zestawu poleceń, a funkcje pomiarowe, na których opierają się mogą być powiązane tak, by określały czas odpowiedniego wydarzenia.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym

Fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny palnika na paliwo stałe zgodnego z pierwszym i drugim wariantem wynalazku, a

Fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny pieca zgodnego z trzecim wariantem wynalazku.

Palnik na paliwo stałe z fig. 1 zawiera zasobnik 1, który jest złożony z cylindrycznej ściany i okrągłej podstawy. Część cylindryczna jest wyposażona w otwory wlotowe powietrza 6 rozmieszczone w równych odstępach na całej powierzchni cylindra. Zasobnik może posiadać poręcze lub uchwyty, przy pomocy których można przenosić palnik. Dolna część pionowej ściany zasobnika 1 posiada przelot dla rury wlotu powietrza 2, która jest zainstalowana zasadniczo w położeniu poziomym. Średnica rury wlotu powietrza jest dobierana w zależności od potrzeby zastosowania; dla zasobnika 20 litrowego może wynosić 50 mm. Rura wlotu powietrza ma korzystnie kształt cylindryczny.

Rura wlotu powietrza 2 jest połączona z rurą ogniową 3 umieszczoną w zasadniczo pionowym położeniu. Ta rura ogniowa posiada przelot dla rury wlotu powietrza 2. Ten przelot może być na przykład powierzchnią usuniętą z dolnej części rury ogniowej 3, w której można umocować koniec rury wlotowej powietrza 2. Korzystnie rura ogniowa 3 ma kształt cylindryczny i jest perforowana w taki sposób, że posiada otwory 7 o średnicy około 5 mm, a łączna powierzchnia tych otworów stanowi ponad 30% całego pola powierzchni rury ogniowej. Otwory są rozmieszczone równomiernie co najmniej na całej powierzchni rury; ogniowej pozostającej wewnątrz zasobnika 1. W 20 litrowym zasobniku średnica rury ogniowej może wynosić 100 mm. Rura ogniowa jest korzystnie zainstalowana w taki sposób, że znajduje się w położeniu pionowym wewnątrz zasobnika 1 równolegle do jego ścian zachowując jednakową odległość między rurą ogniową 3, a ścianami zasobnika 1 na całej długości. Rura ogniowa 3 może być podparta na przykład trzema żelaznymi prętami umieszczonymi na odpowiedniej wysokości zasobnika zwróconymi w różnych kierunkach i zamocowanymi do wewnętrznej ściany zasobnika 1, a dotykającymi zewnętrznej powierzchni rury ogniowej 3. Rura ogniowa 3 wystaje ponad poziom określony przez pokrywę 4.

W zamierzeniu, pokrywa 4 powinna być umieszczona na wierzchu zasobnika 1 w czasie palenia, przy czym ta pokrywa ma przelot dla rury ogniowej 3. Pokrywa 4 nie jest częścią zasadniczą, ale jest niezbędna, aby dym spalin nie ukazywał się na górnej powierzchni warstwy paliwa oraz aby nie wysypywał się popiół przy przemieszczaniu paliwa.

Rura wlotu powietrza 2 podpiera ruszt 5, który jest perforowaną okrągłą płytą lub sztywną siatką. Średnica otworów wynosi powyżej 5 mm. Pośrodku rusztu 5 jest przelot dla rury ogniowej 3. Ruszt 5 sprzyja paleniu się tak, że gdy zamyka się szyber pieca, ogień gaśnie gwałtownie, wcześniej niż w takiej sytuacji gdyby nie używano rusztu 5.

Palnik stosuje się w taki sposób, ze zasobnik 1 napełnia się korzystnie po brzegi objętości powyżej rusztu 5 paliwem stałym takim jak granulki, wióry drzewne lub trociny. Rura ogniowa 3 jest korzystnie otoczona paliwem stałym w ten sposób, że rura ogniowa, 3 znajduje się w środku palnika. Pokrywę 4 umieszcza się na miejscu po napełnieniu palnika paliwem. Palnik przenosi się do pieca, w którym przekrój poprzeczny przewodu powietrza powinien być większy niż przekrój poprzeczny rury ogniowej. Na dole rury ogniowej 3 należy położyć materiał ułatwiający rozpalenie. Tym materiałem może być na przykład zgnieciony papier zmoczony odpowiednim palnym płynem np. do zapalania węgla drzewnego. Odpowiednia ilość tego materiału wynosi około 50 g. Zapalenie w piecu następuje poprzez rozpalenie materiału ułatwiającego rozpalenie znajdującego się na dole rury ogniowej 3 przez rurę wlotową powietrza 2.

Faza zapalania trwa kilka minut. Na etapie zapalania wzrasta ciepło w rurze ogniowej 3 i rozpoczyna się destylacja gazu z paliwa stałego. Zjawisko ssania wytwarzane przez rurę ogniową 3 wciąga powietrze przez ściany zasobnika 1 przez otwory 6 i w tym samym czasie wydestylowany gaz zaczyna płynąć od krawędzi zasobnika w kierunku środka i dalej przez ściany rury ogniowej 3 przez otwory 7 zaczyna się spalanie gazu. Palnik pali się mając swobodny ciąg, innymi słowy powietrze wędruje swobodnie poprzez palnik. Gaz pali się silnym płomieniem w rurze ogniowej 3 aż do wypalenia się całego wsadu paliwa. Czas palenia się zależy na przykład od zawartości wilgoci w paliwie. Gdy użyje się wiórów drzewnych o naturalnej zawartości wilgoci w 20 litrowym zasobniku z rurą wlotu powietrza o średnicy 50 mm i rurą ogniową 3 mającą średnicę 100 mm, czas zapalania zajmuje typowo 5 do 10 minut, a palenie się od 20 do 90 minut. Powstający popiół stygnie w palniku pozostającym w piecu aż do usunięcia go z palnika.

PL 198 756 B1

Podczas spalania są wytwarzane wysokie temperatury gdy gaz zawierający tlenek węgla pali się w rurze ogniowej 3. Słup płonącego gazu może sięgać na wysokość 200 do 700 mm ponad rurę ogniową. Jeśli z jakichś powodów trzeba przerwać palenie, koniec rury wlotu powietrza 2 należy zamknąć i musi upłynąć pewien czas do obniżenia się płomieni i opuszczenia przez nie górnego końca rury ogniowej 3. Następnie zamyka się górny koniec rury ogniowej, palnik zawija się w koc do tłumienia ognia lub podobny środek i wynosi dla ostatecznego wygaszenia.

Fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny pieca według wynalazku. Masa pieca wynosi korzystnie 800 do 1000 kg, energia wyjściowa wynosi maksymalnie 8 do 10 kWh. Ilość paliwa, korzystnie w postaci granulek, spalonego w rym czasie wynosi najwyżej 8 do 10 kg. Kierunek przepływu gazów jest pokazany na rysunku strzałkami.

Piec posiada płaszcz magazynujący ciepło 8, regulowany otwór na gazy spalinowe (nie pokazany na rysunku) i strefę spalania 9. Uzupełniające powietrze wpływa do przestrzeni powietrza 11, w strefie spalania 9 przez otwory wlotu powietrza 10 mieszczące się w płaszczu magazynującym ciepło 8.

Pośrodku strefy spalania 9 znajduje się rura ogniowa 13, a na zewnątrz i wokół niej przestrzeń na paliwo 12 jest wypełniona granulkami paliwa. W ścianie rury ogniowej.13, znajdują się otwory 16 dla przepływu powietrza. Średnica otworów wynosi korzystnie 10 mm, i pokrywają one około 40% pola powierzchni ściany rury ogniowej 13. Otwory 16 w rurze ogniowej przechodzą z zewnątrz rury ogniowej do wewnątrz, patrząc do góry z poziomu niższego. Rura ogniowa 13 jest otwarta na obu końcach - górnym i dolnym. Cylindryczny kształt rury ogniowej 13 a z drugiej strony jej masa gwarantują, że rura ogniowa pozostaje nieruchoma. Kształt stożkowy wraz z kontrolowanym przepływem powietrza wspierają proces palenia, innymi słowy czas potrzebny na spalenie wsadu ulega skróceniu. Materiał, z którego jest zbudowana rura ogniowa, może być ceramiką a korzystna grubość ścian wynosi 8 do 12 mm. Inną alternatywą materiału na rurę ogniową jest ognioodporny stop żelaza, przy zastosowaniu którego możliwe jest uzyskanie cieńszych ścian niż w przypadku ceramiki. Rura ogniowa 13 wystaje ponad poziom określony przez pokrywę.

Przestrzeń na paliwo 12 jest oddzielona od przestrzeni powietrza 11 przez ścianę dzielącą 14, która posiada otwory 15 umożliwiające napływ powietrza. Patrząc z zewnątrz do wewnątrz, otwory kierują się w dół z poziomu wyższego, przy czym otwory 15 są korzystnie ukierunkowane pod kątem 20° w stosunku do pionu. W ten sposób, paląca się masa paliwa nie wydostaje się poza przestrzeń na paliwo 12. Ściana dzieląca 14, może być elementem o kształcie ściętego stożka skierowanego do jej górnej części. Alternatywnie, ściana dzieląca może mieć kształt cylindryczny, a płaszcz magazynujący ciepło 8 pieca może być ukształtowany w taki sposób, że może być formowana przestrzeń powietrza 11 lub średnica cylindra musi być mniejsza niż strefy spalania. Ściana dzieląca 14 może być wykonana z ceramiki, a jej korzystna grubość powinna wynosić około 25 mm. Omawiana ściana dzieląca może też być wykonana z ogniotrwałego stopu żelaza.

W górnym końcu rury ogniowej 13, wokół niej, zasadniczo w położeniu poziomym znajduje się pokrywa 17 zamykająca strefę spalania, przy czym pokrywa ta kontroluje spalanie tak, że ma ono miejsce w rurze ogniowej 13. Górna powierzchnia pokrywy 17 jest typowo, co najwyżej na tym samym poziomie co najniższa część drzwi pieca (nie pokazana na rysunku) i w ten sposób można napełniać przestrzeń na paliwo 12 przez drzwi. Pokrywa 17 wspomaga pełne spalanie paliwa i w ten sposób wpływa na ilość spalin. Pokrywa 17 jest korzystnie zdejmowalna, może składać się z kilku części, może być na przykład zamocowana na obrotowo w płaszczu 8, i/albo części pokrywy mogą być połączone między sobą obrotowo.

Rura ogniowa 13 jest ustawiona na górze rusztu, który składa się z dwóch rusztów ogniowych 18a i 18b. Ruszt ogniowy 18a jest nieruchomy a ruszt ogniowy 18b - ruchomy. Nieruchomy ruszt ogniowy 18a korzystnie posiada otwory o średnicy 16 mm, które zajmują 30 do 50% pola powierzchni, która znajduje się wewnątrz ściany dzielącej 14. Nieruchomy ruszt ogniowy 18a może sięgać do brzegu przestrzeni powietrza 11, w taki sposób, że tworzy płaszczyznę, na wierzchu której jest zainstalowana ściana dzieląca 14. Oba ruszty ogniowe są perforowane tak, że powietrze może przez nie przepływać. Perforacja jest tak ułożona, że przy poruszaniu rusztem ogniowym 18b otwory w sekcji rusztu znajdującej się pod rurą ogniową powiększają się podczas palenia a otwory w sekcji rusztu znajdującej się wokół rury ogniowej zmniejszają się. Dzięki temu usytuowaniu otworów zapewnia się dopływ odpowiedniej do spalania ilości powietrza w rurze ogniowej 13, W korzystnym rozwiązaniu otwory mają średnicę maksymalną 16 mm, a minimalną 6 do 8 mm. Przez poruszanie rusztu ogniowego 18b w czasie, gdy nie pali się w piecu, można powiększyć otwory w sekcji rusztu pozostającej poza rurą

PL 198 756 B1 ogniową i dzięki temu usunąć z rusztu popiół. W rejonie przestrzeni powietrza 11 nie są potrzebne w ruszcie ogniowym żadne otwory.

Poniżej rusztu jest przestrzeń popiołu 19, którą może stanowić skrzynka, którą można wyjąć z pieca do opróżnienia. W płaszczu pieca mogą być drzwiczki lub podobny element, umożliwiający wyjmowanie skrzynki, ewentualnie może ona być wyjmowana korzystając z pokrywy 17. Wysokość przestrzeni popiołu wynosi korzystnie około 15 cm.

Dla napełniania przestrzeni na paliwo możliwe jest użycie na przykład pojemnika podobnego do konewki, który ma owalne dno i elastyczny wydłużony wylot o odpowiednich wymiarach. Pokrywa 17, która zamyka strefę spalania jest otwarta w czasie napełniania i granulki paliwa wsypuje się z bańki do przestrzeni na paliwo 12 przechylając pojemnik. Inną możliwością jest zastosowanie automatycznego napełniania przeprowadzanego w jednym lub kilku etapach, albo w sposób ciągły w czasie palenia.

Zapalanie pieca korzystnie dokonuje się poza rurą ogniową 13 przy pomocy elektrycznego elementu oporowego o mocy 300 do 500 W zainstalowanego w przestrzeni na paliwo 12, a czas działania tego elementu oporowego i moment startu zapalania są sterowane automatycznie. Praca rusztu i szybra pieca może być regulowana elementami automatycznymi takimi jak serwomotor sterowany mikroprocesorem. Sterowanie działaniem elementu oporowego, rusztu i szybra pieca można zorganizować, jako kolejne operacje, gdzie przed zapaleniem paliwa ruszt i szyber są ustawione w pozycji właściwej dla etapu spalania. Po zapaleniu szyber jest zabezpieczony przed zamknięciem na czas określony jako czas spalania. Jakkolwiek szyber jest zamykany tylko po tym, gdy system otrzyma informację na przykład z detektora gazów spalinowych, że stężenie gazów spalinowych zostało zredukowane do poziomu pozwalającego zamknąć szyber.

Poza tym piec może mieć urządzenie przeznaczone do oczyszczania gazów spalinowych, które można umieścić w odpowiednim miejscu na drodze wylotu gazów spalinowych. Zadaniem jednostki oczyszczającej jest usunięcie wszystkich niewielkich pozostałości, które mogą znajdować się w gazach spalinowych w chwili ich wylotu do otaczającego powietrza.

Wynalazek nie ogranicza się do powyższego opisu, ale może zmieniać się w zakresie opisanym przez zastrzeżenia patentowe, W pierwszym i drugim wariancie wynalazku możliwe są na przykład następujące zmiany: paliwem stałym mogą być odpadki, jeżeli ich zgazowanie jest odpowiednie dla procesu spalania. Rura wlotu powietrza i rura ogniowa mogą być połączone w jedną rurę. Część otwierająca i zamykająca zasobnik nie musi być pokrywą umieszczoną na wierzchu zasobnika i może być jakąś inną częścią. Zasobnik może być wyposażony w nogi, w jego spodzie mogą być otwory wlotu powietrza, przy czym ruszt i/albo rura wlotu powietrza nie są absolutnie niezbędne. Ogólnie można powiedzieć, że wynalazek może być modyfikowany odpowiednio do otoczenia, w którym będzie zastosowany. W trzecim wariancie wynalazku są na przykład możliwe następujące zmiany: kształt geometryczny, wymiary i wzajemne rozmieszczenie różnych części pieca mogą różnić się od powyżej przedstawionych. Jest możliwe, żeby piec miał kilka rur ogniowych, które mogą być połączone poprzez pośredniczące kanały powietrza. Pośredniczące kanały powietrza mogą posiadać stożkowe rury z zamkniętymi końcami, mogą być zainstalowane w położeniu pionowym, jak również posiadać łączące je rury.

Claims (20)

1. Palnik na paliwo stałe zawierający przestrzeń na paliwo stałe przeznaczoną do spalenia, ograniczoną przez podstawę, wierzch i co najmniej jedną ścianę boczną, przy czym wewnątrz tej przestrzeni znajduje się co najmniej jedna w zasadzie pionowa rura ogniowa posiadająca otwory w swojej ścianie i otwarta na obu końcach, znamienny tym, że co najmniej jedna boczna ściana tej przestrzeni posiada otwory (6, 15) wlotowe powietrza pomiędzy podstawą i wierzchem posiadającym pokrywę (4, 17), a rura ogniowa (3, 13) jest tak usytuowana że wystaje przez pokrywę (4, 17).

2. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że rura ogniowa (3, 13) jest rurą perforowaną usytuowaną zasadniczo w pionowym położeniu w przestrzeni na paliwo stałe, a pole powierzchni otworów (7, 16) w rurze ogniowej wynosi ponad 30%, korzystnie co najmniej 40% całego pola powierzchni ściany tej części rury, która pozostaje wewnątrz przestrzeni na paliwo stałe.

3. Palnik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera elementy destylujące palne gazy z paliwa stałego, spalane w rurze ogniowej (3, 13).

4. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że paliwo stałe ma postać granulek.

PL 198 756 B1

5. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że jest umieszczony w istniejącym piecu.

6. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że stanowi samodzielne urządzenie, umieszczone poza otaczającym go piecem.

7. Palnik według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że przestrzeń na paliwo stałe stanowi zasobnik (1).

8. Palnik według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, zawiera ponadto rurę wlotu powietrza (2) zainstalowaną w położeniu zasadniczo poziomym, przy czym rura wlotu powietrza (2) jest podłączona do dolnej części rury ogniowej (3) wewnątrz zasobnika (1).

9. Palnik według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że posiada ponadto ruszt (5), umieszczony w zasobniku (1), w ustalonej odległości od spodu zasobnika (1).

10. Palnik według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że posiada swobodny ciąg.

11. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że stanowi piec zawierający płaszcz magazynujący ciepło (8), otwór odprowadzający gazy spalinowe i strefę spalania (9) zawierającą przestrzeń na paliwo (12) stanowiącą przestrzeń na paliwo stałe.

12. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że rura ogniowa (13) jest rurą o kształcie ściętego stożka, zwężającego się w kierunku jej górnego końca i jest wyposażona w otwory (16).

13. Palnik według zastrz. 12, znamienny tym, że otwory (16) w rurze ogniowej (11) przechodzą przez ścianę rury ogniowej z zewnątrz do wewnątrz i w górę od dolnego poziomu.

14. Palnik według zastrz. 11 albo 12, znamienny tym, że rura ogniowa (13) jest wykonana z materiału ogniotrwałego, takiego jak ceramika lub stop żelaza.

15. Palnik według zasjiz. 11 albo 12 albo 13, znamienny tym, że pod strefą spalania (9) zawiera ponadto przestrzeń popiołu (19).

16. Palnik według zastrz. 15, znamienny tym, że pomiędzy przestrzenią popiołu (19) a strefą spalania (9) znajduje się regulowany ruszt (5).

17. Palnik według zastrz. 16, znamienny tym, że ruszt (5) jest rusztem regulowanym automatycznie.

18. Palnik według zastrz. 11 albo 12 albo 13 albo 16 albo 17, znamienny tym, że pomiędzy płaszczem magazynującym ciepło (8) a strefą spalania (9) znajduje się ponadto ściana dzieląca (14) posiadająca otwory (15) wlotowe powietrza.

19. Palnik według zastrz. 11 albo 12 albo 13 albo 16 albo 17, znamienny tym, że zawiera ponadto układ automatycznego zapalania.

20. Palnik według zastrz. 11 albo 12 albo 13 albo 16 albo 17, znamienny tym, że zawiera ponadto elementy automatycznie otwierające i zamykające otwór wylotowy gazów spalinowych z pieca.