PL231527B1 - Podgrzewacz powietrza do paleniska oraz sposób przepływu i podgrzewania powietrza w palenisku - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest podgrzewacz powietrza do paleniska oraz sposób przepływu i podgrzewania powietrza w palenisku. Wynalazek znajduje zastosowanie w urządzeniach grzewczych z paleniskami: domowych, gospodarczych i przemysłowych, korzystnie z paleniskami na paliwa stałe, takich jak: piece, kotły, kominki, pieco-kominki.

W aktualnym stanie techniki rozwiązania w których stosuje się różne metody podgrzewania powietrza do spalania oraz wymuszania turbulencji;

- Nr 6886

- Nr 24875

- Nr 32406

- Nr 39492

- CA1119496 (A)

- US4360000 (A)

- US4545360 (A)

- US4117824 (A)

- US4192285

- US4515147(A)

- US5263471

- US4343288 (A)

- EP1326053 (B1)

- WO2013126021 (A1) przepływ powietrza kolektorem z popielnika nad warstwę palną paliwa.

podgrzewane jest powietrze wtórne i częściowo pierwotne przy czym podgrzewanie następuje poza komorą spalania. podgrzewane jest powietrze z popielnika do komory spalania przy czym podgrzewanie następuje w kanałach obudowy poza komorą spalania.

podgrzewane jest powietrze wtórne poprzez płytę z tyłu paleniska.

podgrzewane jest powietrze wtórne wprowadzone z zewnątrz kolektorem do komory spalania gdzie elementem grzejnym jest kolektor.

podgrzewane jest powietrze pierwotne i wtórne przy czym powietrze pierwotne podgrzewane jest powierzchnią kolektora a powietrze wtórne ogrzewa się w rurach rusztowych. podgrzewane jest powietrze pierwotne i wtórne przy czym ogrzewanie następuje w rurach rusztowych - naprzemiennie wydzielonych.

podgrzewane jest powietrze pierwotne i wtórne przy czym powietrze pierwotne kolektorem przytwierdzonym na zewnątrz tylnej ściany pieca a powietrze wtórne dwoma rurami wewnątrz komory spalania.

podgrzewane jest powietrze przy czym podgrzewacz jest wbudowany w drzwiczki paleniska.

podgrzewane jest powietrze pierwotne przy czym podgrzew następuje w rurach rusztowych.

podgrzewane jest powietrze pierwotne i wtórne przy czym podgrzew następuje w kanałach i kolektorach. podgrzewane jest powietrze wtórne przy czym powietrze podgrzewa się w kolektorze wewnątrz komory spalania. podgrzewane jest powietrze w komorze spalania przy czym powietrze ogrzewa się od metalowej przegrody. podgrzewane jest powietrze w kanale przed komorą spalania.

Ze względu na wielkość zapotrzebowania na ciepło, bardzo istotnym staje się konieczność dążenia do osiągania jak najwyższej sprawności procesu spalania. Spalanie z niską sprawnością to: strata paliwa, zanieczyszczenie środowiska pyłami i niedopalonymi substancjami smolistymi oraz uwalnianie do atmosfery tlenku węgla i innych niespalonych gazów a zatem degradacja środowiska naturalnego.

W procesie spalania wpływ na sprawność mają trzy podstawowe czynniki: temperatura, turbulencja i czas to znaczy: odpowiednio wysoka temperatura jako niezbędny element reakcji spalania, turbulencja dla zapewnienia dobrego wymieszania składników reakcji spalania oraz czas w którym reakcja zdąży się dokonać w całości. Temperaturę w palenisku można podnieść między innymi zwiększając temperaturę powietrza doprowadzanego do spalania w palenisku oraz zwiększając izolację podłoża paleniska. Turbulencja składników spalania czyli powietrza i gazów palnych jest również ważnym i pożądanym czynnikiem procesu spalania więc czynione są różne sposoby żeby skutecznie ją osiągnąć. Jednym ze sposobów uzyskiwania efektu turbulencji w palenisku jest odpowiednie kształtowanie strumieni powietrza wprowadzanego w palenisko do spalania.

PL 231 527 B1

Celem wynalazku jest zwiększanie sprawności spalania w urządzeniach z paleniskami, zwłaszcza z paleniskami na paliwa stałe, poprzez:

- podnoszenie temperatury procesu spalania - przy czym efekt ten uzyskuje się poprzez podgrzewanie powietrza wpływającego do paleniska oraz dodatkową izolację warstwą popiołu zalegającą na podłożu.

- zwiększanie turbulencji w przepływie powietrza.

Postawione zadanie zostało rozwiązane według wynalazku w podgrzewaczu powietrza który stanowi zestaw równoległych płyt metalowych, korzystnie pofałdowanych i/lub perforowanych, osadzonych rozdzielnie na prętach metalowych, rozdzielonych wkładkami dystansowymi i obudowanych metalową obudową. Przestrzenie między płytowe stanowią wąskie kanały korzystnie pofałdowane. Obudowa podgrzewacza po stronie wylotu powietrza jest otwarta korzystnie o zwiększonej powierzchni.

Natomiast w sposobie przepływu i podgrzewania powietrza zasilającego palenisko, strumień zimnego powietrza kierowany jest z przestrzeni dookoła paleniskowej do paleniska przez określony wyżej podgrzewacz powietrza w którym jest podgrzewany. Przepływające powietrze ogrzewa się konwekcyjnie od płyt metalowych podgrzewacza powietrza w przepływie turbulentnym w wąskich kanałach, korzystnie fałdowanych. Płyty podgrzewacza powietrza ogrzewane są energią termiczną paleniska drogą promieniowania przy czym ogrzewanie występuje od strony wylotu powietrza.

Zastosowanie wynalazku pozwoli:

- zwiększyć sprawność urządzeń z paleniskami.

- zmniejszyć zużycie paliw.

- ograniczyć emisje szkodliwych produktów spalania.

- zwiększyć konkurencyjność urządzeń ze względu na sprawność i emisyjność.

- zmniejszyć koszty eksploatacji urządzeń z paleniskami.

- zmniejszyć uciążliwość obsługi urządzeń z paleniskami.

- osiągać stosunkowo dużą powierzchnię wymiany ciepła, korzystnie wymiarowo.

- utrzymywać na podłożu paleniska izolacyjnej warstwy popiołu, korzystnej dla temperatury i sprawności procesu spalania.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania uwidoczniono na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia widok perspektywiczny podgrzewacza powietrza w wykonaniu do przepływu powietrza od dołu czyli na przykład przez ruszt z popielnika, fig. 2 przedstawia przykładowy widok wykorzystania podgrzewacza powietrza przy czym jeden podgrzewacz powietrza kieruje i podgrzewa powietrze płynące z popielnika przez ruszt do paleniska a drugi podgrzewacz powietrza kieruje i podgrzewa powietrze płynące zza ściany paleniska do paleniska.

Podgrzewacz powietrza 1 składa się z: zestawu równoległych płyt metalowych 3, osadzonych rozdzielnie na prętach metalowych 4, rozdzielonych wkładkami dystansowymi a całość obudowana metalową obudową 5. Płyty metalowe 3 korzystnie fałdowane i/lub perforowane przekładane są na prętach metalowych 4 wkładkami dystansowymi których grubość determinuje szerokość kanałów 2. Metalowa obudowa 5 posiada wlot powietrza oraz wylot powietrza przy czym korzystnie wylot posiada zwiększoną powierzchnię gdyż wielkość tej powierzchni determinuje ilość energii termicznej jaka dostaje się do podgrzewacza 1. Podgrzewacz powietrza 1 jest tak umieszczony w palenisku 7, że jego otwór wylotowy powietrza skierowany jest ku środkowi paleniska 7 i korzystnie jest odsłonięty.

Natomiast w sposobie przepływu i podgrzewu powietrza zasilającego palenisko zwłaszcza palenisko na paliwo stałe strumień powietrza wpływa do podgrzewacza powietrza 1 w którym się ogrzewa przepływając wąskimi kanałami 2. Miejscem poboru powietrza może być popielnik 6 lub inna przestrzeń w obrębie paleniska z której można doprowadzić powietrze do podgrzewacza powietrza 1. Płynące przez podgrzewacz 1 powietrze poddane jest turbulencjom z tego względu, że dzielone jest na wąskie strugi, zmienia kierunki przepływu oraz, że kanały 2 korzystnie mogą być fałdowane. Turbulencja to bardzo istotny czynnik zwiększający intensywność wymiany ciepła. Podgrzane w podgrzewaczu 1 powietrze wpływa do paleniska 7. Palenisko 7 emituje energię termiczną która drogą promieniowania ogrzewa płyty 3 podgrzewacza powietrza 1.

Claims (6)

Zastrzeżenia patentowe

1. Podgrzewacz powietrza do paleniska, korzystnie na paliwo stałe, znamienny tym, że stanowi zestaw równoległych płyt (3), korzystnie pofałdowanych i/lub perforowanych, osadzonych rozdzielnie na prętach metalowych (4), rozdzielonych wkładkami dystansowymi i obudowanych metalową obudową (5).

2. Podgrzewacz powietrza według zastrz. 1, znamienny tym, że przestrzenie między płytowe stanowią wąskie kanały (2) korzystnie pofałdowane.

3. Podgrzewacz powietrza według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że obudowa podgrzewacza (5) po stronie wylotu powietrza jest otwarta korzystnie o zwiększonej powierzchni.

4. Sposób przepływu i podgrzewania powietrza w palenisku z zastosowaniem podgrzewacza powietrza określonego w zastrzeżeniach od 1 do 3, znamienny tym, że strumień zimnego powietrza kierowany jest z przestrzeni dookoła paleniskowej do paleniska przez podgrzewacz powietrza (1) w którym jest podgrzewane.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że przepływające powietrze ogrzewa się konwekcyjnie od płyt metalowych (3) podgrzewacza powietrza (1) w przepływie turbulentnym w wąskich kanałach (2), korzystnie fałdowanych.

6. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że płyty podgrzewacza powietrza (1) ogrzewane są energią termiczną paleniska (7) drogą promieniowania przy czym ogrzewanie występuje od strony wylotu powietrza.