Układ recyrkulacji spalin dla kotłów grzewczych małej mocy na paliwa stałe

ZESPÓŁ AUTORSKI:

Politechnika Poznańska

• Bartosz Ciupek,
• Radosław Jankowski

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Przedmiotem wynalazku jest układ recyrkulacji spalin dla kotłów grzewczych małej mocy na paliwa stałe wykorzystujący regulacyjno-pomiarowy zawór trójdrożny do celu redukcji ilości emitowanych przez kotły substancji szkodliwych: głównie tlenku węgla (CO), lotnych związków organicznych (LZO), tlenków azotu (NOx) oraz sadzy. Korzystnym efektem zastosowania układu według zastrzeżenia jest podniesie sprawności procesu spalania kotła grzewczego małej mocy. Postawionym do realizacji zadaniem technicznym jest rozwiązanie problemu związanego z emisją związków szkodliwych takich jak tlenki azotu, tlenek węgla czy lotne związki organiczne oraz sadza w kotłach grzewczych małej mocy. Głównym celem realizację zadania jest ograniczenie emisji niniejszych związków w szczególności emisji tlenków azotu w wymienionych urządzeniach przy jednoczesnej poprawie efektywności energetycznej kotłów, co przekłada się na zmniejszenie negatywnego oddziaływania kotłów małej mocy na środowisko i człowieka.

ISTOTA WYNALAZKU

Istotą wynalazku jest układ zawracania (recyrkulacji) spalin do komory spalania kotłów małej mocy na paliwa stałe w obszar powyżej spalanego paliwa. Układ składa się z innowacyjnego zaworu dystrybucji spalin (4) z zabudowanym czujnikiem do pomiaru temperatury spalin i zawartości tlenu (19). Zadaniem zaworu jest kontrola ilości recyrkulujących spalin pobieranych z czopucha (2) doprowadzanych kanałem nawrotnym spalin (5) poprzez wentylator (6) oraz kanał spalinowy (7) wprowadzający zawracane spaliny do komory spalania (8). Innowacyjny zawór regulacyjny (4) wyposażony jest w czujnik do pomiaru temperatury spalin i zawartości tlenu (19), dzięki któremu możliwa jest organizacja redystrybucji zawracanych spalinach. Regulacja stopnia recyrkulacji spalin dokonuje się przez silnik elektryczny (13) połączony z wałem napędowym z przekładnią (14) przechodzący przez szczelną tuleję (15) łączący się z przekładnią różnicową (16). Poprzez zmienne odchylenie kątowe, reguluje otwarcie kanałów spalinowych przy wykorzystaniu dystrybutora spalin (17) w konsekwencji część spalin kierowana jest do komory spalania (8) a część do przewodu kominowego (3). Zawór regulacyjny umożliwia kierowanie spalin do procesu spalania czyli do komory kotła lub do kanału wyprowadzenie spalin w zakresie od 0% do 200%, korzystnie w zakresie od 0% do 100% przepływającego świeżego strumienia masy powstających w komorze spalania spalin. Całkowity strumień spalin recyrkulujących może wynosić od 0% do 100% świeżego strumienia masy spalin, przy czym korzystne jest aby spaliny recyrkulujące stanowiły od 0% do 70%. Taki sposób regulacji, umożliwia optymalną pracę układu nie prowadząc do powstawania problemów z procesem spalania, przez zbyt małą ilość tlenu doprowadzanego do procesu spalania.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Układ recyrkulacji spalin dla kotłów grzewczych posiada potencjał komercyjny i wdrożeniowy w zakładach i firmach produkujących kotły grzewcze, piece na paliwa stałe oraz firmy zajmujące się produkcją palników na paliwa stałe. Zainteresowane rozwiązaniem mogą być również zakłady i przedsiębiorstwa zajmujące się modernizacją i modyfikacją kotłów i piecy grzewczych. Konstrukcja układu oparta jest na materiałach, podzespołach i technologiach powszechnie stosowanych w produkcji i modernizacji kotłów,piecy czy palników stąd wdrożenie do produkcji nowego rozwiązania w postaci omawianego układu nie przyczyni się do konieczności drogiej i czasochłonnej modyfikacji parku maszynowego czy wykorzystywanych technologii produkcyjnych, a głównie przyczyni się do wzbogacenia aktualnej oferty firmy czy przedsiębiorstwa. Montaż i użytkowanie układu jest uproszczone, co pozwala traktować je jako system uzupełniający układ grzewczy kotła, a to pozwala zastosować rozwiązanie w kotłach i piecach nowo produkowanych ale i urządzeniach już wdrożonych do produkcji w prosty i nieinwazyjny sposób je modyfikując.