Quemador de biomasa de llama horizontal.

Quemador de biomasa de llama horizontal por cuya parte superior se ubica el alimentador (2) de biomasa y en su extremo se ubica el tubo de combustión (3) que comprende un equipo mezclador (12) con un eje (14) acoplado en su base a un motor (16) del eje (14),

y al que se sueldan unas aletas helicoidales (13) con forma de tornillo de Arquímedes ubicadas a la salida del alimentador (2) y varillas rectas (15), así como un dispositivo rascador (5) que comprende a su vez un vástago (7) parcialmente fileteado y un actuador lineal que comprende un disco (8) acoplado a un motor (11) del actuador lineal, estando el disco (8) enroscado en la parte fileteada del vástago (7).

Quemador de biomasa de llama horizontal

Sector de la técnica.

El objeto de la presente invención consiste en un quemador de biomasa de llama horizontal que comprende un sistema de limpieza de la cámara de combustión del quemador basado en un anillo rascador y un dispositivo de mezclado a través de todo el tubo de combustión. Esta invención se encuadra dentro del sector de la técnica de aparatos de combustión que utilizan combustibles sólidos y la retirada de sus residuos de combustión.

Estado de la técnica.

Uno de los principales problemas existentes de los actuales quemadores de biomasa es la necesidad de realizar una limpieza periódica del interior del quemador debido a que se va depositando y generando una solidificación de las cenizas en la parte baja del quemador. Cada cierto tiempo de funcionamiento es necesario sacar las cenizas del quemador y realizar una limpieza del tubo de combustión. Este proceso es costoso e incomodo en el tiempo. Igualmente, también se produce una solidificación de la ceniza y los ventiladores de combustión no disponen de capacidad suficiente para extraer la ceniza solidificada.

Es conocido en el estado del arte quemadores de biomasa que plantean soluciones para eliminar las cenizas que produce la combustión. Un ejemplo es el documento español ES 1 077 640 relativo a un quemador de biomasa adaptable a calderas domésticas y hornos. La combustión de biomasa puede producir mayores residuos, cenizas, que otros combustibles líquidos o gaseosos. Este documento propone una solución para la limpieza de cenizas usando un autómata programable que apaga el quemador y posteriormente lo sopla para la limpieza de cenizas. Otra de las solución la propone el documento español ES 1 077 344 relativo a un dispositivo de extracción de parrilla de quemado por la parte trasera para quemadores de biomasa. El objeto de esta invención es disminuir el tiempo y la complejidad del proceso de limpieza de cenizas. Para ello, realiza un acceso al quemador para extraer la parrilla del quemador. De esta manera se evita el desmontaje del quemador. Por otro lado, una mejora en el proceso de combustión no solo mejora el rendimiento de una caldera sino que mejora el funcionamiento de la mismas así como su quemador disminuyendo los residuos que se producen tras el proceso de combustión. La patente

española con número de publicación 2 259 591 relativo a un homo de alto rendimiento térmico alimentado con virutas o pastillas de madera comprimida expone que la "combustión de material leñoso conduce de forma inevitable a la producción de cenizas residuales que a menudo se depositan en el suelo del homo y algunas veces en los mismos productos durante el proceso de cocción." Otra solución planteada para mejorar el rendimiento de la biomasa y limitar la producción de residuos se expone en la patente española ES 2.015.741. En este documento, la eliminación de desechos por la combustión de desperdicios sólidos se realiza aumentando la combustión total de los desperdicios manteniendo más tiempo las partículas en la zona de combustión. Este documento señala a las cenizas procedentes de la combustión como uno de los elementos importantes y por ello desvía dichas cenizas. Finalmente, la patente española ES 2 213 327 también recoge el problema de las cenizas y se refiere a un aparato y procedimiento para ayudar a completar la combustión o poscombustión de una materia incombusta que aún se encuentra en la ceniza pesada procedente de la combustión de combustible sólido. Para ello, incluye unas aberturas de aíre a contracorriente contra el flujo de ceniza.

La presente invención consiste en un quemador de biomasa de llama horizontal para combustible conocido como "pellet". El "pellet" es un combustible sólido consistente en material de biomasa compactado solamente por medios mecánicos, es decir por presión y sin utilizar medios químicos. Este quemador comprende un dispositivo de mezclado a través de todo el tubo de combustión para mejorar la combustión del "pellet" así como un sistema de limpieza de la cámara de combustión del quemador basado en un anillo rascador que mejora la maniobrabilidad del proceso de limpieza así como facilita su extracción en relación al estado del arte conocido.

Con la solución de esta invención se mejorar el proceso de combustión en quemadores de biomasa horizontales utilizando un dispositivo de mezclado de aire con el material combustible para maximizar el proceso de combustión y minimizar la generación de cenizas así como un dispositivo de limpieza o rascador que permite una limpieza mecánica del interior del quemador para extraer las cenizas con la ayuda de una tajadera ubicada en la parte inferior del quemador. Estos elementos minimizan los efectos perniciosos del contenido en silicio del "pellet" el cual se deposita en la entrada de aire impidiendo el flujo de comburentes y conlleva una mala combustión.

Explicación de la invención.

La presente invención resuelve los problemas anteriores utilizando un sistema de limpieza basado en un dispositivo de mezclado que se ubica a través de todo el tubo de combustión facilitando una mayor combustión de los pellet así como un dispositivo rascador que facilita la limpieza de las cenizas producidas durante la combustión. La presente invención cosiste en un quemador de llama horizontal para biomasa el cual comprende al menos los siguientes elementos:

Una entrada superior por el que se alimenta al quemador de combustible sólido tipo "pellet".

Una entrada lateral de aire o comburente adecuado.

Dispositivo de arranque de llama.

Un hogar para la llama producida en el quemador.

Un controlador electrónico que permite hacer un seguimiento y controlar el funcionamiento del quemador así como el proceso de quemado. Junto a este controlador, se incluyen sensores de llama, controlador de temperatura del quemador etc.

Junto a los elementos anteriores conocidos en el estado del arte, este quemador incluye como elementos propios:

Un dispositivo de mezclado a través de todo el tubo de combustión para optimizar la combustión del quemador así como evitar la solidificación de cenizas en el tubo de combustión. Este dispositivo consiste en un eje que dispone de unas aletas helicoidales que facilitan la entrada y reparto de pellets en la cámara de combustión. El propio eje tiene una longitud tal que cruza todo el tubo de combustión. Dicho eje de material refractario dispone de unas varillas rectas las cuales al girar el motor para introducir la biomasa, mueve toda la brasa existente a lo largo de todo el tubo de combustión logrando generar una turbulencia en los gases de combustión mejorando el mezclado del mismo con el aire de combustión. Al mismo tiempo, dichos salientes evitan que se produzcan solidificaciones a lo largo del tubo de combustión, siendo por ello una combustión mas uniforme a lo largo del tubo de combustión y alargando las tareas de limpieza del mismo.

Un dispositivo rascador consistente en un vástago parcialmente roscado al que se enrosca un disco de un actuador linear. Un extremo del vástago sale por una

apertura del quemador y a través de un pomo o maneta soldado al vástago se puede manejar y mover manualmente el dispositivo rascador. El otro extremo del vástago está soldado excéntricamente a un aro rascador hueco. Este anillo rascador posibilita la limpieza por la parte delantera en equipos preparados para poder depositar las cenizas en el interior del mismo así como realizar una limpieza por la parte posterior inferior para dirigirlas a un cajón cenicero externo, realizando el arrastre de cenizas igualmente con el anillo rascador.

Una tajadera ubicada en la parte inferior del quemador cuyo propósito es facilitar la extracción de la ceniza depositada en la parte inferior del quemador durante el proceso de combustión. De este modo, la tajadera realiza la función de una puerta inferior del quemador y con la ayuda del rascador se realiza la retirada de las cenizas por la parte trasera o delantera del quemador.

Otra opción es realizar la limpieza por la parte delantera de la boca del quemador, posicionando el dispositivo rascador en la posición trasera del quemador. En este caso el vaciado y limpieza del quemador se realiza por la parte delantera con lo que la mitad inferior no se abre. Al mover el aro rascador se expulsa la ceniza por la parte delantera. El aro rascador tiene una espesor en tomo a 5 milímetros pues con este espesor se consiguen los mejores resultados técnicos.

Con la solución técnica, se mueve el pellet por toda la cámara de combustión. Es decir, no se desplaza el pellet a la parte delantera de la boca sino que el desplazamiento del mismo es homogéneo evitando...

1. Quemador de biomasa de llama horizontal por cuya parte superior se ubica el alimentador (2) de biomasa y en su extremo se ubica el tubo de combustión (3) caracterizado por comprender:

un equipo mezclador (12) que comprende un eje (14) acoplado en su base a un motor (16) del eje (14), y al que se sueldan unas aletas helicoidales (13) con forma de tomillo de Arquímedes ubicadas a la salida del alimentador (2) y varillas rectas (15),

un dispositivo rascador (5) que comprende

i. un vástago (7) parcialmente fileteado en donde uno de los extremos del vástago (7) está soldado a un pomo (6) que sobresale por una abertura (4) de la carcasa del quemador (1) y el otro extremo del vástago (7), el cual no está fileteado, está soldado de manera excéntrica en un saliente (10) interno de un aro rascador (9),

ii. un actuador lineal que comprende un disco (8) acoplado a un motor (11) del actuador lineal del actuador lineal, estando el disco (8) enroscado en la parte fileteada del vástago (7).

2. Quemador de biomasa de llama horizontal según reivindicación 1 caracterizado porque los elementos que componen el equipo mezclador (12) están fabricados en material refractario y el eje (14) tienen una longitud entre 0,5 y 4 metros.

3. Quemador de biomasa de llama horizontal según reivindicación 1 caracterizado porque el aro rascador (9) hueco es de sección perímetro sensiblemente circular.

4. Quemador de biomasa de llama horizontal según reivindicación 3 caracterizado porque el aro rascador (9) tiene una espesor entre 4 y 6 milímetros

5. Quemador de biomasa de llama horizontal según reivindicación 3 caracterizado porque la longitud del fileteado del vástago (7) es sensiblemente igual a la longitud del tubo de combustión o boca de la llama (3).

6. Quemador de biomasa de llama horizontal según reivindicación 5 caracterizado porque el quemador (1) comprende una tajadera (17) ubicada en la parte inferior trasera del quemador (1) la cual comprende un pomo (18) que sobresale a través de una apertura practicada en la carcasa del quemador (1), una pared de cierre (20) del

tubo de combustión (3) y una placa inferior (19) cubridora del hueco (21) de la

parte inferior de la carcasa del quemador (1).

7. Quemador de biomasa de llama horizontal según reivindicación 5 caracterizado porque el dispositivo rascador (5) se posiciona en la parte trasera del quemador (1).