Quemador de biomasa y procedimiento de utilización.

Quemador de biomasa que comprende una cámara de combustión (1) con una parrilla de combustión

(2), una entrada de combustible cercana al borde trasero, una tapa frontal (3), móvil entre una posición de reposo adjunta a la parrilla de combustión (2) y una posición distante de ésta. El quemador comprende además un rastrillo (4), provisto de orificios (42) pasantes, móvil entre una posición de reposo donde se sitúa en el borde trasero de la cámara de combustión (1) y una posición intermedia (40-50% generalmente) de la parrilla de combustión (2). La tapa frontal (3) y el rastrillo (4) se mueven al mismo tiempo, preferiblemente en la misma dirección, la misma distancia y con los mismos medios.

El procedimiento de utilización del quemador de biomasa comprende la repetición sucesiva de las etapas de combustión parcial, desplazamiento del rastrillo y la tapa frontal y su retorno y realimentación en combustible.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201430910.

Solicitante: METALURGICA MANLLEUENSE, S.A.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MOLIST PUJOLS,LLUIS, COSTA RAMISA,Jaume.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > APARATOS DE COMBUSTION; PROCESOS DE COMBUSTION > HORNOS CREMATORIOS; COMBUSTION DE DESECHOS O DE COMBUSTIBLES... > Métodos o aparatos, p. ej. incineradores, especialmente... > F23G7/10 (de detritus de campo o jardín)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > APARATOS DE COMBUSTION; PROCESOS DE COMBUSTION > HORNOS CREMATORIOS; COMBUSTION DE DESECHOS O DE COMBUSTIBLES... > Métodos o aparatos, p. ej. incineradores, especialmente... > F23G5/44 (Partes constitutivas; Accesorios)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > APARATOS DE COMBUSTION; PROCESOS DE COMBUSTION > PARRILLAS (entradas de aire de fluidificación para... > Parrillas deslizantes > F23H11/24 (Retirada de cenizas; Retirada de escorias)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > APARATOS DE COMBUSTION; PROCESOS DE COMBUSTION > PARRILLAS (entradas de aire de fluidificación para... > Parrillas deslizantes > F23H11/22 (Movimiento del combustible a lo largo de la parrilla; Limpieza de la parrilla)
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Quemador de biomasa y procedimiento de utilización.

Fragmento de la descripción:

Quemador de biomasa y procedimiento de utilización Sector de la técnica.

La presente invención se refiere a un quemador de biomasa: pellets, leña, residuos de aceituna u otra materia similar, con mejor capacidad de aprovechamiento de la biomasa. También se refiere a su procedimiento de utilización.

Es de aplicación en el campo de las energías renovables y de la generación de calor o humos para calefacción y otros usos.

Estado de la técnica conocido.

Los quemadores de biomasa conocidos presentan inconvenientes relacionados con los inquemados (restos de material combustible sin quemar) y con las cenizas arrastradas por el flujo de aire de combustión. Por ejemplo, cuando el combustible se encuentra en un estado de combustión avanzado, la pérdida de peso o densidad de las partículas lo hace susceptible de ser arrastrado por el flujo de humos.

Esta situación produce un doble perjuicio. Por un lado un mayor ensuciamiento del interior del horno y del intercambiador de calor, y por otro lado un desaprovechamiento del potencial calorífico de ese material solo parcialmente quemado.

Esto es así debido a la dificultad que tienen los quemadores para conseguir aproximarse a la combustión del 100% del material. La causa principal es un diseño ineficaz, que permite la dispersión de inquemados desde el quemador hacia la parte inferior de la cámara de combustión y hacia el intercambiador de calor. En el primer caso por gravedad hacia el fondo de la cámara de combustión, donde no recibe aire y oxígeno suficiente y pueden generar monóxido de carbono. En el segundo por suspensión en el flujo de aire de humos.

Los quemadores de biomasa conocidos están diseñados principalmente sin tapa frontal, o con una tapa fija y de baja altura. Esta tapa tiene el objetivo de retener el combustible sólido hasta el final de la combustión, evitando que sea arrastrado con el flujo de humos en forma de inquemados y cenizas.

En los quemadores sin tapa frontal el arrastre de inquemados y de cenizas es notable e indeseable. Aquellos que incorporan una tapa fija, acaban siendo ineficaces ya que no son capaces de retener el combustible hasta su combustión total, y éste acaba siendo parcialmente arrastrado por el flujo de humos.

En general, los quemadores conocidos incorporan sistemas de barrido de cenizas hacia el exterior del quemador de forma que lo mantienen limpio. El problema es que esas cenizas suelen tener una parte de inquemados que es expulsada de la cámara de combustión y que en ocasiones puede ser considerable.

El solicitante no conoce ninguna solución eficaz a este problema.

Breve explicación de la invención.

La invención consiste en un quemador de biomasa y su procedimiento de utilización, según se define en las reivindicaciones.

El quemador de biomasa de la invención adopta una solución que consigue retener el combustible para su aprovechamiento casi total, evita el arrastre de cenizas e inquemados, y consigue mantener un nivel de limpieza constante en la parrilla de combustión permitiendo así un flujo de aire de combustión constante a través de ésta.

Este quemador de biomasa podrá aceptar pellets, huesos de aceitunas, astillas, semillas, cáscaras de frutos secos, cortezas y otros sólidos combustibles de biomasa según la parrilla de combustión instalada. Se reseña que en el estado de la técnica existen parrillas de combustión flexibles capaces de aceptar todos estos combustibles.

El quemador de biomasa de la invención comprende una cámara de combustión definida por una parrilla de combustión, dos bordes laterales, un borde trasero, una tapa frontal y una entrada de combustible cercana al borde trasero. La entrada de aire de combustión se realizará normalmente a través de la parrilla de combustión. La tapa frontal es móvil entre una posición de reposo adjunta a la parrilla de combustión y una posición distante de ésta.

En paralelo, el quemador de biomasa comprende un rastrillo, de anchura similar a la parrilla de combustión y provisto de orificios pasantes. Este rastrillo también es móvil, en este caso entre una posición de reposo donde se sitúa en el borde trasero de la cámara de combustión, y una posición intermedia de la parrilla de combustión, por ejemplo entre el 40 y el 60% de la longitud de ésta, y preferentemente entre el 40 y el 50%.

La tapa frontal y el rastrillo se moverán coordinadamente, es decir a la vez, y preferentemente en la misma dirección y la misma distancia.

Los medios de empuje de ambos elementos pueden ser sendos cilindros neumáticos o hidráulicos conectados cada uno a dos barras de empuje a través de un travesaño. Las barras de empuje se fijarán por su parte al elemento a mover. Igualmente, el rastrillo y la tapa frontal podrán compartir los mismos medios de empuje.

Preferentemente, el rastrillo estará formado por una placa metálica con una pluralidad de orificios pasantes, ya sea internos a la placa pero próximos al canto inferior o directamente tangentes a éste.

La invención también se refiere a un procedimiento de utilización del quemador de biomasa definido en la invención, que separa el combustible en dos zonas, una zona de combustión principal y una zona de combustión secundaria. La zona de combustión principal es donde entra el nuevo combustible y está situada junto al borde trasero de la cámara de combustión, que es donde está colocada la entrada de combustible. Por su parte la zona de combustión secundaria corresponderá a donde se produce la combustión de los inquemados y combustión final de la biomasa, para lo cual se sitúa vecina a la tapa frontal.

Para ello, el procedimiento puede comprender la repetición sucesiva de las etapas de:

i. Realizar la combustión parcial de un nuevo combustible en la cámara de combustión

¡i. Desplazar el rastrillo desde la posición de reposo hasta la posición intermedia de la

parrilla de combustión y distanciar la tapa frontal de la parrilla de combustión Ni. Retornar el rastrillo la tapa frontal a sus respectivas posiciones de reposo, iv. Aportar una nueva carga de combustible.

Estas etapas se podrán completar con una etapa de incremento de la ventilación, que se situará en algún momento entre el desplazamiento del rastrillo y la tapa frontal desde las posiciones de reposo y el aporte del nuevo combustible.

Descripción de los dibujos.

Para una mejor comprensión de la invención, se incluyen las siguientes figuras:

Figura 1: es una vista general de una realización de la invención.

Figura 2: es una vista frontal de un ejemplo de rastrillo según una realización de la invención.

Figura 3: Es una vista lateral del conjunto de rastrillo, tapa frontal, parrilla de combustión y barras de empuje según una realización, en posición de reposo y de trabajo.

Figura 4: es un ejemplo esquemático del funcionamiento del rastrillo y la tapa frontal según la invención.

Modos de realización de la invención.

A continuación se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.

El quemador de biomasa de la invención representado en las figuras 1 y 3 comprende una cámara de combustión (1) con una parrilla de combustión (2), bordes laterales, una tapa frontal (3) y un borde trasero donde se sitúa en reposo un rastrillo (4). La entrada de aire se realiza principalmente desde un ventilador (no representado) a través de una conducción (5) y la parrilla de combustión (2). El nuevo combustible (11) se introduce por la parte trasera de la cámara de combustión (1), por una entrada de combustible (9) formada normalmente por un tornillo sin fin conectado a un...

 


Reivindicaciones:

1- Quemador de biomasa caracterizado por que comprende una cámara de combustión (1) definida por una parrilla de combustión (2), dos bordes laterales, un borde trasero, una entrada de combustible (9) cercana al borde trasero, una tapa frontal (3), móvil entre una posición de reposo adjunta a la parrilla de combustión (2) y una posición distante de ésta, y que comprende además un rastrillo (4), de anchura similar a la parrilla de combustión (2), móvil entre una posición de reposo donde se sitúa en el borde trasero y una posición intermedia de la parrilla de combustión (2), y por que la tapa frontal (3) y el rastrillo (4) se mueven al mismo tiempo.

2- Quemador, según la reivindicación anterior, en la que el rastrillo (4) y la tapa frontal (3) son móviles en la misma dirección.

3- Quemador, según la reivindicación 2, en la que el rastrillo (4) y la tapa frontal (3) son móviles la misma distancia.

4- Quemador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el rastrillo (4) está conectado a dos barras (7) de empuje fijadas a un travesaño (8) unido a un cilindro (6) neumático o hidráulico.

5- Quemador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la tapa frontal (3) está conectada a dos barras (7) de empuje fijadas a un travesaño (8) unido a un cilindro (6) neumático o hidráulico.

6- Quemador, según las reivindicaciones 4 y 5, donde el rastrillo (4) y la tapa frontal (3) están conectados a las mismas dos barras (7), travesaño y cilindro neumático (6).

7- Quemador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, cuyo rastrillo está formado por una placa (41) con una pluralidad de orificios (42).

8- Quemador, según la reivindicación 7, donde los orificios (42) se sitúan tangentes al canto inferior de la placa (41).

9- Quemador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el rastrillo (4) realiza un recorrido de entre el 40 y el 60% de la longitud de la parrilla de combustión (2).

10- Procedimiento de utilización del quemador de biomasa de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que comprende definir una zona de combustión principal, de entrada del nuevo combustible (11), situada junto al borde trasero de la cámara de combustión, y una zona de combustión secundaria situada vecina a la tapa frontal (3), para combustión final de la biomasa.

11- Procedimiento según la reivindicación 10, donde la definición de ambas zonas se realiza por la repetición sucesiva de las etapas de:

i. Realizar la combustión parcial de un combustible en la cámara de combustión

ii. Desplazar el rastrillo (4) desde la posición de reposo hasta la posición intermedia de la parrilla de combustión (2) y distanciar la tapa frontal (3) de la parrilla de combustión (2)

iii. Retornar el rastrillo (4) y la tapa frontal (3) a sus respectivas posiciones de reposo.

iv. Aportar una nueva carga de combustible.

12- Procedimiento, según la reivindicación 11, que incorpora una etapa de incremento de ventilación entre las etapas de desplazamiento del rastrillo (4) y la tapa frontal (3) y aporte de nuevo combustible.