Sistema para la alimentación uniforme de combustible sólido y para la limpieza de las cenizas del quemador en calderas de combustibles sólidos.

Sistema para la alimentación uniforme de combustible sólido y limpieza del quemador en calderas de combustibles sólidos.

El dispositivo de alimentación (2) dispone un eje (22) con dos hélices (21a), (21b) cuyas espiras giran en sentidos opuestos al girar el eje (22) en un sentido accionado por motor (M). El combustible sólido (3) aflora de manera uniforme y centrada en el quemador (1) por la acción de ambas hélices (21a), (21b).

Se dispone un anillo (5) ocupando todo el perímetro del quemador (1) y un mecanismo de leva (4) dispuesto en el extremo libre de dicho eje (22). El anillo (5) dispone bajo el quemador (1) una pluralidad de dientes (52) actuados unidireccionalmente por el mecanismo de leva (4) y sobre el quemador (1) una pluralidad de cuchillas de limpieza (51) que arrastran las cenizas cuando giran y avanzan por la acción del mecanismo de leva (4).

Objeto de la invención

El objeto del invento se refiere, en general, al sector industrial de las calderas de combustibles sólidos, y, más en particular, a un sistema para alimentación de combustible sólido y para la limpieza del quemador en calderas de combustibles sólidos.

Antecedentes de la invención

En el actual estado de la técnica entre las calderas que emplean combustibles sólidos se conocen las calderas de biomasa, que emplean pellets como combustibles sólidos. Los pellets son pequeños cilindros (entre 5 y 6 mm de diámetros y 2-3 cm de longitud) de biomasa compactada, procedente de residuos forestales, serrines o residuos de podas principalmente. Su constitución compacta y su reducido tamaño son una ventaja frente a determinados combustibles de mayor tamaño. Esto permite la automatización de la alimentación de las calderas de biomasa desde un silo de almacenamiento.

Calderas de biomasa que emplean pellets aparecen descritas, por ejemplo y entre otros, en los documentos ES1059434, ES1053300, ES1059293, ES1065212 y ES1077640, en una tecnología reciente.

Problemas no resueltos en este tipo de calderas son los referidos tanto al sistema de alimentación del combustible sólido (pellets que son empujados y afloran hacia el quemador con una distribución irregular, no centrada ni uniforme respecto al quemador) como a la limpieza de las cenizas (que se acumulan en el perímetro del quemador y dificultan su correcta evacuación).

Descripción de la invención

El objeto del invento es un sistema para alimentación del combustible sólido y para la limpieza del quemador en calderas de combustibles sólidos con el cual:

a) Se proporciona una alimentación de combustible (pellets) centrada y uniforme en el quemador, de modo que se aprovecha mucho más eficazmente dicho combustible sólido a la vez que se logra una total combustión y una distribución más uniforme del calor generado; y

b) Se efectúa simultáneamente una limpieza del perímetro del quemador, liberándolo de cenizas que tienden a acumularse en esta zona, de modo que se facilita la correcta evacuación posterior de dichas cenizas.

El sistema para alimentación de combustible sólido y para la limpieza del quemador en calderas de combustibles sólidos, de acuerdo con el invento, se caracteriza porque:

- para la alimentación uniforme, el dispositivo de alimentación consta de un eje accionado por motor dentro del conducto cerrado que dispone dos hélices montadas contrapuestamente; dicho eje es común a ambas hélices cuyas espiras giran e sentidos opuestos al girar el eje en un sentido, arrastrando con ellas en este giro al combustible sólido que accede por un conducto de entrada proveniente de la tolva, circula por el interior del conducto cerrado y aflora hacia el quemador a través de su conducto de salida de manera uniforme y centrada por la acción conjunta y contrapuesta de las hélices. Particularmente, una de las hélices se ubica en el espacio delimitado entre el conducto de entrada y el conducto de salida citados y la otra hélice se ubica en el espacio delimitado entre el conducto de salida y el extremo del conducto cerrado mas alejado del motor; de modo que el suministro de combustible sólido es uniforme y centrado en el quemador por la acción conjunta y contrapuesta de las espiras de las hélices que giran en sentidos inversos/contrapuestos al girar el eje en un sentido.

- para la limpieza de las cenizas se dispone un anillo ocupando todo el perímetro del quemador y un mecanismo de leva dispuesto en el extremo libre de dicho eje; con la particularidad de que el anillo dispone bajo el quemador una pluralidad de dientes actuados unidireccionalmente por el mecanismo de leva y sobre el quemador una pluralidad de cuchillas de limpieza distribuidas en todo su perímetro; de modo que, cuando el anillo gira y avanza al actuar el mecanismo de leva sobre sus dientes, las cuchillas de limpieza giran y avanzan arrastrando las cenizas del perímetro del quemador hacia el colector para limpiar esta zona.

Otras configuraciones y ventajas de la invención se pueden deducir a partir de la descripción siguiente, y de las reivindicaciones dependientes.

Descripción de los dibujos

Para comprender mejor el objeto de la invención, se representa en las figuras adjuntas una forma preferente de realización, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento. En este caso:

La figura 1 representa una sección general esquemática en alzado de una instalación que forma parte de una caldera de combustibles sólidos provista del sistema para la alimentación uniforme de combustible sólido y para la limpieza de las cenizas del quemador de acuerdo con el invento, para un ejemplo no limitativo de realización. En esta figura se han indicado con flechas el camino que siguen los combustibles sólidos (pellets), desde el conducto de entrada (23a) proveniente de la tolva de alimentación -no representada- hasta el quemador (1) a través del conducto de salida (23b).

La figura 2 representa una vista general en planta superior, correspondiente con la figura anterior. En esta figura se observa una distribución preferente de las cuchillas de limpieza (51) sobre el perímetro del quemador (1).

En ambas figuras se ha representado un motor (M) que hace girar al eje (22).

Realización preferente de la invención

Se describe a continuación un ejemplo de realización práctica, no limitativa, del presente invento. No se descartan en absoluto otros modos de realización en los que se introduzcan cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.

En los dibujos de este ejemplo de realización preferida se han indicado las referencias y particularidades siguientes:

1.- quemador

2.- dispositivo de alimentación del combustible sólido 20.- conducto cerrado

21a, 21b.- hélices 22.- eje

23a.- conducto de entrada 23b.- conducto de salida

4.- mecanismo de leva

5.- anillo para limpiar las cenizas

51.- cuchillas de limpieza

52.- dientes M.- motor

El objeto del invento es un sistema para la alimentación uniforme de combustible sólido y para la limpieza de las cenizas del quemador en calderas de combustibles sólidos conocidas genéricamente como "calderas de pellets".

De una manera conocida, estas calderas se constituyen en una cámara de combustión con uno o varios quemadores (1) de combustibles sólidos que generan gases a alta temperatura en dicha cámara de combustión.

Los combustibles sólidos empleados son los conocidos "pellets", que alcanzan el quemador (1) empleando un dispositivo de alimentación (2) de tipo tornillo sinfín que los suministra, a velocidad controlada, desde una tolva de almacenamiento.

También de una manera conocida, Las cenizas resultantes de la combustión son evacuadas desde el quemador a un colector, y recogidas por medios mecánicos de forma continua o periódica.

De conformidad con la invención y según la realización representada, el dispositivo de alimentación (2) consta de un eje (22) accionado por motor (M) dispuesto dentro del conducto cerrado (20).

El conducto cerrado (20) va provisto de un conducto de entrada (23a) -por el que accede el combustible sólido desde una tolva de almacenamiento, no representada- y de un conducto de salida (23b) -por el que aflora el combustible sólido hacia el quemador (1)-. El extremo del conducto cerrado (20) se prolonga más allá de dicho conducto de salida (23b).

El citado eje (22) dispone dos hélices (21a), (21b) montadas contrapuestamente, ubicándose una hélice (21a) en el espacio delimitado entre el conducto de entrada (23a) y el conducto de salida (23b) y ubicándose la otra hélice (21b) en el espacio delimitado entre el conducto de salida (23b) y el extremo (201) del conducto cerrado (20) mas alejado del motor (M); de modo que las espiras de dichas hélices (21a), (21b) giran en sentidos contrapuestos al girar el eje (22) en un sentido por la acción del motor (M) y el suministro de combustible sólido, que es continuo y tiene lugar de forma controlada controlando la velocidad de giro del eje (22), es también uniforme y centrado en el quemador (1) por la acción conjunta y

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contrapuesta de las espiras de las hélices (21a), (21b) que giran en sentidos inversos/contrapuestos al girar el eje (22) en un sentido.

De conformidad con la invención y según la realización representada, se dispone un anillo (5) ocupando todo el perímetro del quemador (1) y un mecanismo de leva (4) en el extremo libre del eje (22).

El anillo (5) dispone bajo el quemador (1) una pluralidad de dientes (52) actuados unidireccionalmente por el mecanismo de leva (4) de tal forma que...

1.- Sistema para la alimentación uniforme de combustible sólido y para la limpieza de las cenizas del quemador en calderas de combustibles sólidos de las que constan de un quemador (1) asociado a la cámara de combustión; con un dispositivo de alimentación (2), de tipo tornillo sinfín que suministra el combustible sólido desde una tolva de almacenamiento hasta el quemador (1) a través de un conducto cerrado (20) empleando una dosificación controlada/automatizada; y de un dispositivo evacuador de las cenizas asociado a un colector al que rebosan dichas cenizas desde el perímetro del quemador (1), caracterizado porque:

a) para la alimentación uniforme, el dispositivo de alimentación (2) consta de un eje (22) accionado por motor (M) dentro del conducto cerrado (20) que dispone dos hélices (21a), (21b) montadas contrapuestamente; dicho eje (22) es común a ambas hélices (21a), (21b) cuyas espiras giran el sentidos opuestos al girar el eje (22) en un sentido, arrastrando con ellas en este giro al combustible sólido (3) que, accede por un conducto de entrada (23a) proveniente de la tolva, circula por el interior del conducto cerrado (20) y aflora hacia el quemador (1) a través de su conducto de salida (23b) de manera uniforme y centrada por la acción conjunta y contrapuesta de las hélices (21a), (21b);

b) para la limpieza de las cenizas se dispone un anillo (5) ocupando todo el perímetro del quemador (1) y un mecanismo de leva (4) dispuesto en el extremo libre de dicho eje (22); con la particularidad de que el anillo (5) dispone bajo el quemador (1) una pluralidad de dientes (52) actuados unidireccionalmente por el mecanismo de leva (4) y sobre el quemador (1) una pluralidad de cuchillas de limpieza (51) distribuidas en todo su perímetro; de modo que, cuando el anillo (5) gira y avanza al actuar el mecanismo de leva (4) sobre sus dientes (52), las cuchillas de limpieza (51) giran y avanzan arrastrando las cenizas del perímetro del quemador (1) hacia el colector para limpiar esta zona.

2.- Sistema, según reivindicación 1, caracterizado porque una hélice (21a) se ubica en el espacio delimitado entre el conducto de entrada (23a) y el conducto de salida (23b) y la otra hélice (21b) se ubica en el espacio delimitado entre el conducto de salida (23b) y el extremo (201) del conducto cerrado (20); de modo que el suministro de combustible sólido es uniforme y centrado en el quemador (1) por la acción conjunta y contrapuesta de las espiras de las hélices (21a), (21b) que giran en sentidos inversos/contrapuestos al girar el eje (22) en un sentido.