FI116637B - Arina structure - Google Patents

Description

j 116637j 116637

ARINARAKENNEA grid construction

Keksinnön kohteena on arinarakenne, johon kuuluu polttokammion sisään sijoitettava porrasmainen arina, jonka päällä polttoaine palaa, ja jonka yläosaan on yhdistetty syöttölaite kiinteän polttoaineen syöttämiseksi polttokammioon, ja arinan ylä-5 puolelle, välimatkan päähän arinasta sijoitettu arinaa jäähdyttävä jäähdytyslaite.The present invention relates to a grate structure comprising a stepped grate in which the fuel is burned, located in the combustion chamber and having a feeder for supplying solid fuel to the combustion chamber and a grate cooling device located on the upper side of the grate at a distance from the grate.

Arinarakenteita käytetään kiinteän polttoaineen polttamiseen polttokammiossa. Syöttölaitteella polttokammiossa oleva arinan päälle syötetään polttoainetta, joka porrasarinassa siirtyy tai siirretään alaspäin. Arinaan kuuluu vierekkäin ja päällekkäin porrasmaisesti sijoitettuja arinalevyjä, joita liikutettaessa polttoaine siirtyy 10 alaspäin. Arinalevyjen välistä syötetään palamisilmaa ja kiinteä polttoaine palaa tehokkaasti ja hyvin arinan päällä.The grate structures are used to burn solid fuel in the combustion chamber. The feeder feeds fuel onto the grate in the combustion chamber, which is moved or moved down the staircase. The grate includes grid plates arranged side by side and superposed, which move the fuel 10 downwards. Combustion air is fed between the grate plates and solid fuel burns efficiently and well on the grate.

Kun arinan päällä poltetaan kuivia tai erittäin kuivia polttoaineita, nousee lämpötila korkeaksi ja samoin palamiskaasujen loppulämpötila nousee erittäin korkeaksi. Tällaisia kuivia ja erittäin kuivia polttoaineita ovat mm. puupohjaiset ja turvepohjaiset 15 polttoaineet ja varsinkin pelletit. Korkeista lämpötiloista voi aiheutua polttolaitteelle ja/tai arinalle tai niiden käytölle ongelmia. Kun lämpötila on tarpeeksi suuri, sulaa arinan päällä oleva tuhka ja täyttää arinalevyjen väliset ilmaraot. Jäähtyessään sula tuhka laavaantuu isoiksi kokkareiksi, jotka on vaikea poistaa. Lisäksi arinalevyt voivat vahingoittua lämpötiloissa, jolloin ne menettävät lujuutensa ja voivat ns. pa-20 laa puhki. Mikäli näitä ongelmia esiintyy, joudutaan laite huoltamaan, poistamaan • · : vahingoittuneet osat ja korvaamaan ne uusilla. Tästä aiheutuu keskeytyksiä poltto- : \ i laitteen toimintaan sekä huolto- ja varaosakustannuksia. Epäkohtana on myös hai- tallisten typpikaasujen muodostuminen.When dry or very dry fuels are burned on the grate, the temperature rises and the final temperature of the combustion gases rises very high. Such dry and very dry fuels include e.g. wood-based and peat-based 15 fuels and especially pellets. High temperatures can cause problems for the burner and / or grate or their operation. When the temperature is high enough, the ash on the grate melts and fills the air gaps between the grate plates. As it cools, the molten ash lumps into large lumps that are difficult to remove. In addition, the grate plates can be damaged at temperatures, whereby they lose their strength and can become so-called. pa-20 laa burst. If any of these problems occur, the unit will need to be serviced, • removed: damaged parts and replaced. This results in interruptions to the operation of the combustion device, as well as maintenance and spare parts costs. Another disadvantage is the formation of harmful nitrogen gases.

; · ’ Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin arinarakenne, jolla poistetaan nykyisiin 25 arinarakenteisiin liittyviä epäkohtia. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin arinarakenne, jossa lämpötilaa voidaan säätää halutulla tavalla ja voidaan estää arinarakenteen vahingoittuminen liian korkeassa lämpötilassa, edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin arinarakenne, jossa huollon tarve on pienempi ja käyttövarmuus on parempi kuin aikaisemmin.; It is an object of the invention to provide a grate structure which overcomes the drawbacks of the present grate structures. In particular, it is an object of the present invention to provide a grate structure in which the temperature can be controlled as desired and prevent damage to the grate structure at too high a temperature, furthermore it is an object of the invention to provide a grate structure with less maintenance and reliability.

30 Keksinnön tarkoitus saavutetaan arinarakenteella, jolle on tunnusomaista se, mitä on : esitetty patenttivaatimuksissa.The object of the invention is achieved by a grate structure, which is characterized by: the claims.

Keksinnön mukaisessa arinarakenteessa arinan alapuolelle, välimatkan päähän ari- : nasta on sijoitettu arinaa alhaaltapäin jäähdyttävä toinen jäähdytyslaite, joka on yh distetty ensimmäiseen jäähdytyslaitteeseen. Tällainen jäähdytyslaite jäähdyttää te- 2 116637 hokkaasti arinaa alapuolelta ja laskee osaltaan arinan lämpötilaa. Täten estetään tuhkan sulaminen. Tuhkan poisto on helpompaa silloin kun se ei ole sulanutta, joten keksinnön mukaisella laitteella tuhkan poisto on suhteellisen vaivatonta. Etuna on myös se, etteivät arinan rakenteet vahingoitu niin helposti kuin aikaisemmin, joten 5 huoltotarve vähenee ja käyttövarmuus lisääntyy. Etuna on myös haitallisten typpipäästöjen väheneminen.In the grate construction according to the invention, a second cooling device, which is connected to the first cooling device, is located below the grate, at a distance from the grate, which cools down from the grate. Such a cooling device effectively cools the grate from below and contributes to lowering the grate temperature. This prevents the ash from melting. The ash removal is easier when it is not thawed, so the ash removal device of the invention is relatively effortless. It also has the advantage that grate structures are not as easily damaged as before, thus reducing the need for maintenance and increasing reliability. It also has the advantage of reducing harmful nitrogen emissions.

Keksinnön mukaisissa jäähdytyslaitteissa on ja niissä on järjestetty virtaamaan väliainetta, johon lämpöä siirtyy jäähdytyslaitteiden ulkopuolelta. Jäähdytyslaitteen avulla väliaine ja siihen sitoutunut lämpö siirretään pois laitteesta. Väliaineena käy-10 tetään tarkoitukseen soveltuvaa nestettä tai kaasua.The cooling devices according to the invention have and are arranged to flow a medium to which heat is transferred from outside the cooling devices. The cooling device removes the medium and the heat associated with it from the device. The medium used is a suitable liquid or gas.

Keksinnön seuraavassa edullisessa lisäsovelluksessa jäähdytyslaitteena on putkista rakennettu kennosto, jossa on useita, välimatkan päässä arinasta olevia ja sen pituussuunnassa ulottuvia putkia. Putket voivat olla suhteellisen pienikokoisia. Putkimaisten kennostojäähdytyslaitteen etuna on myös se, että lämpö saadaan otetuksi 15 talteen useista kohdista ja laite saadaan jäähdyttämään tasaisesti koko arinan alueella.In a further preferred embodiment of the invention, the cooling device is a tubular honeycomb having a plurality of tubes located at a distance from the grate and extending in the longitudinal direction thereof. The tubes may be relatively small. The tubular honeycomb cooler also has the advantage of recovering heat from multiple locations and of cooling the unit evenly throughout the grate.

Keksinnön seuraavassa edullisessa lisäsovelluksessa arinarakenteeseen kuuluu alaosaan sijoitettu yksi tai useampi syöttöputki, johon arinan yläpuolella oleva kennosto ja arinan alapuolella oleva kennosto on yhdistetty välimatkan päähän toisistaan.In a further preferred embodiment of the invention, the grate structure comprises one or more feed pipes located at the bottom, to which the honeycomb above the grate and the honeycomb below the grate are connected at a distance.

• 20 Syöttöputkella syötetään väliaine jäähdytyslaitteistoon. Kun neste syötetään alhaalta . päin, pääsee nesteen mukana oleva ilma poistumaan laitteesta nesteen mukana, eikä . : ·. jää putkiston mutkiin.• 20 The feed line is used to supply medium to the cooling system. When the liquid is fed from below. the air entrained in the fluid can escape from the device with the fluid, and not. : ·. gets stuck in the piping.

Keksinnön seuraavassa edullisessa lisäsovelluksessa kennostot on yhdistetty toisiin-: sa arinan yläpäässä. Ne muodostavat tällöin yhden kokonaisuuden ja niissä voidaan : 25 kierrättää samaa väliainetta. Rakenne on yksinkertainen ja toimiva. Näin väliaine saadaan ohjatuksi ulos laitteesta yhdellä tai kahdella erillisellä putkella.In a further preferred embodiment of the invention, the honeycombs are connected to one another at the top of the grate. They then form one whole and can: 25 recycle the same medium. The structure is simple and functional. In this way, the medium is led out of the device by one or two separate tubes.

Keksinnön mukainen arinarakenne on kokonaisuus, jossa arina ja sen jäähdytyslaitteet on integroitu yhdeksi laitteistokokonaisuudeksi. Tällöin ne ovat liikutettavissa : yhdessä ja ne voidaan vetää yhdessä pois palokammiosta ja laittaa huoltamisen jäl- : 30 keen takaisin. Tämä helpottaa huomattavasti huoltotoimia. Tästä on myös se etu, et tä keksinnön mukainen arinarakenne voidaan helposti pienin muutoksin laittaa olemassa olevaan öljypolttokattilaan.The grate structure according to the invention is an assembly in which the grate and its cooling devices are integrated into one piece of equipment. They are then movable: together and together they can be pulled out of the combustion chamber and put back after service. This greatly simplifies maintenance. This also has the advantage that the grate structure according to the invention can easily be inserted into the existing oil-fired boiler with minor modifications.

Seuraavaksi keksintöä selvitetään tarkemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa 3 116637 kuva 1 esittää erästä sovellusta keksinnön mukaisesta arinarakenteesta vinosti edestä katsottuna, kuva 2 esittää kuvan 1 mukaista arinarakennetta sivulta katsottuna ja osittain poikki-leikattuna, 5 kuva 3 esittää poikkileikkausta A-A kuvasta 2, kuva 4 esittää poikkileikkausta B-B kuvasta 2, ja kuva 5 esittää kuvasta 2 erästä arinan rakenteen yksityiskohtaa poikkileikkauskoh- dasta C-C.Next, the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing, in which: Fig. Fig. 2 is a cross-sectional view BB of Fig. 2, and Fig. 5 shows a detail of the construction of a grate at cross section CC.

Kuvien mukaisessa sovelluksessa arinarakenteeseen kuuluu arina 2, sen yläpuolelle 10 sijoitettu jäähdytyslaite 4 ja alapuolelle sijoitettu jäähdytyslaite 5. Lisäksi arinarakenteeseen kuuluu näihin jäähdytyslaitteisiin yhdistetty syöttöputki 6. Arinarakenne on sijoitettu polttokammion 1 sisään ja arinan ylemmän pään yläpuolelle on yhdistetty tavanomainen syöttölaite 3 kiinteän polttoaineen syöttämiseksi arinan yläosaan.In the embodiment shown in the figures, the grate structure includes a grate 2, a cooling device 4 located above it, and a cooling device 5 located below. The grate structure also comprises a feed tube 6 connected to these cooling devices. .

15 Kuvien 1 ja 2 esittämällä tavalla tässä sovelluksessa arina 2 on ns. porrasmainen arina ja siihen kuuluu sinänsä tunnetulla tavalla useita rinnakkain asetettuja arinale-vyjä. Nämä rinnakkaiset arinalevyt ulottuvat osittain seuraavan arinalevyrivin • arinalevyjen päälle. Kuvan 5 mukaisesti arinalevyt 13 ovat muodoltaan lattamaisia : ja niiden yläpinnassa on porrastus polttoaineen siirtymisen helpottamiseksi. Alapin- 20 nan keskellä on alaspäin ulottuva vahvennus arinalevyn liikkumisen ohjaamiseksi .···. sivuttaissuunnassa. Palamisilma johdetaan tulipesään arinalevyjen alapuolelta nii- den sivuille ilmakanavan laajentuessa sivuille päin mentäessä. Arinalevyjä liikutetaan arinan pituussuuntaisesti edestakaisin siten, että joka toisen arinalevyrivin liikesuunta on yhteen suuntaan ja joka toisen arinalevyrivin liikesuunta on toiseen 25 suuntaan ja suuntien vaihdon jälkeen suunnat ovat edelleen päinvastaiset. Arinale-: vyjä liikutettaessa siirtyy niiden päällä oleva polttoaine alaspäin palaen samanaikai sesti.As shown in Figures 1 and 2, in this embodiment, the grate 2 is so-called. stepped grate and includes, in a manner known per se, a plurality of parallel grate plates. These parallel grate plates partially extend over the grate plates of the • next grate plate row. As shown in Figure 5, the grate plates 13 are flat-shaped: and have a step on their upper surface to facilitate the transfer of fuel. In the middle of the underside there is a downward reinforcement to control the movement of the grate plate. ···. in the lateral direction. The combustion air is led into the furnace from below the grate plates to their sides as the air channel expands to the sides. The grate plates are moved back and forth longitudinally with each other row of grate plates in one direction and every other grate plate row in another direction and after reversing the directions are still reversed. As the grate plates are moved, the fuel on top of them moves downward while simultaneously burning.

Kuvien 1 -4 mukaisesti jäähdytyslaitteet 4 ja 5 ovat putkista rakennettuja kennostoja, joissa on useita, välimatkan päässä arinasta, sen yläpuolella (jäähdytyslaite 4) ja sen 30 alapuolella (jäähdytyslaite 5) olevia ja sen pituussuunnassa ulottuvia putkia. Syöttö- : putki 6 on sijoitettu arinan alapuolelle ja arinan yläpuolella oleva kennosto 4 ja ari- » nan alapuolella oleva kennosto 5 on yhdistetty siihen välimatkan päähän toisistaan.1 to 4, the cooling devices 4 and 5 are tubular honeycomb assemblies having a plurality of tubes extending longitudinally from the grate, above it (cooling device 4), and below it (cooling device 5). The feed pipe 6 is disposed below the grate and the honeycomb 4 above the grate and the honeycomb 5 below the grate are connected to it at a distance.

4 1166374, 116637

Kennostojen putket on yhdistetty toisiinsa arinan yläpäässä kahdessa kohdin arinan sivuilla ja arinarakenteesta ulospäin on kaksi poistoputkea 7.The pipes of the grids are connected to one another at the top of the grate at two points on the sides of the grate, and there are two outlets 7 from the grate structure.

Arinan yläpuolella olevaan kennostoon 4 kuuluu arinan yläpään yläpuolella olevat kaksi putkea, arinan keskikohdalla oleva poikittainen putki ja siitä arinan alaosan 5 päälle ulottuvat useat putket. Tässä sovelluksessa alaosan päälle ulottuvia putkia on viisi kappaletta, mutta niiden lukumäärä voi vaihdella eri sovelluksissa halutulla tavalla. Arinan alaosan päällä lämpötila nousee yleensä korkeammaksi kuin yläosan päällä, joten näin saadaan aikaan tehokas jäähdytys myös alaosan päälle. Putket on arinan alapään kohdan jälkeen taivutettu alaspäin ja liitetty poikittaiseen putkeen 8, 10 joka puolestaan on yhdistetty yhdysputkella 9 syöttöputkeen 6.The honeycomb assembly 4 above the grate includes two tubes above the top of the grate, a transverse tube at the center of the grate and a plurality of tubes extending therefrom. In this embodiment, there are five tubes extending over the lower portion, but the number may vary in different applications as desired. The temperature on the lower part of the grate generally rises higher than on the upper part, thus providing effective cooling also on the lower part. After the lower end of the grate, the pipes are bent downwards and connected to a transverse pipe 8, 10 which in turn is connected by a connecting pipe 9 to a feed pipe 6.

Arinan alapuolella oleva kennostoon 5 kuuluu useita, kuvien 4 ja 5 mukaisesti arinalevyjen alle sijoitettuja putkia. Putkien päälle on kiinnitetty latat 16, jotka ovat arinalevyjen 13 alapuolella. Palamisilmakanavat ilman johtamiseksi arinalevyille ovat putkien välissä. Putket on arinan alaosan kohdan jälkeen kiinnitetty poikittai-15 seen putkeen 10, joka puolestaan on yhdistetty yhdysputkella 11 syöttöputkeen 6. Vastaavasti putket on kiinnitetty arinan yläosan jälkeen poikittaiseen putkeen 14, joka on yhdistetty arinan yläpuolella oleviin kahteen putkeen yhdysputkilla 15.Underneath the grate, the honeycomb assembly 5 includes a plurality of tubes positioned below the grate plates as shown in Figures 4 and 5. On the pipes are mounted rods 16 which are below the grate plates 13. The combustion air ducts for the supply of air to the grate plates are located between the pipes. After the lower part of the grate, the pipes are connected to a transverse pipe 10, which in turn is connected by a connecting pipe 11 to a feed pipe 6. Similarly, the pipes are connected to a transverse pipe 14 connected to the two pipes above the grate by connecting pipes 15.

Arinan yläpuolinen kennosto, alapuolinen kennosto, putkisto ja arina on yhdistetty toisiinsa siten, että muodostuu yhtenäinen moduulirakenne syöttölaitteiden ja tuh-: 20 kanpoistolaitteiden kanssa. Rakenne on kiinnitetty päätykanteen 12 ja se voidaan . .·. helposti irrottaa, poistaa, huoltaa ja asettaa takaisin paikalleen.The honeycomb above the grate, the honeycomb below, the piping and the grate are interconnected to form a unitary modular structure with the feeders and ash dischargers. The structure is attached to the end cover 12 and can be. . ·. easy to remove, remove, maintain and replace.

’·* Jäähdytyslaitteissa, putkissa ja kennostoissa käytetään jäähdyttävää väliainetta, ku- '· ·’ ten vesiliuosta. Jäähdyttävä neste syötetään laitteeseen syöttöputken 6 kautta ja se : menee syöttöputkea pitkin kennostoon 4 arinan yläpuolelle sekä kennostoon 5 ari- ’ 25 nan alapuolelle keräten lämpöä itseensä. Kennostoista jäähdyttävä neste siirretään arinarakenteen ulkopuolelle poistoputkilla 7. Jäähdyttävä neste on lämmennyt kier-: täessään polttolaitteessa ja lämpö voidaan haluttaessa ottaa talteen.'* Cooling media, pipes and honeycombs use a cooling medium such as an aqueous solution. The cooling liquid is supplied to the device through the feed tube 6 and: it passes along the feed tube into the honeycomb 4 above the grate and into the honeycomb 5 below the arian 25 nanoseconds, collecting heat therein. The cooling liquid from the cells is transferred to the outside of the grate structure by the outlet pipes 7. The cooling liquid has been heated by circulating in the incinerator and the heat can be recovered if desired.

Keksintöä ei rajata esitettyyn edulliseen sovellukseen, vaan se voi vaihdella patenttivaatimuksien muodostaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.The invention is not limited to the preferred embodiment shown, but may vary within the scope of the inventive idea of the claims.

Claims (4)

1. Rostbäddskonstruktion, till vilken hör en trappformig rostbädd (2) att placeras in i brännkammaren (1), ovanpä vilken rostbädd bränslet är ordnat att bli bränt, och tili vars Övre del har anslutits en inmatningsanordning (3) för inmatning av fast bränsle 5 in i brännkammaren, och en ovanpä rostbädden (2), pä ett avständ frän rostbädden, placerats rostbädden avkylande avkylningsanordning (4), kännetecknad av, att under rostbädden (2), pä ett avständ ffän rostbädden, är placerat en annan avkylningsanordning (5), som avkyler rostbädden nedifrän, vilken annan avkylningsanordning är sammankopplat med den första avkylningsanordningen (4).A rust-bed structure, to which belongs a stair-shaped rust-bed (2) to be placed in the combustion chamber (1), on top of which the rust-bed fuel is arranged to be burnt, and to the upper part of which is connected a solid fuel inlet device (3). into the combustion chamber, and a top of the roasting bed (2), spaced from the roasting bed, is placed on the cooling bed cooling unit (4), characterized in that under the roasting bed (2), another cooling unit (5) is placed (5). , which cools the rust bed from below, which other cooling device is coupled to the first cooling device (4). 2. Rostbäddskonstruktion enligt patentkrav 1, kännetecknad av, att avkylningsan ordningen (4, 5) är ett av rör bildat batteri, tili vilken hör flera, pä ett avständ frän rostbädden varande rör, vilka sträcker sig i längdriktning av detta.Rust-bed construction according to claim 1, characterized in that the cooling device (4, 5) is a tube-formed battery, of which there are several, spaced from the rust-bed tubes extending longitudinally thereof. 3. Rostbäddskonstruktion enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av, att tili rost-bäddskonstruktionen hör vid nedre delen placerat matarrör (6), tili vilken ovanpä 15 röstbädden liggande batteriet (4) och under rostbädden liggande batteriet (5) är för-enat pä ett avständ frän varandra.Rust-bed construction according to claim 1 or 2, characterized in that the tiled-bed structure belongs to the lower part of the feeding tube (6), to which the battery bed (4) and the battery bed (5) lying above the bed-bed are joined. a distance from each other. 4. Rostbäddskonstruktion enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av, att batterier-na (4, 5) är förenat vid varandra vid övre ändan av röstbädden (2). • » • · « • · · « · · · • · » I » « 1Rust bed construction according to claim 1 or 2, characterized in that the batteries (4, 5) are joined together at the upper end of the voice bed (2). • »• ·« • · · «· · · • ·» I »« 1