PL190813B1 - Zespół rusztów kotła grzejnego - Google Patents

Abstract

1. Zespól rusztów kotla grzejnego zlozony z plyt rusztowych, ulozonych w po- staci stopni wzdluz podluznej osi komory spalania, przy czym w kierunku tej osi utwo- rzone sa przynajmniej dwa równolegle rzedy plyt rusztowych, miedzy którymi jest umieszczony rzad scianek stropowych, znamienny tym, ze po obydwu stronach rzedów plyt rusztowych (17) sa umieszczo- ne dwa rzedy plyt bocznych (11), zas mie- dzy rzedami plyt rusztowych znajduje sie rzad scianek stropowych (1), zaopatrzonych w otwory wylotowe (8, 9) dla mieszaniny gazów spalinowych i powietrza. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespół rusztów kotła grzejnego złożony z płyt rusztowych, ułożonych w postaci stopni wzdłuż podłużnej osi komory spalania, przy czym w kierunku tej osi utworzone są przynajmniej dwa równoległe rzędy płyt rusztowych, między którymi jest umieszczony rząd ścianek stropowych.

Z niemieckiego opisu patentowego DE 4000973 znany jest ruszt kotła grzejnego, składający się z płyt ułożonych w postaci stopni. Część płyt jest połączona z nieruchomymi uchwytami konstrukcji wsporczej, zaś pozostałe płyty są osadzone przesuwnie i napędzane ruchem postępowo-zwrotnym w kierunku równoległym do osi kotła. Położenie wszystkich płyt może być dokładnie ustawione w kierunku pionowym, dzięki czemu uzyskuje się możliwość regulowania przekrojów poprzecznych kanałów, przez które przepływa powietrze, biorące udział w procesie spalania. Dzięki takiemu rozwiązaniu paliwo przemieszcza się w sposób ciągły w kierunku od wlotu do wylotu komory spalania.

Wadą tego znanego rozwiązania jest termiczne przeciążenie materiału, z którego wykonany jest ruszt. Ponadto ze względu na konieczność zachowania optymalnych warunków spalania, ilość powietrza dopływającego do komory musi być ograniczona, co dodatkowo pogarsza warunki chłodzenia płyt rusztu.

Z europejskiego opisu patentowego EP 811 803 A2 znany jest ruszt wyposażony w układ chłodzenia za pomocą cieczy. Chłodziwo przepływa przez wykonane w płytach prostoliniowe kanały, umieszczone w kierunku prostopadłym do podłużnej osi rusztu. Na bocznych krawędziach rusztu znajdują się otwory wlotowe i wylotowe oraz przewody łączące kanały. Przepływ chłodziwa dobiera się tak, aby kanały mogły być połączone szeregowo i równolegle, co umożliwia dostosowanie wydajności układu chłodzenia do potrzeb procesu spalania.

Z innego europejskiego opisu patentowego EP 621 449 znany jest element rusztu chłodzony wodą przepływającą przez kanały, utworzone w postaci meandrów w wewnętrznej przestrzeni tego elementu.

Z europejskiego opisu patentowego EP 277 053 B1 znany jest ruszt wyposażony w układ poprzecznie umieszczonych prętów, na których są osadzone płyty tworzące stopnie. Płyty te są osadzone na przemian nieruchomo i przesuwnie i są wyposażone w kanały doprowadzające powietrze do komory spalania. Dwie umieszczone obok siebie płyty stykają się swymi krawędziami bocznymi, których powierzchnie są nachylone do pionu. Dzięki takiemu rozwiązaniu uzyskuje się efekt mieszania stałego paliwa spalanego na ruszcie.

W opisie patentowym EP 0 246 981 opisany jest zespół złożony z umieszczonych obok siebie elementów, między którymi znajdują się ścianki z wpustami umożliwiającymi skompensowanie bocznych przesunięć płyt rusztowych. Sposób połączenia poszczególnych ścianek uniemożliwia również przedostawanie się cząstek paliwa do przestrzeni między ściankami.

Z europejskiego opisu patentowego EP 0 004 072 znany jest zespól rusztów, w którym płyty ułożone są w postaci stopni, przy czym między umieszczonymi obok siebie płytami są osadzone ścianki boczne, które również mogą w niewielkim stopniu przesuwać się względem siebie. Ścianki te są wyposażone w pokrywy w kształcie łuku, które zachodzą na siebie wzajemnie, tworząc od strony komory spalania niewielką szczelinę.

Istotną niedogodnością tych wszystkich znanych zespołów rusztowych jest brak możliwości dokładnej regulacji ilości powietrza dostarczanego do komory spalania, co z kolei uniemożliwia całkowite spalanie paliwa w optymalnych warunkach.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji zespołu rusztów kotła grzejnego, złożonego z płyt umieszczonych wzdłuż osi podłużnej komory spalania i ustawionych w postaci stopni, który umożliwi prowadzenie procesu spalania w sposób kontrolowany, zapewniający całkowite spalanie wysokokalorycznego paliwa w wysokiej temperaturze.

Cel ten realizuje zespół rusztów pieca grzejnego według wynalazku, który charakteryzuje się tym, że po obydwu stronach rzędów płyt rusztowych są umieszczone dwa rzędy płyt bocznych, zaś między rzędami płyt rusztowych znajduje się rząd ścianek stropowych, zaopatrzonych w otwory wylotowe dla mieszaniny gazów spalinowych i powietrza.

Ścianka stropowa jest wyposażona w pokrywę, mającą korzystnie w przekroju poprzecznym kształt łukowy, która w płaszczyźnie osi komory spalania jest nachylona do poziomu.

Przednia ścianka czołowa i tylna ścianka czołowa ścianki stropowej są wyposażone w wypusty, przy czym wypusty połączonych ze sobą ścianek stropowych zachodzą na siebie wzajemnie.

PL 190 813 B1

Otwór wylotowy dla mieszaniny gazów spalinowych i powietrza w tylnej ściance czołowej ścianki stropowej jest korzystnie umieszczony bezpośrednio poniżej pokrywy.

Ścianki boczne ścianki stropowej są zaopatrzone w otwory wylotowe dla mieszaniny gazów spalinowych i powietrza, umieszczone powyżej poziomu stykających się ze ścianką stropową płyt rusztowych.

Zespół rusztów według wynalazku jest wyposażony w ścianki boczne, przylegające do bocznych krawędzi płyt rusztowych i zaopatrzone w otwory wylotowe dla mieszaniny gazów spalinowych i powietrza, umieszczone nad powierzchnią stykających się ze ścianką boczną płyt rusztowych.

Ścianki boczne są korzystnie wyposażone w pionowe żebra, tworzące ich elementy wsporcze, jak również w kanały doprowadzające mieszaninę gazów spalinowe i powietrze.

Zespół rusztów według wynalazku jest wyposażony w umieszczone wzdłuż osi komory spalania kanały do przepływu mieszaniny gazów spalinowych i powietrza, których obudowy tworzą jednocześnie wsporniki ścianek bocznych albo ścianek stropowych.

Korpus płyty rusztowej tworzy komorę zaopatrzoną w układ żeber kierujących przepływem chłodziwa oraz w otwór wlotowy i wylotowy do wprowadzania i odprowadzania chłodziwa, przy czym otwory te znajdują się na dolnej powierzchni płyty rusztowej.

Zespół rusztów według wynalazku jest wyposażony w dodatkowy wymiennik ciepła doprowadzający je do czynnika biorącego udział w reakcji spalania na ruszcie.

Zespół rusztów według wynalazku jest wyposażony w dodatkową komorę do wstępnego osuszania paliwa, ogrzewaną za pomocą chłodziwa odbierającego ciepło z płyt rusztowych.

Zespół rusztów według wynalazku jest wyposażony w dodatkową komorę do ogrzewania skroplin przez chłodziwo ogrzane w płytach rusztowych.

Co druga płyta rusztowa jest osadzona przesuwnie na jednym wspólnym uchwycie wraz z innymi płytami przesuwnymi i jest sprężona z napędem nadającym tym płytom ruch postępowo-zwrotny, zaś pozostałe płyty rusztowe są osadzone nieprzesuwnie na innym wspólnym uchwycie, przy czym położenie każdej płyty może być oddzielnie dokładnie regulowane w kierunku pionowym.

Płyty rusztowe osadzone nieprzesuwnie i umieszczone obok ścianek stropowych i bocznych oraz płyty osadzone przesuwnie są korzystnie rozłącznie połączone z uchwytami.

Konstrukcja płyt ruchomych i nieruchomych jest taka sama.

Badania eksploatacyjne zespołu rusztu według wynalazku wykazały, że zapewnia on całkowite spalanie paliwa stałego i umożliwia podniesienie sprawności kotła grzejnego o 5% do 7%.

Zespół rusztów pieca grzewczego jest uwidoczniony w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia ściankę stropową w przekroju płaszczyzną przechodzącą przez oś B-B komory spalania; fig. 2 - ściankę stropową z otworami wylotowymi, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii A-A na fig. 1; fig. 3 - ściankę stropową wyposażoną w otwór na jej tylnej ściance czołowej, w widoku z przodu; fig. 4 - ściankę boczną, wyposażoną w otwory wylotowe i żebra, w widoku z przodu; fig. 5 -ściankę boczną w przekroju poprzecznym wzdłuż linii E-E na fig. 4; fig. 6 - płytę rusztową wyposażoną w umieszczone naprzemiennie żebra stabilizujące i kierujące, w przekroju wzdłuż osi podłużnej płyty; fig. 7 - płytę według fig. 6 w przekroju wzdłużnym D-D wyposażoną w kanały dla chłodziwa; fig. 8 - płytę rusztową według fig. 6 w przekroju poprzecznym wzdłuż linii C-C na fig. 6.

Ścianka stropowa 1 zespołu rusztu według wynalazku jest zaopatrzona w pokrywę 2, nachyloną do poziomu wzdłuż osi komory spalania. Wypusty 5 i 6 ścianki stropowej 1 są umieszczone na różnych wysokościach na przedniej ściance czołowej 3 i tylnej ściance czołowej 4 tak, aby wypust 6 jednej ścianki stropowej 1 znajdował się nad wypustem 5 sąsiedniej ścianki stropowej 1. Ścianka stropowa 1 opiera się na żebrach 7, które tworzą jednocześnie kanał dolotowy 10 dla przepływu mieszaniny gazów spalinowych i powietrza.

Łukowy otwór wylotowy 8 dla mieszaniny gazów spalinowych i powietrza jest umieszczony w tylnej ściance czołowej 4 ścianki stropowej 1, natomiast boczny otwór wylotowy powietrza 9 dla tej mieszaniny gazów jest umieszczony na bocznej powierzchni ścianki stropowej 1.

Przedstawione na fig. 2 boczne otwory wylotowe 9, umieszczone na bocznej powierzchni ścianki stropowej 1, nad przylegającymi do niej płytami rusztowymi 17 (nie przedstawionymi na rysunku), są połączone wewnątrz tej ścianki z kanałem dolotowym 10, doprowadzającym mieszaninę gazów spalinowych i powietrze.

PL 190 813 B1

Figura 3 przedstawia tylną ściankę czołową 4 ścianki stropowej 1, w widoku z przodu, uwidoczniając pokrywę 2, wykonaną w kształcie kopuły oraz otwór wylotowy dla mieszaniny gazów spalinowych i powietrza 8, wykonany w kształcie łuku równoległego do powierzchni tej pokrywy.

Ścianki stropowe 1 są korzystnie wykonane jako odlewy ze staliwa. Gazy spalinowe i powietrze są doprowadzane za pomocą nie przedstawionych na rysunku kanałów, umieszczonych wzdłuż osi komory spalania. Obudowa tych kanałów (nie przedstawiona na rysunku) jest dopasowana do kształtu wspierających się na niej żeber 7 ścianki 1.

Ścianki boczne 11 zespołu rusztu według wynalazku (fig. 4) przylegają do bocznych krawędzi płyt rusztowych 17. Otwory wylotowe 12 są w tych ściankach 11 korzystnie umieszczone nad przylegającymi do nich płytami rusztowymi 17. Boczne ścianki 11 są podparte za pomocą żeber 13, które tworzą jednocześnie kanały dolotowe powietrza. Na górnej krawędzi ścianki bocznej 11 jest umieszczony dolny wypust 14, na którym opiera się górny wypust 15 sąsiedniej ścianki bocznej 11.

Figura 5 przedstawia ściankę boczną w przekroju poprzecznym, na którym są uwidocznione stożkowe otwory wylotowe 12 oraz ukośne żebra 13. Tylna część ścianki bocznej 11 jest zaopatrzona w nakładkę 16 za pomocą której wiesza się ją na (nie przedstawionym na rysunku) wsporniku.

Między ściankami bocznymi 11 i ścianką stropową 1 są umieszczone płyty rusztowe 17 przedstawione na fig. 6. Płyta rusztowa 17 jest zaopatrzona w odlewany korpus 18, wyposażony w żebra kierujące i stabilizujące 19, umieszczone poprzecznie względem powierzchni płyty 17. W korpusie 18 są wykonane, na dolnej powierzchni płyty rusztowej 17, otwory: wlotowy 20 i wylotowy 21, przez które jest wprowadzane i odprowadzane chłodziwo, chłodzące komorę wewnątrz płyty 17. Z odlewem 18 jest połączony za pomocą spawania element zamykający 22 płytę rusztową 17 zaopatrzony w żebra kierujące i stabilizujące 23. Żebra 23 elementu 21 i żebra 19 odlewu 18 tworzą meandrowy kanał chłodzący 24 uwidoczniony w przekroju podłużnym płyty na fig. 7. Płyta rusztowa 17 jest ponadto wyposażona w umieszczony na jej dolnej powierzchni podwójny wspornik 25, służący do osadzenia jej w nieuwidocznionym na rysunku uchwycie, który może być umocowany na stałe albo też może przesuwać się razem z płytą rusztową 17 ruchem postępowo-zwrotnym wzdłuż osi komory spalania.

Co druga płyta rusztowa 17 jest osadzona przesuwnie na jednym wspólnym uchwycie wraz z innymi płytami przesuwnymi i jest sprężona z napędem nadającym tym płytom 17 ruch postępowo-zwrotny, zaś pozostałe płyty rusztowe 17 są osadzone nieprzesuwnie na innym wspólnym uchwycie, przy czym położenie każdej płyty 17 może być oddzielnie dokładnie regulowane w kierunku pionowym.

Płyty rusztowe 17 osadzone nieprzesuwnie i umieszczone obok ścianek stropowych 1 i bocznych 11 oraz płyty 17 osadzone przesuwnie są rozłącznie połączone z uchwytami.

Konstrukcja płyty 17 jest uwidoczniona na przekroju przedstawionym na fig. 8, przy czym jej krawędź 26 jest nachylona pod kątem a do płaszczyzny pionowej, przy czym konstrukcja płyt ruchomych i nieruchomych jest taka sama.

Płyty rusztowe 17 zespołu rusztów według wynalazku są ułożone w postaci stopni wzdłuż osi komory spalania. W komorze spalania znajdują się przynajmniej dwie znajdujące się obok siebie płyty rusztowe 17 ułożone stopniami w dwóch równoległych rzędach. Miedzy płytami rusztowymi 17 są szeregowo ustawione w kierunku równoległym do osi komory spalania - ścianki stropowe 1, zaś boczne krawędzie tych płyt 17 przylegają do szeregowo ustawionych rzędów ścianek bocznych 11.

Zespół rusztów według wynalazku jest korzystnie dodatkowo wyposażony w wymiennik ciepła doprowadzający je do czynnika biorącego udział w reakcji spalania na ruszcie, oraz w komorę do wstępnego osuszania paliwa, ogrzewaną za pomocą chłodziwa odbierającego ciepło z płyt rusztowych 17, jak również w komorę do ogrzewania skroplin przez chłodziwo ogrzane w płytach rusztowych 17.

Claims (7)

1. Zespół rusztówkotła grzejneeozłożony z płyt rusztowych, ułożonychw postaci stopni wzdłuż podłużnej osi komory spalania, przy czym w kierunku tej osi utworzone są przynajmniej dwa równoległe rzędy płyt rusztowych, między którymi jest umieszczony rząd ścianek stropowych, znamienny tym, że po obydwu stronach rzędów płyt rusztowych (17) są umieszczone dwa rzędy płyt bocznych (11), zaś między rzędami płyt rusztowych znajduje się rząd ścianek stropowych (1), zaopatrzonych w otwory wylotowe (8, 9) dla mieszaniny gazów spalinowych i powietrza.

)2. Zespół rusztów według ), znamienny tyin, że jest wyposażony w dodatkowy wymiennik ciepła doprowadzający je do czynnika biorącego udział w reakcji spalania na ruszcie.

2. Zespóó rusztów według zas^z. 1, znamienny tym, że śccanka skopowa (11 jess wyposażona w pokrywę (2) mającą w przekroju poprzecznym kształt łukowy.

PL 190 813 B1

)3. Zespół rusztów według zas^z. 1, znamienny tym, że j ess wyposażony w dodatkowąkomorę do wstępnego osuszania paliwa, ogrzewaną za pomocą chłodziwa odbierającego ciepło z płyt rusztowych ()7).

3. Zespół rusztów według zastrz. 2, znamienny tym, że pokrywa (2) ścianki stropowej (1) jest w płaszczyźnie osi komory spalania nachylona do poziomu.

)4. Zespół rusztów według zassrz. 1, znamienny tym, że j ess wyposażony w dodatkowąkomorę do ogrzewania skroplin przez chłodziwo ogrzane w płytach rusztowych ()7).

4. Zespół rusztów według 1, znamienny tym, że pr^^^e^rnsa śccanka c^ołł^\w^ (3) i tylna ścianka czołowa (4) ścianki stropowej ()) są wyposażone w wypusty (5, 6), przy czym wypusty (5, 6) połączonych ze sobą ścianek stropowych ()) zachodzą na siebie wzajemnie.

)5. Zespół rusztówwedługzastrz. (, znamiennytym, że co drL.ιgapłytarL.ιsztowaj177 j ess osadzona przesuwnie na jednym wspłlnym uchwycie wraz z innymi płytami przesuwnymi i jest sprężona z napędem nadającym tym płytom ()7) ruch postępowo-zwrotny, zaś pozostałe płyty rusztowe ()7) są osadzone nieprzesuwnie na innym wspłlnym uchwycie, przy czym położenie każdej płyty ()7) może być oddzielnie dokładnie regulowane w kierunku pionowym.

5. Zespół rusztów według 4, znamienny tym. że otwór wylotowy (8) dla mieszaniny gazów spalinowych i powietrza w tylnej ściance czołowej (4) ścianki stropowej ()) jest umieszczony bezpośrednio poniżej pokrywy (2).

)6. Zespół rusztów według 15, znarnienny tyrn, że płytcy rusztówe (177 osadzone nieprzesuwnie i umieszczone obok ścianek stropowych ()) i bocznych ())) oraz płyty ()7) osadzone przesuwnie są rozłącznie połączone z uchwytami.

6. Zespół rusztów według 1, znamienny tym, że śccanki boczne ścćanki ssropowej (1) są zaopatrzone w otwory wylotowe (9) dla mieszaniny gazów spalinowych i powietrza, umieszczone powyżej poziomu stykających się ze ścianką stropową ()) płyt rusztowych ()7).

7. Zespół rusztów według zassirrz. 1, znamienny tym, że jess wyposażony w śccanki boczne (1)), przylegające do bocznych krawędzi płyt rusztowych ()7) i zaopatrzone w otwory wylotowe ()2) dla mieszaniny gazłw spalinowych i powietrza, umieszczone nad powierzchnią stykających się ze ścianką boczną ())) płyt rusztowych ()7).

8. Zespół rusztów według 7, znamienny tym, że śccanki boczne (11) są wyposażone w pionowe żebra ()3) tworzące ich elementy wsporcze, jak również w kanały doprowadzające mieszaninę gazłw spalinowe i powietrze.

9. Zespłł rusztów według zastrz. ), znarrnienny tyii, że jest wyposażony w umieszczone wzdłuż osi komory spalania kanały do przepływu mieszaniny gazłw spalinowych i powietrza, których obudowy tworzą jednocześnie wsporniki ścianek bocznych ())) albo ścianek stropowych ()).

)0. Zespół rusztów według zas^z. 1, znamienny tym, że korpus płyty rusztówee (17) (worrzy komorę zaopatrzoną w układ żeber kierujących ()9, 23) przepływem chłodziwa oraz w otwłr wlotowy (20) i wylotowy (2)) do wprowadzania i odprowadzania chłodziwa.

)). Zespół rusztów według zassrz. 10, znamienny tym, że oowory wlotówy (20) i wylotówy (21) znajdują się na dolnej powierzchni płyty rusztowej ()7).

)7. Zespół rusztów według zaslrz. 15, znamienny tym, że konsstukcja ppyy ruchomych i nieruchomych jest taka sama.