CZ11182U1 - Kotel na spalování biomasy, spojený s výměníkem tepla - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká uspořádání kotle na spalování biomasy, spojeného s výměníkem tepla. Dosavadní stav techniky

Obvyklé uspořádání kotle na spalování biomasy je takové, že ohniště s bohatě dimenzovanou vyzdívkou je umístěno ve spodní části kotle, ve skříni kotle. Na této skříni je umístěna výměníková část, která vlastní tíhou tlačí na těsnění v horizontální dělicí rovině mezi skříní kotle a výměníkovou částí. Volné uložení výměníkové části na skříni kotle neumožňuje eliminaci různé délkové roztažnosti obou částí, vyvozené různou teplotou nechlazené skříně kotle a chlazené * 10 výměníkové části.

Toto uspořádání však není vhodné pro kotel na spalování biomasy ve formě velkoobjemových j balíků, zejména balíků slámy. U tohoto kotle je z provozních důvodů vhodné opatřit kotel vertikální spalovací šachtou, do níž se zavážejí celé balíky slámy shora ve vertikálním směru. Z provozních i konstrukčních důvodů je vhodné, aby výměníková část byla orientována také vertikálně, ale s uspořádáním vedle skříně kotle, a nikoliv nad skříní, resp. na skříni kotle. Zde nastává vážný problém právě se vzájemným utěsněním obou uvedených, částí, které jsou vystaveny různé délkové roztažnosti obou částí, vyvozené různou teplotou nechlazené skříně kotle a chlazené výměníkové části. U známých řešeních jsou obě části spojeny šrouby, jako příruba. Toto uspořádání však neumožňuje uvedenou eliminaci různé délkové roztažnosti obou částí.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky z větší části odstraňuje a uvedené technické problémy řeší kotel na spalování biomasy, spojený s výměníkem tepla, kde vertikální skříň kotle je spojená s vertikální výměníkovou částí, uspořádanou bočně vedle této vertikální skříně, přičemž v dělicí rovině obou částí je uspořádáno těsnění, podle technického řešení, jehož podstatou je, že výměníková část je výkyvné zavěšena na skříni kotle pomocí vahadla, sestávajícího z trojúhelníkového výkyvného spojovacímu členu, spojeného se spojovacím šroubem a šikmou vzpěrou, přičemž trojúhelníkový výkyvný spojovací člen je svým horním vrcholem výkyvné spojen s výměníkovou částí, a svým jedním spodním vrcholem je spojen se spojovacím šroubem, upevněným ke skříni kotle a udržujícím stabilitu vahadla, a svým druhým spodním vrcholem výkyvné podepřen horním koncem šikmé vzpěry, která je svým spodním koncem výkyvné upevněna k základně.

Toto zavěšení výměníkové části na vahadle zajišťuje trvalé přitlačování výkyvné zavěšené výměníkové části ke skříni kotle, s využitím vlastní hmotnosti výměníkové části, pro vzájemné utěsnění vertikální skříně kotle a výměníkové části. Vhodnou volbou jednotlivých úhlů mechanismu vahadla a sklonu šikmé vzpěry je možno nastavit potřebnou těsnicí sílu, která bude srovnatelná s těsnicí silou u běžných kotlů, v horizontální dělicí rovině mezi skříní kotle a výměníkovou částí. Tímto uspořádání je dále účinně zajištěna eliminace různé délkové roztažnosti obou částí, v důsledku možnosti vzájemného vertikálního posuvu obou částí.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresu, kde na obr. 1A je znázorněno celkové uspořádání kotle s výměníkem tepla, kde vertikální skříň kotle je spojena s vertikální výměníkovou částí, na obr. 1B je znázorněn „detail vahadla“, na obr. 2 je znázorněno uspořádání vahadla s vyznačením jednotlivých sil a na obr. 3 je pomocí silových trojúhelníků znázorněna rovnováha sil na vahadle.

- 1 CZ 11182 Ul

Příklady provedení technického řešení

Na obr. 1A je znázorněno celkové uspořádání kotle s výměníkem tepla, kde vertikální skříň 1 kotle je spojena s vertikální výměníkovou částí 2, uspořádanou bočně vedle této vertikální skříně 1. V dělicí rovině 3 obou částí je uspořádáno těsnění 4. Na obr. 1 je dále vyznačena zavážecí komora 5, nechlazené ohniště 6, spalovací šachta 7 a odpopílkování 8. Výměníková část 2 je výkyvné zavěšena na skříni I kotle pomocí vahadla 10, ve výšce H nad základnou 9. Jak je dále podrobně zobrazeno v „detailu vahadla“ na obr. 1B, sestává vahadlo 10 z trojúhelníkového výkyvného spojovacímu členu 11. spojeného se spojovacím šroubem 14 a šikmou vzpěrou 16. Trojúhelníkový výkyvný spojovací člen J_1 je svým horním vrcholem 12 výkyvné spojen s výměníkovou částí 2, a svým jedním spodním vrcholem 13 je spojen se spojovacím šroubem 14, upevněným ke skříni I kotle a udržujícím stabilitu vahadla 10, a svým druhým spodním vrcholem 15 je výkyvné podepřen horním koncem šikmé vzpěry 16, která je svým spodním koncem výkyvné upevněna k základně 9.

Na obr. 2 je znázorněno uspořádání vahadla JO s vyznačením jednotlivých sil. Shora působí na vahadlo 10 tíha Fg výměníkové části 2. Zleva působí těsnicí síla Ft, kterou přes těsnění 4 působí na výměníkovou část 2 skříň i kotle. Zprava působí síla Fš ve spojovacím šroubu 14, kterou je udržována stabilita vahadla JO. Šikmo zdola, ve směru šikmé vzpěry 16, působí na vahadlo JO síla Fv2. šikmé vzpěry 16, nesoucí vahadlo 10, resp. vlastní výměníkovou část 2.

Na obr. 3 je pomocí silových trojúhelníků znázorněna rovnováha sil na vahadle W.

Trojúhelníkový výkyvný spojovací člen Π. je výkyvné uložen na čepu výměníkové části 2 v bodě A a na šikmé vzpěře 16 v bodě B. Rovnováhu sil v bodě A tvoří tíha Fg výměníku tepla. Geometrickým uspořádáním výkyvného, spojovacího členu H je možné nastavit velikost těsnicí síly Ft. Například při úhlu a = 45° je těsnicí síla Ft rovna tíze Fg výměníku tepla, silová rovnováha v bodě A je udržována vzpěmou silou Fvl mezi body A a B výkyvného spojovacího členu JJ.. Silová rovnováha v bodě B je dána vzpěmou silou Fvl mezi body A a B, silou Fš ve šroubu 14 a silou Fv2 v šikmé vzpěře 16. Podle velikosti úhlu β, sklonu šikmé vzpěry 16, je určen poměr velikostí těsnicí síly Ft a klopné síly Fk, kde klopná síla Fk působí klopným momentem na skříň 1 kotle. Jejich součet je roven síle Fš ve šroubu 14, Fš = Ft + Fk.

Jak je patrné, je vhodnou volbou úhlu a možné nastavit potřebnou těsnicí sílu Ft, přičemž při úhlu a = 45° bude Ft = Fg. tedy těsnicí síla Ft bude stejná jako u běžných kotlů, kde je horizontální dělicí rovina mezi skříní i kotle a výměníkovou částí 2. Vhodnou velikostí úhlu β, sklonu šikmé vzpěry 16, je možné nastavit velikost síly Fk, která bude ve výšce H tlačit na skříň 1 kotle.

Claims (2)

1. 35 1. Kotel na spalování biomasy, spojený s výměníkem tepla, kde vertikální skříň (1) kotle je spojená s vertikální výměníkovou částí (2), uspořádanou bočně vedle této vertikální skříně (1), přičemž v dělicí rovině obou částí je uspořádáno těsnění (4), vyznačující se tím, že výměníková část (2) je výkyvné zavěšena na skříni (1) kotle pomocí vahadla (10), sestávajícího z trojúhelníkového výkyvného spojovacího členu (11), spojeného se spojovacím šroubem (14) a

   40 šikmou vzpěrou (16), přičemž trojúhelníkový výkyvný spojovací člen (11) je svým horním vrcholem (12) výkyvné spojen s výměníkovou částí (2), a svým jedním spodním vrcholem (13) je spojen se spojovacím šroubem (14), upevněným ke skříni (1) kotle a udržujícím stabilitu vahadla (10), a svým druhým spodním vrcholem (15) je výkyvné podepřen horním koncem šikmé vzpěry (16), která je svým spodním koncem výkyvné upevněna k základně (9).

   -2CZ 11182 Ul
2. 2. Kotel na spalování biomasy podle nároku 1, vyznačující se tím, že výměníková část (2) je výkyvné zavěšena na skříni (1) kotle pomocí vahadla (10), ve výšce (H) nad základnou (9).