CZ168797A3

CZ168797A3 - Grate element, grate for a burning apparatus and operation method of such grate

Info

Publication number: CZ168797A3
Application number: CZ971687A
Authority: CZ
Inventors: Johannes Josef Edmund D Martin; Thomas Nikolaus
Original assignee: Martin Umwelt & Energietech; Techform Engineering Gmbh
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1997-06-02
Publication date: 1997-12-17
Also published as: PL320321A1; NO972546L; CA2206725A1; EP0811804A2; EP0811804A3; DE19622423C1; NO972546D0; BR9703441A; JPH1054535A; RU2127851C1; SG47227A1; CZ292189B6; TW338785B

Description

Vynález se týká roštového elementu pro rošt, sestavený z roštových elementů překrývajících se navzájem na způsob střešních tašek a relativně vůči sobě posuvných v podélném směru, kterým se zdola přiváděný primární vzduch přivádí k k paliva, nacházejícímu se na roštu, s upevňovacím nebo hnacím koncem a s hlavou. Vynález se dále týká roštu pro spalovací zařízení a způsobu činnosti tohoto roštu.

Dosavadní stav techniky

Pod pojmem roštový element se rozumí každý element, který je vhodný pro vytvoření roštu, a sice nezávisle na tom, zda se jedná o vzduchem chlazený nebo vodou chlazený rošt vhodný jako rošt topeniště, pokud se jedná o roštové elementy, které tvoří stupně roštu položené na sobě na způsob střešních tašek.

U roštů, u nichž jsou roštové elementy položeny na sobě na způsob střešních tašek, musí být tyto roštové elementy opatřeny výstupními otvory vzduchu pro umožnění přívodu primárního spalovacího vzduchu zdola. U roštů, které jsou sestaveny z jednotlivých roštnic chlazených vzduchem, jsou výstupní otvory vzduchu vytvořeny buď na hlavovém konci jednotlivých roštnic nebo na bocích sousedních roštnic. Přitom, zejména u spaloven odpadků, mohou do těchto výstupních otvorů vzduchu vnikat tvrdé částice strusky nebo malé kusy drtě, což je umocněno ještě prohrabávacím pohybem stupňů roštu. Do těchto výstupních otvorů vzduchu mohou vnikat rovněž roztavené barevné kovy nebo živičné materiály, čímž je narušen rovnoměrný přívod vzduchu k palivu.

Aby se odstranilo nebezpečí ucpání výstupních otvorů vzduchu, je u roštnice podle spisu DE 41 05 330 Cl navrženo vytvořit na hlavovém konci vzduchem chlazené roštnice výstupní otvor vzduchu, rozšiřující se směrem ven a směřující šikmo dolů. U další známé vzduchem chlazené roštnice podle spisu DE 42 05 502 Cl je na hlavovém konci za čelní stranu konce roštnice prodloužen můstek zalomený směrem dolů tak, že tento můstek roštnice zalomený směrem dolů tvoří lištu překrývající čelní stranu a ohraničující výstupní otvor vzduchu, přičemž směr proudění z výstupního otvoru vzduchu je rovnoběžný s čelní stranou hlavového konce roštnice. Obě známá provedení sice zmírňují výše uvedené problémy, avšak zcela je neodstraňují.

Úkolem vynálezu je vytvořit roštový element a rošt pro spalovací zařízení, u něhož bude odstraněno nebezpečí ucpání výstupních otvorů vzduchu a umožněno jednoduché čištění těchto výstupních otvorů vzduchu.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje roštový element pro rošt, sestavený z roštových elementů překrývajících se navzájem na způsob střešních tašek a relativně vůči sobě posuvných v podélném směru, kterým se zdola přiváděný primární vzduch přivádí k palivu, nacházejícímu se na roštu, s upevňovacím nebo hnacím koncem a s hlavou, podle vynálezu, jehož podstatou je, že je opatřen výstupem primárního vzduchu vytvořeným na dolní straně hlavy roštového elementu a otevřeným směrem dolů, přičemž na horní straně každého roštového elementu je vytvořen alespoň jeden pevný výstupek pro zasunutí do výstupu vzduchu v roštovém elementu, nacházejícím se v sestaveném stavu nad ním.

Vytvořením výstupu vzduchu na dolní straně hlavy roštového elementu vzniknou předpoklady pro volné vyfukování lehčích a menších částic, vniklých do výstupu vzduchu, a kromě toho se uvedeným výstupkem nebo výstupky provádí samočinně čištění výstupu vzduchu, a to i tehdy, když jsou ve výstupu vzduchu pevně zaklíněny částice strusky nebo i roztavená hmota. Tím se zajistí to, že se zabrání neúplnému spalování nebo přehřátí, a tudíž i poškození roštových elementů, což by způsobilo delší dobu odstávky v důsledku výměny poškozených roštových elementů. Protože je výstup vzduchu vytvořen na dolní straně každého roštového elementu jako otevřený směrem dolů, je stěna ohraničující výstup vzduchu, tvořená roštovým elementem, nacházejícím se u sestaveného roštu pod roštovým elementem s výstupem vzduchu, při každém prohrabávacím pohybu uvedena do pohybu relativně vůči horní ohraničující stěně výstupu vzduchu v roštovém elementu, takže již v důsledku tohoto relativního pohybu dochází k dobrému čištění výstupu vzduchu od vniklých pevných částic.

Další výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že výstupek, popřípadě výstupky, je uspořádán v zadní části roštového elementu, přivrácené k upevňovacímu nebo hnacímu konci. Tímto opatřením se, nezávisle na tom, zda se jedná o roštový element pevného roštového stupně nebo o roštový element pohyblivého roštového stupně, dosáhne toho, že ke vnikání každého výstupku do výstupu vzduchu dochází v té provozní fázi, v níž na čelní straně hlavy roštového elementu existuje smykové odlehčení mezi hlavou roštového elementu a palivem. Tím se zabrání tomu, že by relativním pohybem výstupku vůči roštovému elementu došlo k protlačení částic paliva výstupem vzduchu, což by zvýšilo propad roštu. U tohoto provedení totiž zmíněný výstupek, nebo výstupky, stále vniká do výstupu vzduchu, když se na sobě položené roštové elementy pohybují do své nejvíc roztažené polohy, to znamená, když se hlava poháněného horního roštového elementu pohybuje ve směru k zadnímu upevňovacímu nebo hnacímu konci dolního pevného roštového elementu, respektive, když se hlava poháněného dolního roštového elementu pohybuje směrem dopředu vůči hornímu pevnému roštovému elementu od jeho hlavy.

Zvlášť výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že každý výstupek je vytvořen ve tvaru jazýčku a každý konec vnikající do výstupu vzduchu se zužuje. Tímto zúžením konce výstupku, popřípadě výstupků, vnikajícího do výstupu vzduchu se působí na pevně sevřené částice klínovým účinkem, čímž se čištění usnadní.

Tvar průřezu výstupku nemusí nutně odpovídat tvaru průřezu výstupu vzduchu, a to zejména tehdy, když v převážné míře dochází k ucpání výstupu vzduchu pevnými částicemi, protože již výše objasněným relativním pohybem jedné ohraničující stěny výstupu vzduchu ve spojení s vysokou rychlostí vyfukování vzduchu lze dosáhnout dobrého čisticího účinku. Když je však nutno počítat s výskytem roztavené hmoty v těstovítém stavu, doporučuje se, aby výstupek, popřípadě výstupky, byl až na nutnou vůli pohybu přizpůsoben průřezu výstupu vzduchu. Toto provedení je výhodné zejména ve spojení s výše objasněným provedením výstupku se zúženým koncem, protože tímto zúženým koncem se usnadní vnikání výstupku, protože není možno zcela vyloučit boční vůli pohybu roštového elementu.

Když podle dalšího výhodného provedení vynálezu nese opěrná a vodicí plocha roštového elementu dosedací část z materiálu odolného proti opotřebení, potom se zabrání zmenšení výstupu vzduchu, způsobenému otěrem, což prodlouží dobu životnosti roštových elementů. Bez zmíněné dosedací části odolné proti opotřebení by totiž roštový element v důsledku otěru klesal, čímž by se výstup vzduchu, vytvořený na jeho dolní straně, zmenšoval.

Pro korigování tohoto zmenšení výstupu vzduchu, způsobeného otěrem, je možno, nezávisle na tom, zda je roštový element opatřen dosedací částí odolnou proti opotřebení či ne, opatřit každý výstupek na jeho horní straně silně abrazivně působícím povrchem, čímž se výstup vzduchu při zvětšujícím se opotřebení opěrné a vodicí plochy roštového elementu tímto abrazivním povrchem výstupku volně brousí.

Výstup vzduchu může mít nejrůznější tvar. Podle prvního provedení může být výstup vzduchu proveden po celé šířce roštového elementu. Takové provedení však vyžaduje, jak již bylo blíže objasněno v souvislosti s roštem vytvořeným podle vynálezu, přídavné vedení pro každý roštový element, protože u tohoto provedení nemůže roštový element ve své hlavové části dosednout na roštový element nacházející se pod ním. Výstup vzduchu může být podle dalšího provedení vynálezu, až na dvě boční žebra, sloužící k vedení a podpírání, uspořádán po celé zbývající šířce roštového elementu. U tohoto provedení nemusí být provedena přídavná vedení, protože žebra ponechaná v oblasti boků se opírají o dolní roštový element. Zvlášť výhodné provedení spočívá v tom, že výstup vzduchu sestává z několika výstupních otvorů vzduchu, oddělených od sebe žebry. U tohoto provedení je výhodné, když jsou na horní straně každého roštového elementu vytvořeny výstupky, jejichž počet odpovídá počtu výstupních otvorů vzduchu, provedených jako vybrání otevřená směrem dolů. Tím je zaručeno to, že všechny výstupních otvory vzduchu, které spolu dohromady tvoří výstup vzduchu, jsou čištěny příslušnými výstupky.

Výše uvedený úkol dále splňuje rošt pro spalovací zařízení se střídavě pohyblivými a pevnými roštovými stupni, uspořádanými za sebou ve směru dopravy paliva a překrývajícími se navzájem na způsob střešních tašek, které jsou provedeny uspořádaných vedle sebe po jehož podstatou je, že je hlavě pevného roštového z jednotlivých roštových elementů, celé šířce roštu, podle vynálezu, opatřen podpěrným zařízením na elementu a vodicím zařízením pro každý pohyblivý roštový element, která udržují dolní stranu hlavy roštového elementu v odstupu nad dolním roštovým elementem pro vytvoření výstupu vzduchu, provedeného po celé šířce roštového elementu. Výstup vzduchu je tedy vytvořen tak, že dolní strana hlavy roštového elementu nacházejícího se nahoře nedosedne na roštový element uspořádaný pod ním, nýbrž je udržována vodicím zařízením v malém odstupu podle požadované velikosti průřezu výstupu vzduchu od dolního roštového elementu.

Když jsou v oblasti výstupu vzduchu uspořádána žebra rozmístěná buď v okrajových částech roštového elementu nebo po šířce roštového elementu, mohou tato žebra, upravená ve výstupní oblasti s výhodou sloužit jako podpěrné a vodicí zařízení každého roštového elementu na roštovém elementu nacházejícím se pod ním.

Když se podle dalšího výhodného provedení vynálezu nacházejí výstupky ve vratné poloze uvnitř výstupu vzduchu a tento výstup vzduchu v podstatě uzavírají, dojde tím krátkodobě k zastavení průchodu vzduchu, který při následujícím uvolnění výstupu vzduchu způsobí zesílené odfouknutí uvolněných částic.

Aby se zabránilo nežádoucímu vniknutí, respektive vtečení, plastifikovaných částic do výstupu vzduchu ve vratné poloze, je možno podle dalšího provedení vynálezu vytvořit výstupek, popřípadě výstupky, tak, aby v této vratné poloze nepatrně zasahoval za hlavový konec roštového elementu. Často je však postačující již to, když se výstupek, popřípadě výstupky, ve vratné poloze nachází v jedné rovině s hlavou

Ί roštového elementu.

Výše uvedený úkol dále splňuje způsob činnosti roštu s regulovatelnou délkou zdvihu pohyblivých roštových elementů, podle vynálezu, jehož podstatou je, že na libovolný počet prohrabávacích zdvihů se nastaví delší čisticí zdvih, při němž výstupek, popřípadě výstupky, vnikne do výstupu vzduchu. Nastavení čisticího zdvihu přitom může být s výhodou provedeno v závislosti na tlaku vzduchu panujícím pod roštovým elementem určeným k regulaci a/nebo na rychlosti primárního vzduchu v této oblasti.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje schematicky první provedení roštových elementů, uspořádaných na sobě na způsob střešních tašek, a obr. 2 až 4 další provedení roštových elementů.

Příklady provedení vynálezu

Jak vyplývá z obr. 1, sestává rošt pro spalovací zařízení z několika roštových elementů l, 2, uspořádaných na sobě na způsob střešních tašek, z nichž roštové elementy 1 jsou vratně pohyblivé ve směru šipek 12, 13 a roštové elementy 2 jsou uspořádány pevně. Pohyblivé roštové elementy 1 jsou poháněny hnacím zařízením 4, vykonávajícím potřebný zdvih při nutných prohrabávacích pohybech. Délka zdvihu a rychlost prohrabávání jsou regulovány, aby vedle různých jiných ovlivňovacích faktorů mohl být ovlivňován proces spalování na roštu. Každý roštový element 1, 2 má nezávisle na druhu své konstrukce upevňovací nebo hnací konec 5, který je zavěšen v držáku 6, přičemž tento držák 6 je v případě hnaných pohyblivých roštových elementů 1 pevně spojen s hnacím zařízením 4.. Každý roštový element 1, 2 má dále hlavu 7, nohu 8 a hřbet 9.

Na noze 8 je vytvořeno několik vybrání otevřených směrem dolů, která slouží jako výstupní otvory 10 vzduchu, to znamená primárního vzduchu přiváděného zdola. Tyto výstupní otvory 10 vzduchu tvoří výstup vzduchu.

Na každém hřbetě 9 jsou s výhodou přivrácené k upevňovacímu nebo hnacímu uspořádány výstupky 11.

v zadní části, konci 5, pevně jejichž počet odpovídá počtu výstupních otvorů 10 vzduchu. Tvar průřezu každého výstupku 11 je až na potřebnou pohybovou vůli přizpůsoben tvaru průřezu výstupního otvoru 10 vzduchu, přičemž výstupky 11 jsou uspořádány v dosažitelné oblasti zdvihu roštového elementu 1, 2, nacházejícího se nahoře. Tímto způsobem vnikají výstupky li do výstupních otvorů 10 vzduchu při každém čisticím zdvihu, provedeném mezi dvěma navzájem přiřazenými roštovými elementy

I a 2, a přitom odstraňují pevné částice nebo roztavenou hmotu, které do výstupních otvorů 10 vzduchu vnikly. Výstupky

II mohou být na svých koncích zúženy, aby se usnadnilo jejich zasunování do výstupních otvorů 10 vzduchu, jakož i určitý klínový účinek na zde pevně ulpělé částice.

Pod pojmem čisticí zdvih se rozumí největší zdvih, který je hnacím zařízením 4 nastavitelný. Podle stupně hrozícího ucpání výstupu vzduchu, tvořeného výstupního otvory 10 vzduchu, je možno nastavit, jak často mají být čisticí zdvihy prováděny. Odpovídající regulační opatření se provádějí v závislosti na tlaku vzduchu panujícím v oblasti pod roštovým elementem 1 určeným k regulaci a/nebo na rychlosti vzduchu v této oblasti.

Když jsou výstupky 11 uspořádány v zadní části každého roštového elementu 1, 2, uvolní se prostřednictvím výstupků

11, uspořádaných na pohyblivém roštovém elementu 1, výstupní otvory 10 vzduchu, například horního pevného roštového elementu 2, na konci dopředného pohybu, provedeného ve směru šipky 12. a sice ještě v průběhu čisticího zdvihu. V této fázi pohybu však vzhledem k dopřednému pohybu pohyblivého roštového elementu 1 neexistuje žádná posouvací síla na hlavě 7 dole se nacházejícího pevného roštového elementu 2. Ve výstupních otvorech 10 vzduchu pohyblivého roštového elementu 1 se však naproti tomu na konci čisticí fáze, směřující dozadu a sloužící k čištění, jejíž směr pohybu je označen šipkou 13. nacházejí výstupky 11 dolního pevného roštového elementu 2, přičemž v důsledku tohoto zpětného pohybu neexistuje na hlavě 2 pohyblivého roštového elementu 1 rovněž žádná posouvací síla, což vede k tomu, že se zamezí zasunutí pevných částic do výstupních otvorů 10 vzduchu prostřednictvím výstupků 11. Výstupky 11 však mohou být uspořádány i v jiných místech, pokud je však zaručeno, že v průběhu dosažitelného zdvihového pohybu vniknou do výstupních otvorů 10 vzduchu a uvolní je.

Žebra 3_, provedená v okrajové oblasti a mezi výstupními otvory 10 vzduchu, provedenými jako směrem dolů otevřená vybrání, slouží jako podpěrné a vodicí zařízení a opírají se o příslušný hřbet 9 dole se nacházejícího roštového elementu 1, 2.

Aby se zamezilo příliš velkému otěru žeber 3 vytvořených na noze 8 roštového elementu 1, 2, což by způsobilo zmenšení výstupních otvorů 10 vzduchu, může být každé žebro 2 opatřeno dosedací částí 14 odolnou proti opotřebení. Když tato dosedací část 14 odolné proti opotřebení není upravena, může být každý výstupek 11 na své horní straně opatřen abrazivním povrchem 15, takže při každém čisticím zdvihu je horní strana výstupních otvorů 10 vzduchu podle stupně opotřebení žeber 3 obrušována, čímž mohou být po určité době provozu tímto obrušováním výstupních otvorů 10 vzduchu roštové elementy 1, 2 přes vzniklé opotřebení provozovány i nadále, protože zmenšení výstupních otvorů 10 vzduchu, k němuž obvykle dojde v důsledku opotřebení nohy 8, popřípadě žeber 2_, roštového elementu 1, 2 se tímto obrušováním opět odstraní.

66/½ -½½

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Roštový element pro rošt, sestavený z roštových elementů překrývajících se navzájem na způsob střešních tašek a relativně vůči sobě posuvných v podélném směru, kterým se zdola přiváděný primární vzduch přivádí k palivu, nacházejícímu se na roštu, s upevňovacím nebo hnacím koncem a s hlavou, vyznačující se tím, že je opatřen výstupem (10) primárního vzduchu vytvořeným na dolní straně hlavy (7) roštového elementu (1, 2) a otevřeným směrem dolů, přičemž na horní straně každého roštového elementu (1, 2) je pevně vytvořen alespoň jeden výstupek (11) pro zasunutí do výstupu vzduchu v roštovém elementu, nacházejícím se v sestaveném stavu nad ním.
2. Roštový element podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m, že výstupek (11), nebo výstupky, je uspořádán v zadní části, přivrácené k upevňovacímu nebo hnacímu konci (5) roštového elementu (1, 2).
3. Roštový element podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že každý výstupek (11) je vytvořen ve tvaru jazýčku a každý konec, vnikající do výstupu (10) vzduchu, je vytvořen zúženě.
4. Roštový element podle jednoho z nároků 1 až 3, v y značující se tím, že výstupek (11), popřípadě výstupky, je až na potřebnou pohybovou vůli přizpůsoben průřezu výstupu (10) vzduchu.
5. Roštový element podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že jeho podpěrná a vodicí plocha (3) nese dosedací část (14) provedenou z materiálu odolného proti opotřebení.
6. Roštový element podle jednoho z nároků 1 až 5, v y značující se tím, že výstupek (11) je na své horní straně opatřen silně abrazivním povrchem (15).
7. Roštový element podle jednoho z nároků 1 až 6, v y značující se tím, že výstup (10) vzduchu je uspořádán po celé šířce roštového elementu (1, 2).
8. Roštový element podle jednoho z nároků 1 až 6, v y značující se tím, že výstup (10) vzduchu je až na dvě boční žebra, sloužící k vedení a podepření, uspořádán po celé zbývající šířce roštového elementu (1, 2).
9. Roštový element podle jednoho z nároků značující se tím, že výstup sestává z výstupních otvorů vzduchu oddělených (3).

1 až 6, v y (10) vzduchu od sebe žebry
10. Roštový element podle nároku 9, vyznačuj ící se t í m, že na horní straně každého roštového elementu (1, 2) jsou uspořádány výstupky (11), jejichž počet odpovídá počtu výstupních otvorů (10) vzduchu, vytvořených jako směrem dolů otevřená vybrání.
11. Rošt pro spalovací zařízení se střídavě pohyblivými a pevnými roštovými stupni, uspořádanými za sebou ve směru dopravy paliva a překrývajícími se navzájem na způsob střešních tašek, které jsou provedeny z jednotlivých roštových elementů podle jednoho z nároků 1 až 10, uspořádaných vedle sebe po celé šířce roštu, vyznačující se tím, že je opatřen podpěrným zařízením (16) na hlavě (7) pevného roštového elementu (2) a vodicím zařízením (17, 18) pro každý pohyblivý roštový element (1), která udržují dolní stranu (8) hlavy (7) roštového elementu (1, 2) v odstupu nad dolním roštovým elementem (2, 1) pro vytvoření výstupu (10) vzduchu, provedeného po celé šířce roštového elementu (1, 2).
12. Rošt pro spalovací zařízení se střídavě pohyblivými a pevnými roštovými stupni, uspořádanými za sebou ve směru dopravy paliva a překrývajícími se navzájem na způsob střešních tašek, které jsou provedeny z jednotlivých roštových elementů podle jednoho z nároků 1 až 10, uspořádaných vedle sebe po celé šířce roštu, vyznačující se tím, že žebra (3), upravená ve výstupní oblasti (10), slouží jako podpěrné a vodicí zařízení každého roštového elementu (1, 2) na roštovém elementu (2, 1) nacházejícím se pod ním.
13. Rošt podle nároku 11 nebo 12,vyznačuj ící se tím, že výstupky (11) se ve vratné poloze zdvihu nacházejí ve výstupu (10) vzduchu a v podstatě jej uzavírají.
14. Rošt podle nároku 13, vyznačující se tím, že výstupky (11) ve vratné poloze zdvihu nepatrně vyčnívají za hlavu (7) roštového elementu (1, 2).
15. Rošt podle nároku 13, vyznačující se tím, že výstupky (11) ve vratné poloze zdvihu leží v jedné rovině s hlavou (7) roštového elementu (1, 2).
16. Způsob činnosti roštu podle jednoho z nároků 11 až 15, s regulovatelnou délkou zdvihu pohyblivých roštových elementů, vyznačující se tím, že na libovolný počet prohrabávacích zdvihů se nastaví delší čisticí zdvih, při němž výstupek, popřípadě výstupky, vnikne do výstupu vzduchu.
17. Způsob podle nároku 16,vyznačující se tím, že nastavení čisticího zdvihu se provede v závislosti na tlaku vzduchu panujícím v oblasti pod roštovým elementem určeným k regulaci a/nebo v závislosti na rychlosti primárního vzduchu v této oblasti.