CZ279593B6 - Spalovací kotel - Google Patents

Abstract

Spalovací kotel sestávající z komory, v níž je umístěn mechanismus pro přívod paliva do spalovací komory (14), jež je od komory oddělena stěnou (15). Spalovací komora (14) je opatřena šikmým roštem (9), tvořeným stupňovitě a střídavě uspořádanými pevnými deskami (10) a pohyblivými deskami (11) se společným pohonem (8). Mezi každou pevnou deskou (10) a každou pohyblivou deskou (11) je vytvořena mezera pro přívod spalovacího vzduchu. Pevné desky (10) jsou vertikálně přestavitelně upevněny na prvním společném držáku (20) kotle a pohyblivé desky (11) jsou vertikálně přestavitelně upevněny na druhém společném držáku (29) kotle.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká spalovacího kotle, sestávajícího ze spalovací komory, opatřené šikmým roštem, tvořeným stupňovitě a střídavě uspořádanými pevnými deskami a vratně pohyblivými deskami se společným pohonem, přičemž mezi každou pevnou deskou a každou pohyblivou deskou je vytvořena mezera pro přívod spalovacího vzduchu.

Dosavadní stav techniky

U spalovacích pecí, do kterých se přivádí palivo kontinuálně nebo přerušovaně, se požaduje pokud možno co nejdokonalejší spálení paliva, aby byl odpad popílku pokud možno co nejmenší. Z tohoto důvodu se požaduje, aby bylo palivo na roštu poměrně velmi dlouho, aby byla k dispozici doba potřebná pro co nejdokonalejší spálení. Aby se přitom vytvořily rovnoměrné podmínky pro spalování, je žádoucí přepravovat palivo na roštu z jednoho konce na druhý, aby bylo možné dodávat čerstvé palivo a tak se vytvořil pro všechno spalované palivo jednotný stav. Při přepravě paliva z jednoho konce roštu na druhý je třeba zajistit, aby žádné palivo před dosažením konce roštu na straně odpadu popílku nemohlo roštem propadnout, protože palivo, které by propadlo, zpravidla není ještě úplně spálené.

Z prospektu firmy Vyncke je známý spalovací kotel s roštem v úvodu zmíněného typu. Rošt je u tohoto provedení vytvořen ze stupňovitě uspořádaných pevných desek, mezi kterými je uspořádána vždy jedna vratně se pohybující deska. Pohybující se desky jsou vytvořeny duté a jsou protékány vodou, čímž se má dosáhnout ochrany materiálu desek. Mezilehlými prostory mezi pohyblivými a pevnými deskami proudí primární vzduch pro spalování, zatímco bočními otvory stěny kotle, které jsou uspořádány v úrovni palivového lože, může vstupovat sekundární vzduch. Pohyb pohyblivých desek roštu zajišťuje přemisťování paliva po stupních roštu směrem dolů, přičemž na nejnižším konci roštu padá palivo do nádoby na popel. Spalování v ohništi nebo v topeništi je podporováno plamenem, který je od boční stěny kotle nasměrován na rošt a který je vytvářen z jiného paliva, například z plynu. Aby se při přemisťování paliva po roštu, kdy se mění jeho kvalita, dosáhlo přizpůsobení přívodu vzduchu, jsou pod roštem uspořádány různé komory, do kterých je foukán spalovací vzduch v různých množstvích, ve kterých potom vystupuje skrz příslušné mezilehlé prostory roštu. Šikmo nad roštem uspořádaný a vodou chlazený tepelný štít zajišťuje relativně rychlé ochlazování spalovaného plynu nad roštem. Uspořádání pohyblivých desek a pevných desek roštu je provedeno tak, že mezi dvěma stacionárními deskami se vytváří vždy jen jedna mezera, protože jedna stacionární deska a jedna pohyblivá deska dosedají vždy bezprostředně na sebe.

Známý spalovací kotel s tímto roštem má celou řadu nedostatků. Použití primárního a sekundárního vzduchu neumožňuje dokonale kontrolovatelné spalování. Totéž platí pro vodní chlazení pohyblivých desek roštu, které neumožňuje úplné spalování obtížně spalitelného paliva, například odpadu. Pohyblivé desky, které

-1CZ 279593 B6 jsou uloženy na pevných deskách, podléhají poměrně značnému opotřebení, protože pevné částice paliva při relativním pohybu na sobě uložených desek poškozují jejich povrchy. Další nevýhoda známého kotle spočívá vtom, že palivo padána rošt přes zkosení. Proto zcela podléhá náhodě a nikdy nelze předem říci, kde se palivo na roštu zastaví. Je potom samozřejmé, že z toho vyplývají různé doby setrvání jednotlivých části paliva na roštu.

Z uvedených důvodů neumožňuje známý kotel úplné a v dostatečné míře kontrolovatelné spalování paliva. Mimoto neumožňuje tento známý kotel výrazné snížení obsahu škodlivin ve spalovaných plynech.

Podstata vynálezu

Vynález si klade za úkol vytvořit spalovací kotel s roštem, který by umožňoval kontrolovatelné a co nejúplnější spalování, případně i z hlediska spalování problematických paliv, jako je například odpad.

Vytčený úkol se řeší spalovacím kotlem v úvodu zmíněného typu, jehož podstata podle vynálezu spočívá v tom, že pevné desky šikmého roštu jsou vertikálně přestavitelně upevněny na prvním společném držáku a pohyblivé desky šikmého roštu jsou vertikálně přestavitelně upevněny na druhém společném držáku.

Výšková přestavitelnost jednotlivých desek šikmého roštu umožňuje nastaveni různých mezilehlých prostorů pro průchod spalovacího vzduchu, což umožňuje jednak nastavit mezilehlé prostory podle různých spalovaných paliv a jednak různou nastavitelnost po délce šikmého roštu, čímž se zajistí vytvoření požadovaného profilu proudění spalovacího vzduchu šikmého roštem. Tím lze nastavit na začátku šikmého roštu nižší nízkotepelnou karbonizaci uhlí než je stechiometrická, zatímco na konci šikmého roštu dochází k nadstechiometrickému úplnému dokonalému spalování. K tomu-účelu lze zvětšit mezilehlé prostory mezi deskami na konci šikmého roštu.

Spalovací kotel je podle zvláště výhodného provedení vynálezu vytvořen tak, že se spalování uskutečňuje výlučně s primárním vzduchem, který prochází mezilehlými prostory mezi deskami, přičemž není připouštěn žádný sekundární vzduch. Uložením pevných desek na jedné straně a pohyblivých desek na druhé straně vždy společného držáku lze uskutečnit uložení sousedících pevných pohyblivých desek nezávisle na sobě. Tím odpadá nutnost uložit desky jednoho druhu na deskách druhého druhu, čímž se podstatně sníží odpovídající mechanická namáhání. Podle vynálezu se vytvářejí vzduchové mezery mezi jednou pevnou deskou a dvěma sousedícími pohyblivými deskami, případně mezi jednou pohyblivou deskou a oběma sousedícími pevnými deskami. Druhý společný držák pro pohyblivé desky umožňuje snadnou realizaci jejich pohonu pro vratný pohyb, a tó tak, že se zajistí vratný pohyb celého druhého společného držáku pohyblivých desek.

Podle výhodného uspořádání jsou pohyblivé desky ve svých krajních polohách vzájemně překryty s oběma sousedícími pevnými deskami. Tím se zabrání propadání paliva šikmým roštem.

-2CZ 279593 B6

Podle konstrukčně velmi jednoduchého a výhodné provedení jsou desky uloženy ve společných držácích na výškově přestavitelný deskových svislých podpěrách.

Druhý společný držák je podle výhodného provedení vytvořen jako žlab s průřezem ve tvaru písmene U, na jehož bočních stěnách jsou upevněny deskové svislé podpěry pro pohyblivé desky. Spojení pohyblivých desek s odpovídajícími deskovými svislými podpěrami lze uskutečnit prostřednictvím šroubových spojů.

U konstrukčně výhodného provedení mají s prvním společným držákem spojené deskové svislé podpěry odstupňovanou horní hranu a v odstupňování je vytvořeno zahloubení, v němž je uložena pevná deska. Do tohoto zahloubení může být pevná deska prostě vložena a tím je pevně držena bez dalších upevňovacích prostředků.

S výhodou jsou deskové svislé podpěry uspořádány tak, že na sebe těsně navazují a přívod vzduchu je upraven uvnitř deskových svislých podpěr. Tak se spolehlivě zabrání přívodu bočního sekundárního vzduchu.

Podle výhodného vytvoření spalovacího kotle podle vynálezu je ústrojí pro přívod paliva k šikmému roštu tvořeno přiváděcím dnem, které je upraveno v úrovni nejvyšší desky šikmého roštu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladech provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn spalovací kotel zejména pro spalování odpadu. Na obr. 2 je schematicky znázorněno detailní uspořádání šikmého roštu ve spalovacím kotli podle obr. 1.

Na obr. 3 je znázorněn druhý společný držák pro pohyblivé desky,, jehož průřez je vytvořen ve tvaru písmene U. Obr. 4 znázorňuje otvory opatřenou profilovanou kolejnici pro první společný držák pevné desky.

Na obr. 5 je schematicky znázorněn šikmý rošt o velké šířce, který je sestaven ze tří vedle sebe uspořádaných jednotlivých šikmých roštů podle obr. 2.

Příklady provedení vynálezu

Do spalovacího kotle, který je schematicky znázorněn na obr. 1, se přivádí palivo přes klapku 1, uspořádanou v krytu. Palivo je s výhodou homogenně smícháno s bazickou přísadou, aby byly kyselinotvorné prvky vázány neutralizační reakcí na neškodné soli. Palivo dopadá na posuvné dno 2, které je opatřeno klíny 2 ve tvaru pilových zubů, z nichž alespoň některé jsou vratně pohyblivé prostřednictvím pohonu 4. Protože palivo se může dostat přes ploché zešikmení ve tvaru pilového zubu vytvořeného klínu 3, avšak strmým zešikmením je posunováno vpřed, pohybuje se palivo k přední hraně 4. posuvného dna 2 a zatlačuje výkyvné zavěšenou klapku 5 na stranu a padá na přiváděči dno 6, po kterém se pohybuje smýkadlo Ί_, vratně poháněné společným pohonem χ. Krytem spalovacího kotle lze k palivu, které je uloženo na přiváděcím

-3CZ 279593 B6 dnů 6, přidávat bazickou přísadu v kapalné podobě, jak je to na obr. 1 znázorněno oběma šipkami. Toto přidávání je nadbytečné, pokud bylo před tím palivo homogenně spojeno s bazickým aditivem.

Na přiváděči dno 6 navazuje ve stejné výšce začátek šikmého roštu 9., který sestává ze stupňovitě uspořádaných pevných desek a mezi nimi uspořádaných pohyblivých desek 11. Pohyblivé desky jsou na obr. 1 znázorněny ve své zasunuté poloze, ve které se částečně překrývají s pod nimi uspořádanými pevnými deskami 10. Prostřednictvím vratného pohybu, který je zajišťován stejným společným pohonem 8., jako pohon smýkadla 7, je posouváno palivo po šikmém roštu 9 šikmo dolů, až úplně shoří a spadne do nádoby na popel, ze které je popel odstraňován například prostřednictvím dopravního šneku 13,. Spalovací prostor 14, který je uspořádán nad šikmým roštem 9, je ve směru k přiváděcímu dnu 6 a k posuvnému dnu 2 vymezen stěnou 15, která je držena v držáku 16, uspořádanému poněkud nad začátkem šikmého roštu 9.. Spalované plyny procházejí průchodem 17, který je uspořádán pod stropem, k výstupu 18 spalovacího kotle. Pokud jsou stěny spalovacího kotle dobře izolované a pokud mají vysokou tepelnou kapacitu a pokud mohou případně vyzařovat teplo, je možné prostor nad šikmým roštem 9 vytápět na značně vysoké teploty, čímž se zajistí rozpad škodlivin, obsažených ve spalovaných plynech na neškodně složky. Na výstup 18 spalovacího kotle může navazovat tepelný výměník, filtr apod.

Konstrukce šikmého roštu 9 je v dalším podrobněji vysvětlena ve spojení s obr. 2. Pohyblivé desky 11 jsou upraveny, stejně tak jako pevné desky 10., po celé šířce šikmého roštu 9. Uvnitř této šířky jsou uspořádány dva profilové kusy 19 ve tvaru písmene U, které pracují jako první společný držák 20, a to pro pevné desky 10. Profilový kus 19 ve tvaru písmene U je detailně znázorněn na obr. 4. Má osm dvojic otvorů 21, na kterých je přišroubována vždy jedna desková svislá podpěra 22. Deskové svislé podpěry 22 mají dva podélné otvory 23., 24., z nichž jeden je vytvořen ve tvaru písmene T a tak umožňuje seřizování jak ve svislém, tak i ve vodorovném směru. Prostřednictvím šroubového spoje deskových Svislých podpěr 22 v jejich podélných otvorech 23 , 24 jsou deskové svislé podpěry 22 výškově přestavitelné na prvním společném držáku 20.· Deskové svislé podpěry 22 mají na svých horních hranách odstupňování 25, prostřednictvím kterého se vytváří zahloubení 26., které je otevřené vzhledem k v dopravním směru předcházející deskové svislé podpěře 22. Do zahloubení 26 je vložen odpovídající pevná deska 10, která tak spočívá na dvou blízko protilehlých stěn kotle uspořádaných deskových svislých podpěrách 22. Na obr. 2 na sebe těsně navazuje osm deskových svislých podpěr 22., které vytvářejí spáry 27.

Uvnitř prvního společného držáku 20 je uspořádán žlab 28. s průřezem ve tvaru písmene U, který vytváří druhý společný držák pro pohyblivé desky 11. Žlab 28 s průřezem ve tvaru písmene U je v detailu znázorněn na obr. 3 a sestává z pravoúhlého dna a dvou bočních stěn 31, jejichž výška se v souladu se zešikmením šikmého roštu 9 zmenšuje v dopravním směru. Boční stěny 31 jsou opatřeny dvojicemi vývrtů 32, které navzájem lícují. Prostřednictvím jedné dvojice vývrtů 31 je na odpovídající boční stěně 31 žlabu 28 upevněna vždy jedna desková svislá podpěra 33. I v tomto případě je provedeno upevnění prostřednictvím dvojic

-4CZ 279593 B6 podélných otvorů 3 4 , 35, což umožňuje výškově přestavovat deskové svislé podpěry 33,- Na horních hranách 36 deskových svislých podpěr 33 se opírá vždy jedna pohyblivá deska 11, která je k deskové svislé podpěře 33 přišroubována prostřednictvím upevňovacího úhlu. Tak jsou pohyblivé desky 11 tedy rovněž podepřeny a drženy dvěma deskovými svislými podpěrami 33 , přičemž rozteč nebo vzdálenost mezi body podepření je o něco menší než rozteč nebo vzdálenost mezi body podepření pevných desek 10 na příslušných deskových svislých podpěrách 22. Také deskové svislé podpěry 33 navazují těsně jedna na druhou a vytvářejí spáry 37.

Přívod vzduchu se uskutečňuje žlabem 28 s průřezem ve tvaru písmene U, a to prostřednictvím podtlaku, který se vytváří nad šikmým roštem 9a prostřednictvím kterého se nasává vzduch mezi pevnými deskami 10 a pohyblivými deskami 11. Na podkladě přívodu vzduchu, způsobeného podtlakem, se vytváří mimořádně rovnoměrné proudění vzduchu, které lze v případě potřeby řídit prostřednictvím rozdílných vzdáleností, případně roztečí mezi pevnými deskami 10 a pohyblivými deskami 11 na začátku šikmého roštu 9 proti konci šikmého roštu 9 tak, že se na začátku šikmého roštu 9 vytváří nízkotepelná karbonizace nižší než stechiometrická, zatímco na konci šikmého roštu 9 se vytváří nadstechiometrické spalováni, které však nevede k nepřípustnému zvýšení teploty palivového lože, protože palivo je na konci šikmého roštu 9 již do značné míry zpopelněno, takže nemůže dojít k nadměrnému zvýšení teploty ani při přehnané nabídce spalovacího vzduchu, která je k dispozici. Nadměrné množství kyslíku naopak může v komoře dodatečných reakcí příznivě ovlivnit, případně umožnit tepelný rozpad škodlivin.

Protože podepření pevných desek 10 a pohyblivých desek 11 se uskutečňuje - tak jak je to znázorněno - jen na dvou čarách poblíž konce pevné desky 10 a pohyblivé desky 11 prostřednictvím hran deskových svislých podpěr 22, 33 , je možné používat jen pevné desky 10 a pohyblivé desky 11 o určité maximální délce, protože při jejím překročení by se riskovalo prohnutí pevných desek 10 a pohyblivých desek 11 a tím i nedefinovaná přivádění spalovacího vzduchu. Pokud by měl být vzhledem k požadovanému výkonu spalovacího kotle používán šikmý rošt 9 o větší šířce, může být složen - tak jak je to schematicky znázorněno na obr. 5 - z většího počtu jednotlivých šikmých roštů 9. V takovém případě lze použít pevné desky 10 a pohyblivé desky 11 jednotlivého šikmého roštu 9, tak jak byl znázorněn u příkladu provedení podle obr. 2, přičemž se bez podstatných mezilehlých prostorů doplní tři řady pevných desek 10 a pohyblivých desek 11 na požadovanou větší šířku šikmého roštu 9, aniž by tím došlo k nebezpečí prohnutí pevných desek 10 a pohyblivých desek 11, které by mohlo vzniknout při jejich případném neúměrném prodlužování.

Claims (8)

1. Spalovací kotel, sestávající ze spalovací komory, opatřené šikmým roštem, tvořeným stupňovitě a střídavě uspořádanými pevnými deskami a vratně pohyblivými deskami se společným pohonem, přičemž mezi každou pevnou deskou a každou pohyblivou deskou je vytvořena mezera pro přívod spalovacího vzduchu, vyznačující se tím, že pevné desky (10) šikmého roštu (9) jsou vertikálně přestavitelně upevněny na prvním společném držáku (20), a pohyblivé desky (11) šikmého roštu (9) jsou vertikálně přestavitelně upevněny na druhém společném držáku (29).

2. Spalovací kotel podle nároku 1, vyznačující se t í m, že pohyblivé desky (11) jsou ve svých krajních polohách vzájemně překryty s oběma sousedícími pevnými deskami do).

3. Spalovací kotel podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že desky (10, 11) jsou uloženy ve spiolečných držácích (20, 29) na výškově přestavitelných deskových svislých podpěrách (22, 33).

4. Spalovací kotel podle nároku 3, vyznačující se tím, že druhý společný držák (29) je vytvořen jako žlab (28) s průřezem ve tvaru U, na jehož bočních stěnách (31) jsou upevněny deskové svislé podpěry (33) pro pohyblivé desky (11).

5. Spalovací kotel podle nároku 4, vyznačující se t í m, že pohyblivé desky (11) jsou s deskovými svislými podpěrami (33) spojeny šroubovými spoji.

6. Spalovací kotel podle nároku 3, vyznačující se tím, že prvním společným držákem (20) spojené deskové svislé podpěry (22) mají odstupňovanou horní hranu a v odstupňování (25) je vytvořeno zahloubení (26), v němž je uložena pevná deska (10).

7. Spalovací kotel podle jednoho z nároků 3 až 6, v y z n a č u jící se tím, že deskové svislé podpěry (22, 33) na sebe těsně navazují a přívod vzduchu je upraven uvnitř deskových svislých podpěr (22, 33).

8. Spalovací kotel podle nároku 1, vyznačující se t í m, že ústrojí pro přívod paliva k šikmému roštu (9) je tvořeno přiváděcím dnem (6), které je uspořádáno v úrovni nejvyšší desky (10, 11) šikmého roštu (9).