FI106576B - Tulipesä - Google Patents

Description

106576 v

Tulipesä

Tekniikan tausta

Keksintö liittyy polttolaitetekniikkaan ja koskee kiinteän polttoaineen polttamiseen 5 käytettävää tulipesää, jossa on vino arina jolle polttoaine syötetään ja jonka läpi johdetaan polttoilmaa. Keksintöä voidaan käyttää kaikenlaisten kiinteiden polttoaineiden polttoon.

Tunnetaan kiinteän polttoaineen tulipesiä, joissa on kiinteästi vinoon asentoon sijoitettu arina. Polttoaine tuodaan arinan yläosalle, josta se siirtyy palamisen edistyessä 10 alaspäin. Tunnetaan myös sellaisia laitteita, joissa arinaelementtejä tai arinan päällä olevia elementtejä voidaan arinan suunnassa liikuttaa polttoaineen siirtämiseksi arinalla. Tällaisissa laitteissa on monimutkaiset ja suhteellisen paljon käyttöenergiaa vaativat hydrauliset käyttölaitteet.

US-patentissa 3 713 403 on esitetty myös pyörien varassa siirrettävä viettävä arina-15 yksikkö, johon on sijoitettu myös polttoilman puhallin.

DE-patentissa 912 254 on esitetty polttolaite, jossa arinaa voidaan kääntää ja jossa ilmaa johdetaan arinan läpi.

Keksinnön kuvaus 20 Yleinen kuvaus

Nyt on keksitty patenttivaatimuksen 1 mukainen tulipesä. Keksinnön edullisia sovellutuksia esitetään muissa vaatimuksissa.

Keksinnön mukaisessa tulipesässä on pystytasossa käännettävä kalteva arina, erityisesti siten, että arinan kaltevuuskulmaa voidaan muuttaa. Näin arinaa liikuttelemalla 25 voidaan edistää palavan polttoaineen valumista. Liikuttelemalla edistetään myös polttoainekerroksen pysymistä tasaisena. Kallistuskulmaa muuttamalla saadaan arina lisäksi aina optimaaliseen asentoon käytettävän polttoaineen ja halutun tehon mukaan.

Keksinnön toisen piirteen mukaan tulipesässä on kalteva, parhaiten käännettävä 30 arina ja erillinen leijutusarina, jolle osittain palanut materiaali arinalta siirtyy.

2 106576

Keksinnön kolmannen piirteen mukaan tulipesässä on kalteva, parhaiten käännettävä arina ja sen alapään alapuolella tuhkatila, johon arinan alapäästä putoaa raskas palamaton materiaali.

Erityinen kuvaus 5 Keksinnön eräitä suoritusmuotoja selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti.

Oheiset piirustukset kuuluvat osana keksinnön erityiseen kuvaukseen. Piirustusten kuvio esittää tulipesää sivulta.

Kuvion mukaisessa tulipesässä on etuseinässä huoltoluukku 1 ja huoltokanava 2, joiden kautta tulipesän sisälle päästään suorittamaan tarvittavat asennus-, korjaus- ja 10 puhdistustyöt ja joiden kautta jäljempänä selostettava arinayksikkö voidaan siirtää tulipesään tai siitä pois.

Tulipesän pohjalla on keinutuskoneisto 3, jonka avulla arinarungon 4 kallistuskulmaa voidaan muuttaa. Keinutuskoneistossa on kampi, jonka yläpää on laakeroitu irrotettavan vaakasuoran tapin avulla arinarunkoon ja alapää rungon alapuolella ole-15 valle kampiakselille. Kampiakselia pyörittämällä saadaan arinarunko keinuvaan liikkeeseen. Kampiakselin pyöritys voidaan toteuttaa esimerkiksi sähkömoottorin ja ajastimen avulla.

Arinarunko 4 on tulipesän pituussuuntainen kaukalo, jossa on pohjassa ensiöilman syöttöaukko. Arinapinta viettää alaspäin. Se muodostuu pitkittäisistä irrallisista ari-20 naraudoista 5, joiden välistä ensiöilma pääsee virtaamaan. Arinaraudat on sijoitettu porrasmaisesti kahteen tai useampaan peräkkäiseen riviin kaukalon alapään ja poikittaisten tukien varaan siten, että ylemmän rivin alapää on alemman rivin yläpään päällä. Kaukalon yläpäässä on ohjauslevy, joka estää ilman virtauksen arinapinnan ohi yläpäästä ja polttoaineen pääsyn arinapinnan yläpään ohi arinapinnan alle.

25 Arinaraudoisssa on sivuilla noin 20-30° (parhaiten noin 25°) kulmassa alapinnasta yläpinnalle ulottuvia uria, joista polttoilma pääsee virtaamaan. Arinarautojen alapinnalla on jäähdytysripa, joka toimii samalla tukena siten, että ylemmän raudan alapää .? pysyy alemman raudan yläpään varassa. Arinarunko toimii ilmalaatikkona, joka jakaa ensiöilman tasaisesti arinapinnalle. Samalla ilma jäähdyttää arinarautoja ja näin 30 estää niitä palamasta. Arinarautojen pinta voi olla sopivalla tavalla muotoiltu. Arinan ja tulipesän sivuseinien väli on mahdollisimman pieni (esim. muutamia millimetrejä), ettei polttoainetta pääse putoamaan sivulta tulipesän pohjalle.

• 3 106576

Tulipesän pohjalla on poikittainen ilmakanava 6, johon johdetaan polttoilmaa puhaltanen avulla. Ilmakanavan vieressä on toisioilmakanava, johon ilmakanavasta on yhteys. Toisioilman osuutta säädellään kanavien välissä olevan säätimen avulla.

Säädin on tässä yläreunastaan saranoitu kääntyvä läppä. Säätaneen voidaan liittää 5 sopiva ohjausjäijestelmä.

Ilmakanavan 6 päällä on kyljellään olevan puolilieriön muotoinen tiivistepinta 8, jonka vaipan keskellä on ensiöilman kulkuaukko. Arinarungon 4 pohjassa on tiivis-tepintaa vastaava aukko. Sen etu- ja takareunasssa on arinan tiivistepintana 9 pyöreä tanko, joka painuu vasten lieriöpintaa ilma-aukon alapuolelta. Arinarungon sivusei-10 nät ovat tiiviisti vasten lieriön päätyjä. Arina lepää omalla painollaan tiiviisti vasten puolilieriöpintaa. Keinutuskoneiston 3 avulla arinaa voidaan kuitenkin liikutella edestakaisin.

Polttoainetta (esim. hake, turve, puru, kuori tms.) syötetään arinan yläpäähän ja samalla johdetaan arinan läpi ensiöilmaa ja suoritetaan sytytys. Arinan viettävän ra-15 kenteen ja suunnatun ilmavirtauksen ansiosta polttoaine siirtyy palaessaan arinapin- nalla alaspäin. Vastaavasti syötetään lisää polttoainetta yläpäähän. Ensiöilmaa syötetään sen verran että polttoaine palaa arinalla vain osittain siten, että osa polttoaineesta hiiltyy. Hiekka ym. raskas palamaton tai palanut materiaali putoaa alapäästä tulipesän pohjalle, josta se poistetaan tuhkaruuvin tai -laatikon avulla.

20 Huoltotöitä varten arina voidaan poistaa pesästä kanavan 2 ja luukun 1 kautta. Isoissa laitoksissa voidaan kanavaan tehdä sopivat johteet tai rullarata arinan liikuttami-. sen helpottamiseksi.

Hiiltyneet partikkelit lentävät arinan alapäästä ilmasuihkujen vaikutuksesta hiekan-pudotusvälin 10 yli tulipesän takaseinällä hieman arinan alapuolella olevaan leiju-25 tusmaljaan 11. Leijutusmaljassa on kolme keraamisella materiaalilla 12 suojattua seinää, avoin etuseinä ja revitetty pohja. Malja lepää irrallaan ilmalaatikon päällä, johon syötetään ilmaa puhaltanen 13 avulla. Leijutusmaljassa ja sen yläpuolella hii-. ·. , lihiukkaset palavat korkeassa lämpötilassa erittäin puhtaasti.

Leijutusmaljan sivuilla on välit, joista tuhka pääsee putoamaan pohjalle.

30 Leijutusmaljan yläpuolella on takaseinästä ulkoneva tulikynnys 14, jolla palokaasujen virtausta ohjataan.

« 4 106576

Tulipesä on sisältä sopivasti vuorattu tulenkestävällä materiaalilla. Ulkopuolella voi olla esimerkiksi vuorivillaeristys 15.

Polttoaine syötetään tässä arinan yläpuolella olevan ruuvin 16 avulla. Syötettävää polttoainetta, kuten haketta, voidaan tarvittaessa sopivalla tavalla esikuivata.

5 Toisioilmakanava jatkuu tulipesän sivuseinillä ja päättyy tulipesän yläosassa oleviin toisioilma-aukkoihin 17. Näin tulipesän yläosa toimii jälkipolttokammiona, jossa palavat erityisesti alempana uimissa muodostuneet kaasuuntuneet palavat tuotteet. Näin energia saadaan talteen mahdollisimman tarkasti ja palamiskaasut mahdollisimman puhtaaksi.

10 Palo johdetaan tulipesästä ylhäällä olevan tuliputken 18 kautta esimerkiksi kattilan lämmitykseen.

Arinaa liikuttelemalla voidaan edistää palavan polttoaineen valumista arinalla. Liikuttelemalla edistetään myös polttoainekerroksen pysymistä tasaisena. Kallistus-kulmaa muuttamalla saadaan arina lisäksi aina optimaaliseen asentoon käytettävän 15 polttoaineen ja tarvittavan tehon mukaan. Myös leijutusmaljan, jälkipolton ja muiden säätömahdollisuuksien ansiosta palaminen on mahdollisimman täydellistä.

Laitteisto on rakenteeltaan yksinkertainen. Siinä on liikkuvia ja kuluvia osia erittäin vähän, eikä arinassa ole ylimääräisiä laitteita kuten puhaltimia tai hydraulisia tai mekaanisia liikuteltavia osia. Täten valmistus- ja kunnossapitokustannukset ovat al-20 haiset.

; Arinan ja sen rautojen irrotettavuuden vuoksi huoltotyöt on myös helppo suorittaa, eikä kattilaa esimerkiksi tarvitse jäähdyttää huollon ajaksi.

Kallistuslaitteiston käyttö kuluttaa vain suhteellisen vähän energiaa, esimerkiksi kattilateholla 10-2000 kW vain noin 150-750 W.

Claims (6)

1. Tulipesä, jossa on kalteva arina (5), jossa on ilmarakoja, laitteisto (3) arinan kaltevuuskulman muuttamiseksi, laitteisto (16) kiinteän polttoaineen syöttämiseksi arinalle sen yläpäähän ja laitteisto (6, 4) polttoilman johtamiseksi arinan alta sen 5 läpi, tunnettu siitä, että arina (5) on sijoitettu ilmalaatikkona toimivaan arinarun-koon (4), että tulipesässä on puolilieriön muotoinen tiivistepinta (8) ja arinarungon pohjassa tiivistepintaa vastaava aukko, jolloin arinarunko kääntyy tiivistepinnan varassa, ja että tulipesässä on laitteisto (7) polttoilman johtamiseksi tiivistepinnan läpi arinan alle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tulipesä, tunnettu siitä, että siinä on kampi- akselilaitteisto (3) arinan kääntämiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tulipesä, tunnettu siitä, arinassa (4, 5) on ilmarakoja, jotka on suunnattu arinan alapäätä kohti.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen tulipesä, tunnettu siitä, että arinan 15 alapään jatkeena on leijutusarina (11), johon osittain palanut polttoaine arinalta siir tyy.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tulipesä, tunnettu siitä, että arinan ja leijutus-arinan välissä on rako (10).

5 106576

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen tulipesä, tunnettu siitä, että arinan 20 (4, 5) alapään alapuolella on tuhkatila, johon raskas palamaton materiaali arinan ala- päästä putoaa. 1 Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen tulipesä, tunnettu siitä, että siinä on laitteisto (6, 7, 17) jälkipolttoilman johtamiseksi tulipesän yläosaan. 106576