HU212083B - Grate and boiler having such grate - Google Patents

Description

A leírás terjedelme: 10 oldal (ezen belül 5 lap ábra)

HU 212 083 B

A találmány tárgya rostély és ilyen rostélyú kazán. A rostély lépcsőszerűen elhelyezett lapokból áll, amelyek közül minden második ide-oda mozgatható, ezért hajtószerkezettel van ellátva. A lapok közötti tereken áramlik át az égési levegő.

A tüzelőanyaggal folytonosan vagy szakaszosan táplált kazánoknál az ún. salakveszteség minimalizálása végett a tüzelőanyag minél teljesebb elégetésére törekszenek. Evégett a tüzelőanyagnak viszonylag hosszú ideig kell a rostélyon tartózkodnia, hogy a tökéletes égéshez szükséges égési idő rendelkezésre álljon. Folyamatos égési feltételek létrehozása végett a tüzelőanyagot a rostélyon ennek egyik végéről a másik végére kell továbbítani, hogy friss tüzelőanyagot lehessen bevinni és így nagyjából egyenletes állapot álljon be. A tüzelőanyagnak a rostély egyik végétől a másik végéhez való továbbításakor arra kell törekedni, hogy a rostély salak oldali végének elérése előtt egyetlen tüzelőanyagrészecske se essen át a rostélyon, mert lehetséges, hogy az áteső tüzelőanyag még nem égett ki teljesen.

A Vyneke cég egy prospektusából ismeretes egy ilyen típusú rostély. Ennek az ismert rostélynak lépcsőszerűen elrendezeti, álló lapjai vannak, amelyek között egy-egy ide-oda mozgatható lap van. A mozgatható lapok üregesek és víz áramlik bennük. Ennek célja a lapok anyagának kímélése. A mozgatható és álló lapok között az égéshez primér levegő áramlik át, míg a kazánfal oldalsó nyílásain a tüzelőanyagágy magasságában szekunder levegő léphet be. A rostély mozgatható lapjainak mozgatása következtében a tüzelőanyag lefelé halad a rostély lépcsőzetén, majd a rostély alsó végén egy salaktérbe hullik. Az égést a tüzelőtérben a kazán egyik oldalfalától a rostélyra irányított láng támogatja, amit egy másfajta tüzelőanyag, pl. gáz táplál. Annak érdekében, hogy a levegőbevezetés a tüzelőanyagnak a rostélyon való haladás közben változó minőségéhez alkalmazkodjon, a rostély alatt különböző kamrák vannak, amelyekbe az égési levegőt különböző mennyiségben lehet befújni. Ez a levegő a rostély megfelelő közbenső terein át lép ki. A rostély fölött ferdén elhelyezett, vízhűtésű hőpajzs viszonylag gyorsan lehűti a rostély felett lévő füstgázokat. A rostély mozgó lapjai és álló lapjai úgy vannak elhelyezve, hogy két álló lap között mindig csak egy rés keletkezik, mivel egy álló lap és egy mozgó lap mindig közvetlenül felfekszik egymásra.

Ennek az ismert rostélynak számos hátránya van. A primér és szekunder levegő alkalmazása nem teszi lehetővé a teljesen szabályozott égést. A mozgatható rostélylapok vízhűtése pedig nem teszi lehetővé nehezen égő tüzelőanyag, pl. szemét, tökéletes elégését. Az álló lapokra illeszkedő mozgatható lapok jelentős kopásnak vannak kitéve, mivel a tüzelőanyag szilárd részecskéi az egymáson fekvő lapok viszonylagos mozgásakor koptatják a lapok felületét. Ennek az ismert kazánnak további hátránya, hogy a friss tüzelőanyag ferde pályán hullik a rostélyra. Ezért teljesen véletlenszerű, hogy milyen messzire ömlik a tüzelőanyag a rostélyra, amíg megáll. Belátható, hogy a tüzelőanyagrészek emiatt teljesen eltérő ideig vannak a rostélyon.

Ez az ismert kazán tehát nem teszi lehetővé a tüzelőanyag tökéletes és kellően szabályozott elégetését. Emellett az ismert kazán nem teszi lehetővé a füstgázok károsanyag-tartalmának jelentős csökkentését.

Az ismert hasonló célú megoldásokra példát lehet találni az US 4 676 176 számú szabadalmi leírásban is. A megjelölt nyomtatvány ismertette tüzelőberendezés rostélyánál is álló és mozgó rostélyelemek vannak. A mozgó rostélyelemeket hidraulikus szerkezet működteti. Az égési levegőt a rostélyelemek között vezetik az égés helyére. A tüzelőanyag rostélyelemek közti áthullásának megakadályozására a szomszédos rostélyelem tetején csúszó kotró lapok szolgálnak. Ezek a csúszó kotró lapok koptatják a rostélyelemeket. E koptató hatás csökkenti a rostélyelemek élettartamát; a mozgatás energiaigényét növeli; a karbantartás egyre nagyobb ráfordítást igényel; a rostélyelemek különböző mértékű kopása a tüzelés egyenetlenségéhez vezet; mindezeken túl a szóbanforgó szerkezet bonyolult.

Találmányunk célja olyan rostély, ill. kazán kialakítása, ami adott esetben problematikus tüzelőanyag, pl. szemét szabályozott és tökéletes elégetését is lehetővé teszi.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy megtartjuk azt az ismert megoldást, miszerint a rostélyban az álló lapok egy közös alsó tartóhoz, a mozgatható lapok egy közös második tartóhoz vannak rögzítve és mindegyik lap rögzítési magassága a tartón változtatható, de a magasságirányban történő állítást a lapok közötti teret oldalról lezáró, a lapokat alátámasztó támaszokkal valósítjuk meg, amelyek magasságirányban szintén állíthatók.

A rostély egyes lapjai magaságának állíthatósága épp úgy mint a már hivatkozott nyomtatvány ismertette megoldásnál - lehetővé teszi különböző nagyságú közbenső terek beállítását az égési levegő átömlése számára, ugyanakkor a találmány értelmében változtatható magasságú támaszok mindig kizárják hamis levegő oldalirányú behatolását. így a közbenső tereket egyrészt adaptálni lehet különböző tüzelőanyagokhoz, másrészt a rostély hosszában különbözőképpen lehet a közbenső tereket beállítani, hogy létrejöjjön a kívánt áramlási profil a rostélyon átmenő égési levegő számára. Ily módon a rostély elején a sztöchiometrikus arány alatti kokszolódást lehet beállítani, míg a rostély végén a sztöchiometrikus arány feletti, tökéletes égés jöhet létre. Evégett a lapok közötti közbenső tereket a rostély vége felé növelni lehet.

A találmány szerinti rostély is úgy van kialakítva, hogy az égést tápláló levegő kizárólag a lapok közötti közbenső tereken tud átáramolni és nem kerül be szekunder levegő. Az álló lapok egy közös tartón és a mozgatható lapok is egy közös tartón való rögzítése által a szomszédos álló és mozgatható lapok egymástól függetlenül vannak rögzítve. így az egyik fajta lapoknak nem kell a másik fajta lapokra felfeküdniük, amik jelentős mechanikai igénybevételtől kímélik meg a rostélylapokat. A találmány értelmében levegőrések vannak egy álló lap és a vele szomszédos mozgatható lap között. A mozgatható lapok közös tartója lehetővé teszi

HU 212 083 B ide-oda mozgatásuk hajtásának könnyű megvalósítását úgy, hogy az egész tartót ide-oda mozgatjuk.

A mozgatható lapok előnyös módon úgy vannak elhelyezve, hogy az ide-oda mozgás szélső helyzeteiben átfedésben vannak a két szomszédos álló lappal. Ez megakadályozza, hogy a tüzelőanyag áthulljon a rostélyon.

A találmány szerinti rostélynál tehát a lapok függőlegesen álló, lapalakú támaszokra fekszenek fel, amelyek a közös tartókon vannak elhelyezve és magasságuk állítható.

A mozgatható lapok közös második tartói előnyös módon nagyjából U-alakú keresztmetszetű vályúként vannak kialakítva, és e vályúknak az oldalfalain vannak rögzítve a függőlegesen álló támaszok, a mozgatható lapok számára. A mozgatható lapokat csavarok köthetik össze a függőlegesen álló támaszokkal.

A közös első tartóval összekötött, függőlegesen álló, lapalakú támaszoknak viszont lépcsőzött felső élük van. A lépcsőzés mélyedést képez, ami a hozzá tartozó lapot befogadja. A mélyedés a ferde irányban előtte lévő támasz felé nyitott lehet, úgy hogy az álló lapokat két, egymással szomszédos lapalakú támasz rögzíti.

A szomszédos függőleges támaszok előnyös módon egymáshoz szorosan csatlakoznak és a levegőt a függőleges támaszokon belül vezetjük. Ily módon megbízhatóan megakadályozható szekunder levegőnek oldalról való bejutása.

A találmány szerinti, a leírt rostéllyal felszerelt kazán kizárólag a lapok közötti közbenső tereken átáramló égési levegővel működik. Az égési levegőt előnyös módon az áramlás irányában a tűztér utáni vákuumforrás (pl. szívóventilátor) viszi át a közbenső tereken.

így a tűztérben is vákuum áll fenn és ezért égési levegő szívódik be a rostélylapok közötti közbenső tereken át. A vákuum révén igen pontosan lehet beállítani az égési feltételeket. Különösen előnyös a tüzelőanyag-ágyat alacsony hőmérsékleten tartani, mivel ekkor a bázikus adalékanyagok hozzáadása következtében esetleg megkötött savképző elemek a salakban maradnak. A tüzelőanyag-ágy túl nagy hőmérséklete esetén ezek gázalakú állapotban bomlanak és káros anyagként terhelnék a füstgázokat.

A találmány szerinti kazán előnyös módon utánégető kamrával van kialakítva. Az utánégető kamrában a sugárzási hő és a jó szigetelés révén igen nagy hőmérséklet uralkodik és így az esetleges nem kötött káros anyagok termikusán felbomlanak veszélytelen gázokra.

A találmány szerinti kemence segédláng nélkül működik, mivel a tüzelőanyag mennyiségét - a tüzelőanyag szabályozott adagolása és a rostélyon történő szabályozott továbbítása révén - mindig megbízhatóan lehet szabályozni és így még igen változó tulajdonságú tüzelőanyag esetén is meghatározott hőmérsékleteket és égési állapotokat lehet elérni.

A rostély elején a tüzelőanyag szabályozott adagolása végett a rostély elejének magasságában egy tolófenék van, ami adagolószervként szolgál a tüzelőanyag számára.

Találmányunkat annak példaképpen! kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül:

- az 1. ábra egy kazán, különösen egy szemétégető kazán vázlatos oldalnézete,

- a 2. ábra az 1. ábra szerinti kazánban lévő rostélyszerkezet oldalnézete,

- a 3. ábra a mozgatható lapok U-keresztmetszetű második tartóját mutatja,

- a 4. ábra egy furatokkal ellátott U idom képe az álló lapok egyoldali tartására, amely U idom az első tartót képezi,

- az 5. ábra egy nagy szélességű rostély axonometrikus képe, ami három, a 2. ábra szerinti, egymás mellé szerelt egyedi rostélyból áll.

Az 1. ábrán vázlatosan szemléltetett kazánba a tüzelőanyagot a kazán tetején elhelyezett 1 csapóajtón át adagolják. A tüzelőanyagot előnyös egy bázikus adalékanyaggal homogénre elkeverni, ami a savképző elemeket semlegesítési reakcióval veszélytelen sókká alakítja. A tüzelőanyag egy 2 tolófenékre hullik, ami fűrészfog-alakú 3 ékekkel van ellátva. A 3 ékek közül legalább néhányat a 4 hajtás ide-oda mozgat. Minthogy a tüzelőanyag a fűrészfog-alakú 3 ék enyhe lejtőjén fel tud jutni, meredek lejtője pedig előre tolja, ezért a tüzelőanyag a 2 tolófenék elülső 4’ széléhez halad, oldalra elnyom egy elbillenthetően felfüggesztett 5 csapóajtót és a 6 fenékre hullik. Az ehhez kapcsolódó 7 tolórudat a 8 hajtás ide-oda mozgatja. A kazán tetején át, az 1. ábrán látható két egymás melletti nyíl szerint a 6 fenéken lévő tüzelőanyaghoz folyékony halmazállapotú bázikus adalékanyagot lehet hozzáadni. Erre nincs szükség akkor, ha a tüzelőanyagot előzetesen elkeverték bázikus adalékkal.

A 6 fenékhez ugyanabban a magasságban csatlakozik a 9 rostély eleje. A 9 rostélyhoz lépcsőszerűen elhelyezett álló 10 lapok és a közöttük elhelyezett, mozgatható 11 lapok tartoznak. A mozgatható 11 lapok az 1. ábrán behúzott állapotban láthatóak, amelyek az alattuk lévő álló 10 lapokkal átfedésben vannak. A tüzelőanyag a mozgatható 11 lapoknak az ide-oda mozgatása által - amit ugyancsak a 7 tolórúd 8 hajtása biztosít - a 9 rostélyon ferdén lefelé mozog, majd teljesen elégve a 12 hamutérbe hullik. A 12 hamutérből a hamut a 13 szállítócsiga szállítja el. A 9 rostély felett lévő 14 tűzteret a 6 fenék és a 2 tolófenék felé a 15 fal határolja, amely a valamivel a rostély eleje felett lévő 16 tartóhoz van rögzítve. A füstgázok a kazán teteje alatt lévő 17 nyíláson átjutnak a kazán 18 kimenetéhez. Ha a kazánfalak jól szigetelnek és nagy a hőkapacitásuk és még adott esetben hősugárzásra is képesek, akkor a 9 rostély feletti tér igen nagy hőmérsékletre hevülhet fel és így a füstgázokban lévő káros anyagok veszélytelen összetevőkre bomolhatnak. A kazán 18 kimenetéhez hőcserélőt, szűrőt vagy hasonló berendezést lehet csatlakoztatni.

A 9 rostély felépítését a következőkben a 2. ábra kapcsán ismertetjük. A mozgatható 11 lapok - ugyanúgy, mint az álló 10 lapok - kiterjednek a rostély egész szélességében. Ezen a szélességen belül két hosszirányú 19 U-idom van elhelyezve. Ezek a 19 U-idomok

HU 212 083 B képezik az első közös 20 tartót, mégpedig az álló 10 lapok számára. Egy 19 U-idomot részletesen a 4. ábrán mutatunk be. A 19 U-idomban nyolc 21 lyukpár van, amelyekhez egy-egy lapalakú 22 támasz van hozzácsavarozva. A lapalakú 22 támaszokban két, 23 és 24 hosszlyuk van. Az egyik hosszlyuk T-alakú és így függőleges és vízszintes állítást tesz lehetővé. A lapalakú 22 támaszoknak a 23., 24 hosszlyukakban való csavaros rögzítése lehetővé teszi a 22 támaszok magasságának változtatását. A 22 támaszok felső élén egy 25 lépcső van, ami egy 26 mélyedést képez. A 26 mélyedés a szállítási irányban előző 22 támasz felé nyitott. A 26 mélyedésbe van behelyezve a hozzá tartozó álló 10 lap, ami így két, a szembenlévő kazánfalakhoz közel elhelyezett, függőleges, lapalakú 22 támaszon fekszik. A 2. ábrán nyolc függőleges, lapalakú 22 támaszon fekszenek fel a 10 álló lapok és ezen 22 támaszok között csak minimális illesztési 27 hézagok vannak.

A második közös 29 tartó belsejében egy U-keresztmetszetű 26 vályút képez. A második közös 29 tartó tartja a mozgatható 11 lapokat. A második közös 29 tartót a 3. ábrán mutatjuk be részletesen. Ez a 29 tartó egy téglalap-alakú 30 fenékből és két 31 oldalfalból áll, amelyeknek a magassága a 9 rostély feleségének megfelelően szállítási irányban csökken.

A 31 oldalfalakban 32 furatpárok vannak. A furatpárok furatai egy magasságban vannak. Mindegyik 32 furatpárral egy-egy függőleges, lapalakú 33 támaszt rögzítünk a 28 vályú megfelelő 31 oldalfalán. A rögzítés itt is 34, 35 hosszlyukakkal történik. így a függőleges 33 támaszok magassága állítható. A függőleges 33 támasz felső 36 élén egy mozgatható 11 lap fekszik fel, ami egy rögzíthető L idommal van a 33 támaszhoz csavarozva. A mozgatható 11 lapokat így ugyancsak két függőleges, lapalakú 33 támasz támasztja alá. Az alátámasztási pontok közötti távolság valamivel kisebb. mint az álló 10 lapoknál a hozzájuk tartozó függőleges 22 támaszokon lévő alátámasztási pontok közötti távolság. A függőleges 33 támaszok is szorosan felfekszenek egymásra és csak csekély illesztési 37 hézagokat képeznek.

A levegő bevezetése az U alakú 28 vályú belsejében történik, mégpedig a 9 rostély fölött létesített vákuum révén, ami levegőt szív át a 10, 11, lapok között. A vákuum által előidézett levegővezetés rendkívül egyenletes levegőáramlást eredményez. A levegőáramlást adott esetben vezérelni lehet azáltal, hogy a 10, 11 lapok közötti távolság a rostély végén más, mint a rostély elején. így a rostély elején a sztöchiometrikus arány alatti kokszosodást, a rostély végén a sztöchiometrikus arány feletti égést lehet létrehozni. Az utóbbi azonban nem okozza a tüzelőanyag-ágy hőmérsékletének meg nem engedhető megnövekedését, mivel a tüzelőanyag a rostély végén már erősen elhamusodott és hőmérsékletnövekedés az égési levegőfelesleg ellenére sem következhet be. Az oxigénfelesleg az utánégető kamrában elősegíti, ill. lehetővé teszi a káros anyagok termikus bomlását.

Minthogy a 10, 11 lapokat az ábrázolt módon a függőleges 22, ill. 33 támaszok élei a lapok végének közelében csak két vonalon támasztják alá, ezért csak korlátozott hosszúságú 10 illetve 11 lapokat lehet alkalmazni. Ellenkező esetben ugyanis fennáll annak veszélye, hogy a 10, 11 lapok lehajlanak és emiatt szabályozatlanul juthat be égési levegő.

Ha a kazán előirányzott teljesítménye miatt szélesebb rostélyt kell alkalmazni, akkor az összeállítható több egyedi rostélyból, amint azt az 5. ábrán vázlatosan ábrázoltuk. Az ábrázolt kiviteli alaknál az egyedi 9 rostélyok 10,11 lapjai észrevehetően közbenső terek nélkül kiegészíthetik egymást a kívánt teljes rostély szélességre. így szélesebb rostélyt is ki lehet alakítani anélkül, hogy fennállna a 10, 11 lapok behajlásának a veszélye.

Claims (12)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Rostély kazánhoz, amelynek lépcsőzetesen álló lapjai (10, 11) vannak, amelyek közül minden második lap (10) egy álló tartóhoz (20), minden fennmaradó lap (11) hajtással (4) kapcsolatban álló és így mozgatott tartóhoz (29) van kapcsolva, a lapokkal (10, 11) égési levegőt vezető tér van közrefogva, továbbá minden lapnak (10, 11) a saját tartójához (20, 29) viszonyított magasságát állító eszközei vannak, azzal jellemezve, hogy az állítható magasságú lapokat (10, 11) végeiknél alátámasztó, a tartókhoz (20, 29) magasságváltoztató szervekkel kapcsolt támaszai (22, 33) vannak.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti rostély, azzal jellemezve, hogy a mozgatás szélső helyzetében is egymást részben fedő szélességű szomszédos lapjai (10, 11) vannak.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti rostély, azzal jellemezve, hogy a mozgatható lapokat (11) hordozó, U keresztmetszetű vályúként (28) kiképzett tartója (29) van és ennek oldalfalaihoz (31) kapcsolt, a mozgó lapokat (11) alátámasztó függőleges lapalakú támaszai (33) vannak.
4. 4. A 3. igénypont szerinti rostély, azzal jellemezve, hogy a függőleges támaszokat (33) az oldalfalhoz (31) kapcsoló csavarkötései vannak.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti rostély, azzal jellemezve, hogy az álló lapokat (10) hordozó álló tartóhoz (20) kapcsolt, lépcsős felső élű függőleges lapalakú támaszai (22) vannak, és a lépcsők (25) alkotta mélyedésekben (26) vannak a lapjai (10).
6. 6. Az 5. igénypont szerinti rostély, azzal jellemezve, hogy egy-egy mélyedés (26) a ferdeség irányában feljebb lévő szomszédos támasz (22) felé nyitott.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti rostély, azzal jellemezve, hogy belső oldalaikkal légcsatornát határoló, a szomszédosakkal szorosan illeszkedő függőleges támaszai (22, 33) vannak.
8. 8. Kazán, amelynek az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti rostélya van, azzal jellemezve, hogy az égési levegő teljes mennyiségét vezető közbenső tereket közrefogó lapjai (10, 11) vannak.
9. 9. A 8. igénypont szerinti kazán, azzal jellemezve, hogy áramlási irányban a tűztér (14) után lévő vákuumforrása van.
10. 10. A 8. vagy 9 igénypont szerinti kazán, azzal

    HU 212 083 Β jellemezve, hogy magassági irányban változtatható helyzetű lapjai (10, 11) vannak.
11. 11. A 10. igénypont szerinti kazán, azzal jellemezve, hogy a rostély (9) vége felé növekvő magasságú közbenső terei vannak.
12. 12. A 8-11. igénypontok bármelyike szerinti kazán, azzal jellemezve, hogy a tüzelőanyagot a rostélyra (9) juttató, a rostély (9) elejéhez illeszkedő adagoló feneke (6) van.