PL183140B1 - Element rusztu - Google Patents

Abstract

1. Element rusztu chlodzony ciecza z przynajmniej jednym kanalem przeznaczonym do prowadzenia cieczy obejmujacy równolegle odcinki kanalów oraz posiadajacy otwór doplywowy i odplywowy cieczy, znamienny tym, ze równolegle odcinki kanalu (13) sa usy- tuowane poprzecznie do osi wzdluznej ele- mentu rusztu (1, 2) a zatem poprzecznie do kierunku podawania paliwa, a odcinki kanalów (13) sa usytuowane prostoliniowo i posiadaja przekrój wymagany ciaglym, wolnym od zabu- rzen i wolnym od obszarów martwych przeplywem. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest element rusztu chłodzonego cieczą stosowanego w urządzeniach do spalania.

Elementy rusztu, który składa się z ułożonych jeden na drugimjak dachówki i wzajemnie względem siebie ruchomych stopni rusztu, które są zbudowane z jednego lub kilku położonych obok siebie elementów rusztu są narażone na duze i zmienne obciążenia cieplne, znaczne mechaniczne zużycie i oddziaływanie chemiczne Zużycie elementu rusztu zależy zasadniczo od

183 140 obciążenia cieplnego, tak że w ostatnim okresie wprowadzono elementy rusztu chłodzone cieczą, ponieważ chłodzenie cieczą zapewnia lepsze chłodzenie i równomierny rozkład temperatur.

Z EP A 0621449jest znany płytowy element rusztu, który jest wykonany jako wypukły korpus z blachy i posiada otwór dopływowy i odpływowy wody chłodzącej. W tym znanym elemencie rusztu mogą być także przewidziane, usytuowane w wypukłym korpusie, przegrody służące do wymuszania meandrowego przepływu wody chłodzącej przez element rusztu. Otwór dopływowy i odpływowy są przewidziane w obszarze zakończenia służącego do zamocowania lub zakończenia służącego do napędu elementu rusztu. Z takiej budowy elementu rusztu wynikająbardzo duże przekroje przepływu i związane z tym obszary martwe, zaburzenia przepływu i nieregularny rozdział cieczy chłodzącej. Poza tym, takie elementy rusztu są niewystarczająco odpowietrzane, tak że mogą powstawać duże pęcherze powietrza, które w tym obszarze powodują znacznie gorsze chłodzenie i przez to przegrzanie elementu rusztu. Jest to szczególnie niekorzystne wtedy, gdy elementy rusztu są umieszczone w ruszcie kaskadowym, w którym głowice elementów rusztu, z powodu pochyłego osadzenia, są położone wyżej niż w danym przypadku zakończenie służące do zamocowania lub zakończenie służące do napędu. Przy takim osadzeniu, obecne w elemencie rusztu powietrze zbiera się wtedy w obszarze głowicy elementu rusztu, która zasadniczo niezależnie od typu rusztu jest narażona na duże obciążenia cieplne, tak że w połączeniu ze spowodowanym przez pęcherze powietrza gorszym efektem chłodzącym, zużycie elementu rusztu silnie wzrasta. Poza tym elementy rusztu wykonanejako wypukłe korpusy, mogąprzy nierównomiernym chłodzeniu zwichrować się i doprowadzić do zakłócenia ruchu rusztu. Usytuowanie dopływu i odpływu cieczy chłodzącej w tylnej części elementu rusztu, to znaczy w pobliżu zakończenia służącego do zamocowania lub zakończenia służącego do napędu, prowadzi do niezadowalających pomiarów temperatury środka chłodzącego, ponieważ miejsca dopływu i odpływu znajdują się w chłodnym obszarze i czujnik termometryczny celowo jest umieszczony w otworze odpływowym. Z kolei wyżej opisane przegrzania, w szczególności obszaru głowicy, mające swe źródło w pęcherzach powietrza, są niewystarczająco zidentyfikowane.

Z DE C 44 00 992 znana jest chłodzona cieczą rusztowina, która posiada przynajmniej jeden kanał, którego odcinki w kierunku wzdłużnym rusztowiny biegną równolegle do siebie i są połączone w obszarze głowicy rusztowiny za pomocą kierownicy kanału. Otwór dopływowy i odpływowy dla tego kanału znajdują się także w tylnej części tej znanej rusztowiny, to znaczy w obszarze zakończenia służącego do zamocowania lub zakończenia służącego do napędu, tak że występują w tym przypadku zasadniczo podobne wady jak we wcześniej wspomnianym płytowym elemencie rusztu. Także w tej znanej rusztowinie, która przeważnie posiada przekrój prostokątny i załamujący się kształt w celu ukierunkowania kanału w obszarze głowicy, nie można z pewnością zapobiec zaburzeniem przepływu lub wirom i nagromadzeniom powietrza. Ponieważ oprócz otworu dopływowego także otwór odpływowy jest przewidziany w tylnej części rusztowiny, jak wcześniej opisano nie tylko pomiar temperatury jest niezadowalający, lecz także odpowietrzanie, to znaczy odprowadzanie ewentualnie utworzonych pęcherzy powietrza jest nadzwyczaj trudne.

Przedmiotem wynalazku jest element rusztu chłodzony cieczą z przynajmniej jednym kanałem przeznaczonym do prowadzenia cieczy z równoległymi odcinkami oraz z doprowadzeniem i odprowadzeniem cieczy.

Zgodnie z wynalazkiem równoległe odcinki kanału biegną poprzecznie do wzdłużnego kierunku elementu rusztu i przy tym poprzecznie do kierunku podawania paliwa, tworząc odcinki kanału przebiegające prostoliniowo i posiadające przekrój warunkujący ciągły, wolny od zaburzeń i wolny od obszarów martwych przepływ.

W korzystnym wykonaniu dwa prostoliniowe odcinki kanału sąpołączone za pomocą kierownicy kanału i przepływ cieczy odbywa się szeregowo, przy czym otwór dopływowy cieczy znajduje się w obszarze zakończenia służącego do zamocowania lub zakończenia służącego do napędu, a otwór odpływowy cieczy w obszarze głowicy elementu rusztu.

Wszystkie odcinki kanałów posiadają jeden wspólny otwór dopływowy cieczy i jeden wspólny otwór odpływowy cieczy, a zatem równolegle są opływane przez ciecz.

183 140

Odcinki kanałów posiadają przekrój kołowy o średnicy od 5 do 25 mm. Przy przekrojach które różnią się od kształtu kołowego jest korzystne, jeżeli odcinki kanałów posiadają niewielki przekrój od 20 do 500 mm².

Zalecane wykonanie wynalazku polega na tym, że element rusztu składa się z masywnej, odpornej na działanie ciśnienia części głównej w kształcie płyty i obustronnie wzmocnionych, wąskich, masywnych, odpornych na działanie ciśnienia części bocznych i że część główna posiada prostoliniowe odcinki kanałów, a boczne części posiadają kierownice.

Prostoliniowe odcinki kanałów wyposażone są w obszarze głowicy w otwory wylotowe powietrza, do których od dołu elementów rusztu umieszczonych jak stopnie jeden nad drugim i tworzących ruszt paleniskowy, jest doprowadzane powietrze pierwotne do spalania.

Ścianki kanału dzięki dokładnej obróbce są gładkie, czego można dokonać dzięki wierceniu prostoliniowych kanałów i frezowaniu kierownic.

W kierunku od zakończenia służącego do zamocowania lub od zakończenia służącego do napędu do zakończenia głowicy, odstępy pomiędzy odcinkami kanałów w obszarze głowicy są najmniejsze, i zwiększają się w kierunku do zakończenia służącego do zamocowania lub zakończenia służącego do napędu.

W otworze odpływowym usytuowany jest czujnik termometryczny do regulacji temperatury środka chłodzącego przez zmianę prędkości przepływu i ciśnienia środka chłodzącego.

W obszarze głowicy elementów rusztu usytuowane są otwory wypływowe powietrza pierwotnego, potrzebnego do spalania, umieszczone od dołu tworzących ruszt, umieszczonych jeden nad drugim stopni elementów rusztu.

Dzięki zaproponowanemu rozwiązaniu, przy kilku elementów rusztu, stopniowi rusztu każdego elementu rusztu odpowiada własny, dający się regulować układ cieczy chłodzącej, co znacznie ułatwia regulację temperatury cieczy i rusztu.

Według wynalazku unika się niebezpieczeństwa gromadzenia się w kanałach pęcherzy powietrza lub pary wodnej, gdyż każdy kanał znajduje się w płaszczyźnie leżącej na tej samej wysokości, co eliminuje obszary wyżej położonych komór, w sposób niewymuszony omywane przez ciecz chłodzącą, w których mogłyby się gromadzić pęcherze powietrza, podczas gdy dzięki dobraniu niewielkiego przekroju uzyskuje się w całym przekroju wolny od zaburzeń i wolny od obszarów martwych ciągły przepływ, który powoduje lepsze odprowadzanie ewentualnie powstałych pęcherzy powietrza niż gdyby miał miejsce niejednorodny przepływ z martwymi obszarami w dużych komorach. Ze względu na wymagane odprowadzanie ciepła reguluje się liczbę Reynoldsa na większą niż 10000.

Dzięki umieszczeniu otworu dopływowego cieczy na tylnym, chłodnym zakończeniu elementu rusztu i umieszczeniu otworu odpływowego cieczy w obszarze głowicy, to znaczy na gorącym zakończeniu elementu rusztu, następuje wzrost temperatury środka chłodzącego odpowiadający wzrostowi temperatury występującemu w kierunku wzdłużnym elementu rusztu, także ogrzewające się medium chłodzące po osiągnięciu wyższej temperatury w najgorętszym miejscu rusztowiny zostaje odprowadzone i jednocześnie tworzący się podstawy do odpowiadającego rzeczywistym warunkom pomiaru temperatury elementu rusztu. Istotna zaleta polega na tym, że przy takim usytuowaniu dopływu i odpływu w powiązaniu z wcześniej objaśnionym przepływem poprzecznym przez element rusztu, rozkład temperatury w elemencie rusztu w określonym miejscu przekroju, w dużej mierze jest równomierny, to znaczy zapobiega się wahaniom temperatury pomiędzy obydwoma stronami bocznymi elementu rusztu. Szczególnie korzystne w takich elementach rusztu jest to, że kanały biegną na całej szerokości rusztu i tworzą długą drogę dla medium chłodzącego.

Na podstawie faktu, ze otwór odpływowy znajduje się w obszarze głowicy, to znaczy w najgorętszym obszarze elementu rusztu, można przeprowadzić szczególnie precyzyjną regulację, ponieważ dzięki temu wykonaniu można zarejestrować najwyższą temperaturę środka chłodzącego i elementu rusztu, co nie jest możliwe z tądokladnościąprzy umieszczeniu odpływu na tylnym zakończeniu elementu rusztu Zmiana ciśnienia środka chłodzącego jest konieczna w zamkniętym układzie w zakresie temperatury wrzenia środka chłodzącego w celuj ej podwyzsze183 140 nia, co przyczynia się do zapobieżenia powstawaniu pęcherzy pary. Umieszenie czujnika termometrycznego w otworze odpływowym ma tę zaletę, że przykładowo konieczny przewód doprowadzający może być położony wewnątrz przewodu odpływowego środka chłodzącego, dzięki czemu ten przewód doprowadzający jest szczególnie chroniony. Otwarte przewody doprowadzające do czujników termometrycznych na rusztowinach w tych trudnych warunkach pracy są często narażone na niebezpieczeństwo uszkodzenia.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym pokazano jedynie w sposób schematyczny zgodnie z wynalazkiem dwa, jak dachówki, umieszczone jeden nad drugim elementy rusztu według wynalazku.

Jak widać na rysunku, ruszt zbudowany z kilku leżących jeden na d drugim, jak dachówki, elementów rusztu 1 i 2, z których element rusztu 1 jest ruchomy w obydwóch kierunkach, wskazanych przez strzałkę dwustronną 3, a element rusztu 2 jest nieruchomy. Elementy rusztu 1 są połączone z urządzeniem napędowym 4, które realizuje wymagany przesuw. Każdy element rusztu posiada zakończenie 5 służące do zamocowania lub napędu, które jest zawieszone w podparciu 6, przy czym to podparcie 6, w przypadku napędzanego elementu rusztu jest połączone na stałe z urządzeniem napędowym 4. Poza tym każdy element rusztu posiada głowicę 7 i grzbiet 9.

W przedstawionym na rysunku przykładzie wykonania każdy element rusztu 1 lub 2 jest zbudowany jako trzyczęściowy i składa się z części głównej 10 i dwóch części bocznych 11 i 12. Część główną 10 stanowi masywna, odporna na działanie ciśnienia płyta, usytuowana poprzecznie do kierunku podawania paliwa, z równoległymi, prostoliniowymi kanałami 13, które tworzą prostoliniowe odcinki kanałów dla cicczy chłodzącej. W bocznych częściach 11 i 12 są usytuowane kierownice 14 zmieniające kierunek przepływu, przy czym każdorazowo kierownica połączona jest z dwoma sąsiednimi odcinkami kanałów 13. Pierwsza kierownica położona w tylnym obszarze rusztu jest połączona z otworem dopływowym 15, a ostatnia kierownica położona w obszarze głowicy jest połączona z otworem odpływowym 16. Ciecz chłodząca wpływa więc przez otwór dopływowy 15 i przepływa szeregiem pojedynczych odcinków kanałów od tyłu do przodu, w tym przypadku równolegle do powierzchni elementu rusztu i poprzecznie do osi wzdłużnej elementu rusztu, aż wreszcie w obszarze głowicy znowu wpływa przez otwór odpływowy 16. Przy tym odpowiednio do rozkładu temperatury w kierunku wzdłużnym elementu rusztu, a więc od zakończenia służącego do zamocowania lub od zakończenia służącego do napędu 5 patrząc w kierunku końca głowicy 7, odstępy pojedynczymi prostoliniowymi odcinkami kanałów 13 są różne, przy czym odcinki kanałów w obszarze głowicy są umieszczone obok siebie gęściej niż w tylnym obszarze elementu rusztu. Takie rozmieszczenie jest przewidziane w celu dostosowania do większego obciążenia cieplnego elementu rusztu w obszarze głowicy. Numerem 17 oznaczono termometryczny do pomiaru temperatury środka chłodzącego w otworze odpływowym 16. Za pomocą liczby 18 oznaczono otwory wypływu powietrza, które jako otwarte ku dołowi wybrania są wykonane na stopie każdego elementu rusztu w celu umożliwienia doprowadzania od dołu powietrza pierwotnego do spalania paliwa, umieszczonego na elementach rusztu. Te otwory wypływu powietrza, przy nastawieniu najdłuższego przesuwu, są oczyszczane z silnie zaklinowanych cząstek za pomocą występów zgarniających 19, usytuowanych w tylnym obszarze grzbietu 9 elementu rusztu.

Na rysunku części boczne 11 i 12 są przedstawione w pozycji odsuniętej od części głównej 10. W stanie gotowym do pracy elementu rusztu, te boczne części są połączone na stałe z częścią główną 10, co można uzyskać za pomocą nie przestawionych śrub. W celu uzyskania możliwie gładkich wewnętrznych powierzchni kierownic 14, części boczne 11 i 12 wykańcza się oddzielnie, przy czym kierownice 14 można wykonać na przykład jako frezowane.

183 140

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz

Cena 2,00 zł

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Element rusztu chłodzony cieczą z przynajmniej jednym kanałem przeznaczonym do prowadzenia cieczy obejmujący równoległe odcinki kanałów oraz posiadający otwór dopływowy i odpływowy cieczy, znamienny tym, że równoległe odcinki kanału (13) sąusytuowane poprzecznie do osi wzdłużnej elementu rusztu (1,2) a zatem poprzecznie do kierunku podawania paliwa, a odcinki kanałów (13) są usytuowane prostoliniowo i posiadają przekrój wymagany ciągłym, wolnym od zaburzeń i wolnym od obszarów martwych przepływem.
2. 2. Element rusztu według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dwa prostoliniowe odcinki kanału (13) połączone za pomocą kierownicy (14), przez które w układzie szeregowym przepływa ciecz i że otwór dopływowy cieczy (15) jest usytuowany w obszarze zakończenia służącego do zamocowania lub zakończenia (5) służącego do napędu, a otwór odpływowy cieczy (16) znajduje się w obszarze głowicy (7) elementu rusztu (1, 2).
3. 3. Element rusztu według zastrz. 1, znamienny tym, że wszystkie odcinki kanałów (13) posiadają wspólny otwór dopływowy cieczy i wspólny otwór odpływowy cieczy i przy tym są równolegle opływane przez ciecz.
4. 4. Element rusztu według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że odcinki kanałów (13) posiadają przekrój kołowy o średnicy od 5 do 25 mm.
5. 5. Element rusztu według zastrz. 2, znamienny tym, że odcinki kanałów (13) posiadają przekrój od 20 do 500 mm².
6. 6. Element rusztu według zastrz. 1, znamienny tym, że prostoliniowe odcinki kanałów (13) znajdują się w masywnej, odpornej na działanie ciśnienia części głównej (10) w kształcie płyty, do której z obydwóch stron zamocowane są wąskie, masywne, odporne na działanie ciśnienia części boczne (11, 12), przy czym części boczne (11, 12) posiadają kierownice (14).
7. 7. Element rusztu według zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, że proste odcinki kanałów (13) są wykonane jako otwory przechodzące na wylot przez część główną (10).
8. 8. Element rusztu według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że kanał (13) i kierownica (14) posiadają gładką wewnętrzną ściankę obrobioną za pomocą dokładnej obróbki.
9. 9. Element rusztu według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że odstępy pomiędzy odcinkami kanałów (13) sąnajmniejsze w obszarze głowicy (7) i zwiększająsię w kierunku do zakończenia służącego do zamocowania lub zakończenia służącego do napędu.
10. 10. Element rusztu według zastrz. 1, znamienny tym, że w otworze odpływowym (16) usytuowany jest czujnik termometryczny (17) do regulacji temperatury środka chłodzącego przepływającego przez odcinki kanałów (13), poprzez zmianę prędkości przepływu i/lub ciśnienia środka chłodzącego.
11. 11. Element rusztu według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w obszarze głowicy (7) elementów rusztu (1,2) usytuowane sąotwory wypływowe (18) powietrza pierwotnego, potrzebnego do spalania, umieszczone od dołu tworzących ruszt, umieszczonych jeden nad drugim stopni elementów rusztu (1, 2).