Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.X.1969 58255 KI. 24 d, 7 MKP F23g uk: Urzedu Palcn-.-*«QO Wspóltwórcy wynalazku: Mojinir Stoukal, Milan Dolezel, Miloslav Be- nes Wlasciciel patentu: Prvni brnenska strojirna zavody Klementa Gottwal- da, narodni podnik, Brno, Czechoslowacja Ruszt do spalania odpadków miejskich i przemyslowych Wynalazek dotyczy rusztu do spalania odpad¬ ków miejskich lub przemyslowych. Proces spalania odpadków stanowi trudny problem przede wszyst¬ kim z tego wzgledu, ze zdolnosc do palenia sie, wielkosc ziarna, struktura i wlasciwosci opalowe odpadków sa bardzo zróznicowane i zmieniaja sie w zaleznosci od wielu czynników oddzialywajacych na powstawanie tych odpadków. Charakter odpad¬ ków w okresie letnim, kiedy to skladaja sie one przede wszystkim z resztek pochodzenia roslinnego, jest calkowicie rózny niz odpadków podczas zimy, kiedy zawieraja one glównie popiól z pieców domo¬ wych. Z tych wzgledów ekonomiczne, kompleksowe i z punktu widzenia higieny prawidlowe niszczenie odpadków w drodze spalania jest bardzo trudne.Zaproponowano juz szereg rusztów i rusztowin sluzacych do spalania odpadków miejskich i prze¬ myslowych. Nie zdaly w pelni egzaminu ruszty, do których tylko doprowadza sie paliwo i w których przeniesienie ognia nastepuje jedynie przez opa¬ danie juz palacych sie czastek paliwa poprzez dol¬ na jego warstwe na skutek sily grawitacji. Z tego wzgledu zaproponowano uzycie rusztów plomienio¬ wych oraz rusztów przesuwnych. Paliwo spoczywa na takich rusztach stosunkowo spokojnie i jest ono prowadzone przez ruszt tylko od leja zasypowego do konca rusztu.W tym przypadku nie wystepuja ruchy czastek odpadów wzgledem siebie, a spalanie jest tym gorsze, im bardziej drobnoziarniste i zwarte jest 10 15 25 30 paliwo. Przemieszanie jest niewystarczajaco inten¬ sywne. Zaproponowano tez ruszt, który jest po¬ dzielony na kilka wzdluznych tasm, z których na przemian jedne sa nieruchome, a drugie poruszaja sie. W przypadku uzycia takiego rusztu nie uzy¬ skuje sie wystarczajacego przemieszania odpadków, gdyz sa one jedynie przesuwane. Ruszt w jednej tasmie jest na calej dlugosci wykonany w postaci jednego ciagu polaczonych ze soba segmentów i z tego powodu nie mozna uzyskac regulacji pred¬ kosci i skoku poszczególnych rusztowin w kazdej poszczególnej tasmie.W innych znanych rozwiazaniach ruszt jest skosny i silnie nachylony. Wszystkie rusztowiny sa ruchome i maja ten sam skok i te sama predkosc.Nie mozna regulowac zaplonu, wlasciwego spalania oraz dopalania w zaleznosci od wlasciwosci paliwa.Wózki, na których spoczywaja ruchome rusztowiny sa umieszczone na calej dlugosci rusztu. Przy do¬ tychczasowych rozwiazaniach dazenie do calkowi¬ tego oddzielenia przestrzeni dla wózków za pomoca tasmy z blachy jest konstrukcyjnie bardzo trudne i w ruchu powoduje stale trudnosci przy uszczel¬ nianiu i regulowaniu ilosci powietrza potrzebnego do spalania materialu na poszczególnych tasmach.W znanych rozwiazaniach nie uwzgledniono fak¬ tu, ze przy spalaniu spieczonych odpadów lub pa¬ liwa tworzacego spieczony zuzel nastepuje groma¬ dzenie spieczonej masy w niektórych miejscach rusztu. Ruszt powinien byc z tego wzgledu tak 5825558255 umieszczony, aby ograniczone byly mozliwosci gro¬ madzenia sie na nim spieczonej masy, lub tez by bylo mozliwe samoczynne rozgniatanie tej masy i jej odprowadzenie dzieki ruchom rusztu.W niektórych znanych rozwiazaniach ruszt skla¬ da sie z dwóch lub wiecej poziomych lub pochylo¬ nych rusztów. Pierwszy z rusztów jest krótszy, jest usytuowany wyzej i sluzy jako ruszt do zasilania oraz do wstepnego suszenia paliwa. Drugi ruszt natomiast jest rusztem wlasciwym, na którym od¬ bywa sie spalanie. W rozwiazaniach tych nie uzy¬ wa sie suwaka do nastawiania grubosci warstwy odpadów. Grubosc warstwy odpadków na ruszcie zasilajacym zalezy od wysokosci otworu wyloto¬ wego leja zasypowego oraz od kata swobodnego zsypywania sie odpadków. Odpadki ukladaja sie samoczynnie gruba warstwa na ruszcie wstepnego suszenia, jósl skutek czego utrudnione jest ich wstepne suszenie i zaplon odpadków.Dzialanie rusztu przy spalaniu odpadków zalezy w pewnej mierze takze od rodzaju rusztowin, z których zbudowany jest ruszt. Najlepszymi oka¬ zaly sie rusztowiny zapobiegajace przesypywaniu sie zuzla i zaopatrzone w zebra chlodzace.W znanych rozwiazaniach zebra te sa tak usy¬ tuowane, ze pary rusztowin tworza przegrody, ko¬ mory, meandry i kanaly, które hamuja w znacznej mierze przeplyw powietrza chlodzacego, na skutek czego zmniejszona zostaje intensywnosc chlodzenia rusztu. Przerwana linia zeber chlodzacych zwla¬ szcza w górnej, termicznie najbardziej obciazonej czesci rusztowin powoduje niewystarczajace od¬ prowadzanie ciepla. Nadlewy na powierzchni ru¬ sztowin tworza przeszkode dla przesuwajacego sie po rusztowinie paliwa i powoduja zatykanie sie kanalów i szczelin, którymi plynie powietrze po¬ trzebne do spalania i chlodzenia rusztu.Wyzej wymienione niedogodnosci zostaly wyeli¬ minowane w ruszcie wedlug wynalazku przezna¬ czonym do spalania odpadków miejskich i przemy¬ slowych i wykonanym jako ruszt posuwowy z ru- sztowinami przeciwdzialajacymi przechodzeniu zuzla przez ruszt. Istota wynalazku polega na tym, ze ruszt sklada sie z rusztowin nieruchomych i ru¬ chomych, przy czym jest on podzielony wzdluznie na co najmniej trzy strefy ruchu, skladajace sie z systemu wewnetrznych i zewnetrznych wózków, przy czym kazda strefa podczas pracy jest nape¬ dzana oddzielnie i jest umieszczona w oddzielnej uszczelnionej strefie powietrznej z regulowanym doplywem powietrza.Co druga rusztowina jest ruchoma i porusza sie w kierunku przeciwnym do sasiedniej ruchomej rusztowiny, przy czym skok i predkosc ruchomych rusztowin w strefie ruchu moze byc regulowana.Wewnetrzne i zewnetrzne wózki dla ruchomych rusztowin sa oparte o nastawne podpory waleczko¬ we za pomoca których mozna prostoliniowe ruchy rusztowin zmieniac na ruchy wahliwe.Rusztowina jest zaopatrzona w zebra, które sa ustawione skosnie do powierzchni rusztowiny, a glowica rusztowiny jest gladka w kierunku wzdluznym, przy czym zebra sa pelne i sa usta¬ wione wachlarzowato, zas kat ich pochylenia po¬ wieksza sie w kierunku czola rusztowiny, nato¬ miast w dolnej czesci powierzchni roboczej ruszto¬ win znajduja sie nadlewy wchodzace pomiedzy zebra sasiedniej rusztowiny. Rusztowina opiera sie za posrednictwem wieszaka z pewnym luzem na 5 podstawie, a powierzchnie stykowe sasiednich ru¬ sztowin sa skosne i otwarte w kierunku do dolu.Czesc rusztowiny w poblizu wieszaka ma otwór do przeplywu powietrza potrzebnego do spalania.Przyklad wykonania rusztu wedlug wynalazku 10 uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia schematycznie uklad wzdluzny rusztu, fig. 2 — mechanizm napedzajacy zespolu rusztowin w przekroju wzdluznym, fig. 3 — ten mechanizm w przekroju poprzecznym, fig. 4 — wychylna i na- 15 stawna podstawe waleczka, fig. 5, fig. 6, fig. 7 oraz fig. 8 — schematycznie ruszt w róznych fa¬ zach pracy, fig. 9 — rusztowine w widoku bocz¬ nym, fig. 10 — te rusztowine w przekroju wzdluz linii A—A na fig. 9, fig. 11 — te rusztowine w 20 przekroju wzdluz linii B—B na fig. 9, fig. 12 — te rusztowine w przekroju wzdluz linii C—C na fig. 9, a fig. 13 — koniec rusztowiny w widoku z góry zgodnie ze strzalka D na fig. 9.Jak to pokazano schematycznie na fig. 1, ruszt 25 jest podzielony na trzy strefy. Ruszt sklada sie z rusztowin przeciwdzialajacych przechodzeniu po¬ miedzy nimi zuzla. Ruszt ma ruchome rusztowiny 4 i nieruchome rusztowiny 6. Mechanizm napedowy dla rusztowin sklada sie z zewnetrznego wózka 2 30 i wewnetrznego wózka 1. Kazda strefa moze byc poruszana niezaleznie, dzieki czemu mozna w cza¬ sie pracy rusztu nastawiac zarówno skok jak i predkosc poruszania sie ruchomych rusztowin 4.Na fig. 2 oraz fig. 3 pokazano uklad rusztowin 35 w pozycji srodkowej. Rzedy nieruchomych ruszto¬ win 6 sa wsparte na belkach 5. Ruchome ruszto¬ winy 4 spoczywaja na zewnetrznym wózku 2 oraz wewnetrznym wózku 1, które opieraja sie za po¬ srednictwem waleczków 9 na wychylnych podsta- 40 wach 7. Rzedy ruchomych rusztowin 4 sa wsparte na belkach 3 umocowanych do wózków 1 i 2.Wózki te sa poruszane za posrednictwem dwura- miennej dzwigni 14 osadzonej na wychylnym wa¬ le 15. Wózki 1 i 2 sa z ta dzwignia 14 polaczone 45 ciegnami 12 i 16 umocowanymi do zaczepów 10 przy wózkach i do czopów 11 i 13 przy dzwigni 14. W celu regulacji predkosci ruchów rusztowin oraz ich skoku zastosowano przykladowo mecha¬ nizm skladajacy sie z napedu o regulowanych 50 obrotach, napedzajacego korbe 20, do której jest przymocowany korbowód 19, którego glówka jest polaczona z dzwignia 17 o zmiennej dlugosci, za¬ opatrzonej w regulacyjne pokretlo 18. Wal 15 jest ulozyskowany w lozyskach 21, które sa osadzone w 55 bocznych elementach 22 rusztu. Pozycje skrajne rusztowin zaznaczono na rysunku fig. 2 liniami przerywanymi.Na fig. 4 przedstawiono wychylna podstawe 7.Przez obracanie tej podstawy wokól czopa 8 mozna 60 zamienic prostoliniowy ruch ruchomych rusztowin 4 na ruch wahliwy w celu lepszego przemieszania i spalenia paliwa na ruszcie. Skrajne polozenia waleczków 9 i ruchomych rusztowin 4 narysowano linia przerywana. 65 Na fig. 5 — 8 uwidoczniono poszczególne fazy58255 6 pracy rusztu wedlug wynalazku. Na fig. 5 ruszto¬ winy 6 narysowano w pozycji srodkowej. Nieru¬ chome rusztowiny 6 sa na rysunku ciemne, a ru¬ chome rusztowiny 4 sa na rysunku jasne. Co dru¬ ga rusztowina jest ruchoma. Kazda z ruchomych rusztowin 4 porusza sie w kierunku przeciwnym w stosunku do sasiedniej rusztowiny ruchomej.Na fig. 6 przedstawiono krancowa pozycje poszcze¬ gólnych szeregów rusztowin, w której zewnetrzny wózek przesunal szereg ruchomych rusztowin 4 w najwyzsze mozliwe polozenie, natomiast wewnetrz¬ ny wózek 1 przesunal inny szereg ruchomych ru¬ sztowin 4 w najnizsze polozenie. Na fig. 7 przed¬ stawiono pozycje rusztowin, w której wewnetrzny wózek 1 znajduje sie w najwyzszym górnym polo¬ zeniu, a zewnetrzny wózek 2 znajduje sie w naj¬ nizszym dolnym polozeniu. Na fig. 8 przedstawio¬ no tor przesuwu odpadków wzdluz rusztu.Jak pokazano na fig. 9 i 10, glowica 23 ruszto¬ winy przeciwdzialajaca przechodzeniu zuzla pomie¬ dzy rusztowinami jest gladka i nie ma zeber, tak ze paliwo moze byc przesuwane w kierunku czola rusztowiny. Uskok 24 górnej powierzchni rusztowi¬ ny przeciwdziala cofaniu sie paliwa. Zebra 25 usta¬ wione wachlarzowato zwiekszaja powierzchnie sty¬ ku rusztowiny z chlodzacym powietrzem i dopro¬ wadzaja powietrze w kierunku przeciwnym do kie¬ runku przesuwu odpadków. Opadanie zuzla ku do¬ lowi wyeliminowano jedynie dzieki zastosowaniu nadlewów 27, usytuowanych w dolnej partii górnej powierzchni roboczej rusztowiny i wchodzacych pomiedzy zebra 25 sasiedniej rusztowiny.Uzyskano w ten sposób minimalny opór dla po¬ wietrza chlodzacego i przeznaczonego do spalania.Rusztowania opiera sie o belke za pomoca wiesza¬ ka 28 z zachowaniem pewnego luzu. Ksztalt ruszto¬ winy jest tak dobrany, ze sasiednie rusztowiny mo¬ ga byc wzgledem siebie przesuwane o mniej wie¬ cej 1,5 mm. Dzieki temu uzyskano mozliwosc prze¬ chodzenia przez ruszt drobnoziarnistych odpadów, które zostaly zakleszczone pomiedzy rusztowinami.W tym celu powierzchnie styku sasiednich ru¬ sztowin sa skosne i sa otwarte w kierunku do dolu. Powietrze chlodzace i przeznaczone do spala¬ nia moze zawsze oplywac rusztowine ze wszyst¬ kich stron. Czesc powierzchni rusztowiny w pobli¬ zu wieszaka 28 jest zaopatrzona w otwór 31 dla swobodnego przeplywu wokól rusztowiny powie¬ trza chlodzacego i przeznaczonego do spalania.Na skutek tego, ze ruszt wedlug wynalazku jest wykonany jako ruszt posuwowy z rusztowinami przeciwdzialajacymi przechodzeniu zuzla przez ruszt i jest skonstruowany tak jak. to wyzej opi¬ sano, nadaje sie on szczególnie do spalania odpad¬ ków miejskich i przemyslowych i zapewnia opty¬ malne warunki ich spalania. Mozna w nim nasta¬ wic skok i predkosc poruszania rusztowin i mozna podczas spalania regulowac ilosc doprowadzanego powietrza. Tym samym stworzono warunki lepsze¬ go spalania odpadków z uwzglednieniem ich zmiennych wlasciwosci. Ruszt wykazuje dobry efekt mieszania paliwa. Odpady sa stale spulch¬ niane.Dzieki pracy rusztu uzyskuje sie stale mieszanie, przetrzasanie i odwracanie odpadów. Dzieki two¬ rzeniu wysokich stopni (kaskad) i glebokich za- kl^sniec przy skrajnych polozeniach rusztowin, uniemozliwione jest spiekanie odpadów w duze bryly, zapewniony jest dostep energii cieplnej w 5 postaci promieniowania oraz dostep powietrza po¬ trzebnego do spalania. Ruszt jest poziomy, dzieki czemu jego wysokosc jest niewielka i tym samym moze byc utrzymana mala wysokosc i przestrzen wymurowanej komory wstepnej lub komory spa- 10 lania pieca. Ruszt zapewnia optymalne warunki hi¬ gieniczne, gdyz personel obslugujacy nie potrze¬ buje prawie wcale stykac sie z odpadkami.Mechanizm poruszajacy ruszt zawiera tylko nie¬ wiele elementów roboczych podlegajacych znacz- 15 nemu zuzywaniu. System wózków nosnych jest w kazdym polozeniu zrównowazony, dzieki czemu po¬ trzebna jest mala ilosc energii do napedzania rusztu.Na skutek tego, ze do konstrukcji rusztu zasto- 20 sowano rusztowiny przeciwdzialajace przechodze¬ niu zuzla przez ruszt i wykonane bez przegród, ko¬ mór i zeber wchodzacych jedne miedzy drugie, uzyskano bardzo intensywne chlodzenie rusztowin, a tym samym wyeliminowano ich nadpalenia. Ich 25 okres eksploatacji jest wiec bardzo dlugi. Dzieki gladkiemu wykonaniu glowic rusztowin w kierun¬ ku wzdluznym uzyskano mozliwosc nieprzerwane¬ go przesuwania odpadków w kierunku czola ru¬ sztowin. 30 Ruszt wedlug wynalazku jest wprawdzie prze¬ znaczony zwlaszcza do spalania odpadków, mozna go jednak z korzyscia stosowac do spalania paliwa o niskiej jakosci i paliwa zawierajacego bardzo wiele popiolu. 35 PL