УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Российский патент 1999 года по МПК F23B7/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкция устройств для сжигания твердого топлива, а именно угля.

Известно устройство для сжигания топлива, имеющее круговую колосниковую решетку, расположенную в цилиндрическом корпусе камеры сгорания, в которой выполнена воронка для подачи топлива, и шурующая планка (1).

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность использования твердого топлива в процессе горения, остается несгоревшее топливо.

Известно также устройство для сжигания твердого топлива, содержащее цилиндрический корпус камеры сгорания, выполненный с колосниковой решеткой, шурующую планку, связанную с приводом и установленную в корпусе камеры сгорания с возможностью изменения углового положения над колосниковой решеткой, и загрузочное устройство (2).

К недостаткам известного устройства, принятого за прототип, относятся невысокая экономичность и надежность его работы вследствие неравномерного распределения твердого топлива на колосниковой решетке и образования зон несгоревшего топлива, а также неравномерность протекания процесса горения по времени, что приводит к выгоранию отдельных участков корпуса камеры сгорания и к увеличению тепловых потерь.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение топливной экономичности за счет эффективности процесса горения, а также надежности конструкции устройства путем обеспечения равномерного сгорания твердого топлива в камере сгорания. Технический результат от использования заявленного изобретения заключается в том, что твердое топливо равномерно распределяется по поверхности колосниковой решетки как по толщине, так и в радиальном направлении, а также создаются низкотемпературные зоны на поверхности решетки.

Для достижения указанного выше технического результата в устройстве для сжигания твердого топлива, содержащем цилиндрический корпус камеры сгорания, выполненный с колосниковой решеткой, шурующую планку, связанную с приводом и установленную в корпусе камеры сгорания с возможностью изменения углового положения над колосниковой решеткой, и загрузочное устройство, загрузочное устройство выполнено в виде трубы, размещенной в корпусе камеры сгорания с торцевым зазором над поверхностью колосниковой решетки и со смещением относительно его оси, а шурующая планка установлена в корпусе с возможностью вращения относительно оси камеры сгорания и расположения в нерабочем положении между колосниковой решеткой и торцом трубы.

Кроме этого, труба расположена в корпусе камеры сгорания вертикально.

Кроме этого, площадь шурующей планки в плане меньше площади поперечного сечения трубы.

Кроме этого, труба загрузочного устройства установлена в корпусе камеры сгорания с возможностью изменения торцевого зазора.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, необходимых и достаточных для достижения указанного технического результата.

На фиг. 1 изображен общий вид устройство для сжигания твердого топлива.

На фиг. 2 - сечение А-А по фиг. 1.

На фиг. 3 - сечение Б-Б по фиг.1.

Изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью признаков технического результата.

Устройство для сжигания твердого топлива содержит цилиндрический корпус 1 камеры сгорания, выполненный с колосниковой решеткой 2, на которой с возможностью вращения расположена шурующая планка 3, установленная на валу 4, кинематически связанном посредством передачи 5, в частности цепной, с реверсивным двигателем 6, обеспечивающим вращение шурующей планки 3 над поверхностью колосниковой решетки 2.

Внутри корпуса 1 расположено загрузочное устройство, выполненное в виде трубы 7, размещенной с торцевым зазором "a" над поверхностью колосниковой решетки 2 и со смещением относительно его оси. Величина зазора "а" определяется с одной стороны размерами фракций используемого твердого топлива, а с другой стороны условием создания низкотемпературной зоны на поверхности решетки для обеспечения размещения шурующей планки в нерабочем состоянии, которое по времени совпадает с временем процесса горения. С целью расширения технических возможностей устройства, труба 7 загрузочного устройства может быть установлена в корпусе 1 камеры сгорания с возможностью изменения торцевого зазора "а" за счет любых известных средств, например, при помощи фиксаторов 8, посредством которых труба 7 соединяется с корпусом 1 и выполненных в виде стержней.

В одном из вариантов труба 7 расположена в корпусе 1 камеры сгорания вертикально или наклонно.

Для обеспечения надежного предохранения шурующей планки от температурного воздействия в процессе горения топлива, площадь шурующей планки 3 в плане меньше площади поперечного сечения трубы 7. На фиг. 2 изображен вариант выполнения устройства, в котором площадь шурующей планки почти в два раза меньше площади поперечного сечения трубы 7.

Устройство для сжигания твердого топлива работает следующим образом.

Твердое топливо, например уголь или кусковой торф, загружают при помощи трубы 7 в камеру сгорания. Шурующая планка 3, совершая вращение относительно центральной оси, как в одну сторону, так и в другую, равномерно располагает фракции твердого топлива по поверхности колосниковой решетки 2, поскольку шурующая планка в данном случае работает как гребенка, которая своими выступами 9 не только перемещает уголь по поверхности колосниковой решетки, но и разрыхляет его, обеспечивая, тем самым, относительно равную толщину слоя. Выступы 9 шурующей планки 3 имеют форму разностороннего треугольника (фиг. 3), позволяющую равномерно распределять топливо по поверхности за счет неодинакового воздействия выступов при вращении в одну и в другую стороны.

Выполнение колосниковой решетки круговой также способствует равномерному распределению угля по ее поверхности вследствие исключения застойных зон.

Для повышения эффективности процесса горения из-под колосниковой решетки подают в камеру сгорания воздушную среду. После этого шурующую планку в нерабочем положении размещают в пространстве между колосниковой решеткой 2 и трубой 7, в которой температура значительно ниже температуры камеры сгорания топлива. Золу от сгоревшего топлива удаляют также при помощи шурующей планки, для чего золу смещают к окну 10, и далее через это окно выносят за пределы корпуса камеры сгорания любым известным средством. Затем повторяют процесс загрузки камеры сгорания твердым топливом в последовательности действий, описанной выше.

В процессе горения внутри кусков топлива создается подпор газов разложения и вся поверхность куска топлива оказывается покрытой оболочкой из этих газов, отгораживающих частички топлива от соприкосновения с воздушным потоком, поступающим снизу. Оболочка вытянута по ходу движения потока и наиболее тонка в лобовой части, но при обычно практикуемых скоростях движения воздуха через слой топлива остается несмываемой.

Интенсивное перемешивание слоя топлива в камере сгорания шурующей планкой, совершающей вращательное движение, резко снижает вредное влияние газовой и зольной оболочки, убыстряет выход летучих и углеродное горение. Интенсивное перемещение частиц топлива в горизонтальном и вертикальном направлениях с частичной подачей свежего топлива создает возможность обеспечения непрерывного процесса теплоотдачи.

Применения настоящего изобретения позволяет повысить топливную экономичность за счет обеспечения полного сгорания твердого топлива в камере сгорания, а также надежность конструкции устройства путем увеличения срока службы шурующей планки.

Изобретение соответствует критерию промышленная применимость, поскольку оно осуществимо с использованием известных технических средств по известным технологиям.

Источники информации
Патент ФРГ N 862479, МКИ F 23 H 9/00 1954 (аналог).

А.с. СССР N 1165849, МКИ F 23 H 9/00 1981 (прототип).

Использование: в конструкциях устройств для сжигания твердого топлива, а именно угля. Сущность изобретения: устройство для сжигания твердого топлива содержит цилиндрический корпус камеры сгорания, выполненный с колосниковой решеткой, шурующую планку, связанную с приводом и установленную в корпусе камеры сгорания с возможностью изменения углового положения над колосниковой решеткой, и загрузочное устройство, выполненное в виде трубы, размещенной в корпусе камеры сгорания с торцевым зазором над поверхностью колосниковой решетки и со смещением относительно его оси, а шурующая планка установлена в корпусе с возможностью вращения относительно оси камеры сгорания и расположения в нерабочем положении между колосниковой решеткой и торцом трубы. Изобретение обеспечивает экономию топлива и надежность конструкции устройства. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для сжигания твердого топлива, содержащее цилиндрический корпус камеры сгорания, выполненный с колосниковой решеткой, шурующую планку, связанную с приводом и установленную в корпусе камеры сгорания с возможностью изменения углового положения над колосниковой решеткой, и загрузочное устройство, отличающееся тем, что загрузочное устройство выполнено в виде трубы, размещенной в корпусе камеры сгорания с торцевым зазором над поверхностью колосниковой решетки и со смещением относительно его оси, а шурующая планка установлена в корпусе с возможностью вращения относительно оси камеры сгорания и расположения в нерабочем положении между колосниковой решеткой и торцом трубы. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что труба расположена в корпусе камеры сгорания вертикально. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что площадь шурующей планки в плане меньше площади поперечного сечения трубы. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что труба загрузочного устройства установлена в корпусе камеры сгорания с возможностью изменения торцевого зазора.