ТОПКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ УГОЛЬНОЙ МЕЛОЧИ Советский патент 1928 года по МПК F23B7/00 

На фиг.1, 2 и 3 изображены поперечный разрез, вид спереди и продольный разрез предлагаемой топки и на фиг. 4, 5 и 6 - продольный разрез, вид сверху и вид спереди ступенчатой колосниковой решетки. На фиг. 7, 8 и 9 изображены поперечный разрез, вид спереди и продольный разрез видоизменения предлагаемой топки и на фиг. 10, 11 и 12 - продольный разрез, вид сверху и вид спереди соответственной ступенчатой колосниковой решетки.

Предлагаемая топка для сжигания угольной мелочи, согласно фиг. 1-6, состоит из трех камер А, В и С и пылеулавливающей камеры D. Камера А служит для завалки свежего топлива, подсушки его и загрузки самотеком через загрузочный конус 1 на верхнюю площадку 2-2 ступенчатой колосниковой решетки. Выделяющиеся пары проходят через отверстия 3-3 и трубки 8 в камеру D, где они смешиваются с горячими газами. Поступление топлива на колосниковую решетку регулируется от руки задвижкой 4. Загрузочная камера А отделена от камеры горения В-В; поэтому, в моменты загрузок топлива, температура в топке не понижается. Высота загрузочного конуса определяется с таким расчетом, чтобы вершина угольного конуса на площадке 2-2 решетки постоянно закрывала отверстие конуса для избежания уноса угольной пыли, при условии, однако, сохранения выгодной толщины слоя топлива на решетке. Загрузочная камера с передней стороны закрывается дверкой 5 и с задней имеет чугунную стенку 6, прикрепленную к чугунному порогу 7. С задней стороны камера А и порог 7 облицованы огнеупорным кирпичом. Камера А сообщается с камерой D при помощи железных трубок 8, заделанных в огнеупорную кладку 9. Камера А и загрузочный конус 1 состоят из железного желоба 10 и чугунных щитов 11, снабженных по всей длине выступами сечения ласточкина хвоста для укрепления огнеупорной облицовки 12. Желоб 10 и щиты 11 соединены с задней стороны с чугунной плитой 6 и с передней - с железным лобовым листом 13. Топочная камера В-В облицована огнеупорным кирпичом, опирающимся на угольники 14-14, приклепанные к железному кожуху 15, плотно соединенному с задней стороны с чугунным порогом и с передней стороны - с лобовым листом 13. Поддувало (зольная камера) С ограничено снизу топочным железным кожухом 15, сверху стенками (железными листами) 16-16, соединенными с боков угольниками 17-17 и сверху с листом (продольной железной полосой) 18, на котором при помощи осей 19 навешены два щита (шибера) 20, соединенных с валом 21. Стенки 16-16 и угольники 17-17 соединены с одной стороны с плитой 6, с другой - с лобовым листом 13. Поддувало С разделено на части стенками 16; последние связаны с одной стороны с кожухом 15, а с другой - с листом 18 и снабжены щелями ƒ для удаления золы и окнами g для впуска нагнетаемого под колосники через трубу 25 воздуха. Регулирование притока воздуха по ту или другую сторону решетки 3 производится посредством большего или меньшего прикрывания окон g щитами 20, путем поворота связанной с этими щитами оси 19. Щели ƒ окаймлены рамками из углового железа 23-23 для плотного прилегания щитов 20. Сплошная полоса 24-24 служит для связи кожуха 15 в поперечном направлении. Труба 25 снабжена дверцами 26-26 для удаления золы из поддувала С. Внизу камеры С приделана железная труба 27, которая в части своей 29 имеет продольные щелевые разрезы 30-30 для удаления уноса, скопляющегося в пылеотделительной камере D, посредством парового эжекционного сопла 28.

Колосниковая решетка состоит из чугунных ступенчатых колосников 31, снабженных продольными щелевидными отверстиями, во всю длину колосника. Так как угол естественного откоса равен 35°, то колосникам дан наклон =30° для того, чтобы на нижних гранях ее не скоплялось большого количества топлива, поступающего на них как в силу естественного скатывания, так и под действием воздушного дутья. Направление струек воздуха, выходящего из непрерывных щелей, взаимно перпендикулярное; поэтому, равнодействующая давления дутья и силы тяги будет направлена в сторону огнеупорной кладки 32-32 камеры горения В-В; в результате, унос и частицы, поглощая тепло, догорят на своем пути до камеры D. Посредством перекрещивающегося направления дутья имеется в виду обеспечить полное перемешивание топлива с воздухом и продвижение его сверху вниз. На площадке а-а колосниковой решетки топливо, предварительно просушенное в завалочной камере А, окончательно просыхает, выделяя при этом незначительное количество паров, не влияющих на температуру топки. Так как фокус горения в каждой грани b, c d, e колосниковой решетки расположен выше горизонтальной ее части и как эта последняя, так и перпендикулярная ей защищены слоем топлива, то можно полагать, что эти грани не подвержены отложению шлаков, которые должны скопляться на нижних площадках e-e, на которых топливо окончательно догорает. Если же на гранях от В до С будет происходить отложение шлаков, то чистка решетки производится следующим образом: прекращается подача топлива путем поворота регистра 4; после того, когда топливо несколько прогорит и на площадке а-а образуется раскаленный слой, очищают площадку е-е, на которую сбрасывают горящее топливо с площадки d-d, очищают последнюю и т.д. до площадки b, на которую поступает часть раскаленного топлива с площадки. Во время чистки одной половины решетки посредством щита 20 уменьшают поступление воздуха под очищаемую половину решетки, в то время, как под вторую половину производится нормальное дутье. (Опыт показал, что во время чистки топки при отоплении штыбом или коксовой пылью, необходимо производить пониженное дутье, так как без дутья топка весьма быстро остывает).

Колосники 31 - чугунные ступенчатые. Вертикальные плоскости граней имеют по всей ширине колосника щелевые отверстия 38, шириною с наружной стороны 4 мм и с внутренней стороны - 25 мм. По горизонтальным плоскостям граней расположены по всей ширине колосника щелевые отверстия 39. На нижней плоскости грани е имеются два щелевых отверстия 39, 39 по всей ширине колосника. Колосники снабжены ребром 40 и четвертями 41 и 42, при помощи которых, при укладке в топку, колосники укладываются друг на друга для получения плотного соединения между ними, при чем как вертикальные, так и горизонтальные щели сливаются по всей длине топки в одну непрерывную щель. Непрерывные горизонтальные и вертикальные щели могут быть прочищены одним движением резака по всей длине топки, что весьма важно при наличии легкоплавких шлаков.

Пылеотделительная камера D занимает пространство между обмуровкой 9 и стенкой 33 из огнеупорного кирпича. Стенка 33 покоится на чугунной плите 35 и с передней стороны имеет ряд выступов 34 из огнеупорного кирпича. На расстоянии от стены 33 помещена вторая стенка 36, имеющая, как и первая, выступы 37. Назначение выступов - изменять направление топочных газов, несущих в себе пыль. Горячие газы из топочной камеры В-В и пары от высушиваемого топлива из загрузочной камеры А поступают в пространство Е и далее проходят в камеру D, где скорость газов несколько уменьшается и уносная пыль оседает на дно камеры D, из которой время от времени, вследствие своей текучести, удаляется через трубу 27, снабженную в своей части 29 продольными щелевыми прорезами 30-30, расположенными на нижней ее поверхности с таким расчетом, чтобы сумма площадей сечений этих щелей была равна площади сечения трубы 27. Конец трубы 27, имеющий щели, закрыт заглушкой 43, а к другому концу трубы присоединено паровое эжекционное сопло 28.

Видоизмененная топка, согласно фиг. 7-12, состоит из четырех камер: загрузочной, камеры горения, зольной и пылеулавливающей.

Загрузочная камера А расположена над огнеупорным сводом 2 камеры горения В, между передним топочным листом 3 и задним железным листом 4 камеры. Низ камеры А покрыт железным полуцилиндрическим листом 5, соединенным угольниками 6 и 7 с листами 3 и 4. Боковые стороны нижнего листа 5 соединены с верхними чугунными балками 8-9 загрузочных воронок 10-11. Нижние чугунные балки 12-13 загрузочных воронок, служащие одновременно мертвыми плитами колосниковой решетки 27, соединены вверху с железным скрепляющим листом 14 и снизу железным желобом 15. Верхние и нижние балки с передней и задней сторон соединены с листами 3 и 4 посредством болтов. В верхней своей части загрузочная камера А снабжена подвижными стенками-шиберами 16-17, насаженными на валы, назначение которых - регулировать подачу топлива в загрузочные желоба 10-11. В верхних балках 8-9 загрузочных желобов 10-11 помещены поворотные заслонки 19-20, насаженные на валы 21-22 для регулирования толщины слоя топлива на колосниковой решетке, по мере нарастания слоя шлака. Для удаления паров, образующихся при просушке топлива в завалочной камере, служат отверстия 23 с трубками 24, через которые водяные пары проходят в камеру D, где они смешиваются с топочными газами. Загрузочная камера снабжена дверкой 25, в которой имеется наблюдательное отверстие 26, через которое, в случае необходимости, может быть введен добавочный воздух в камеру D.

Камера горения В вверху имеет свод 2 из огнеупорного кирпича, опирающийся на балки 8-9. На выступы нижних загрузочных балок 12-13 помещаются верхние концы чугунных колосников 27, нижние концы которых помещены на чугунной продольной балке 28, соединенной как с кожухом 15, так и с чугунной частью лобовой плиты 29, так и чугунным порогом 30. Внутри балки 28 помещена труба 31 для удаления уносной пылевидной золы из пылеулавливающей камеры D. Колосники - чугунные, вверху имеют две площадки ad и cd и внизу плоскость, наклонную под углом, несколько меньшим угла естественного откоса топлива. Колосники по всей своей ширине имеют продольные канавки 32, расширенные книзу 33, для прохода воздуха, вдуваемого в камеру С вентилятором или паровым сифоном. С боковых сторон колосников имеются части 34, которыми достигается относительная плотность между отдельными колосниками в поперечном направлении решетки. Колосники снабжены ребрами жесткости 56. Непрерывность продольных воздушных канавок диктуется необходимостью создания ряда горнов 1, вдоль которых расположенное под своим естественным углом откоса топливо сгорает и, кроме того, продольные канавки, в случае легкоплавких шлаков, могут быть легко прочищены одним движением резака. Камера горения с задней стороны имеет порог 35, выложенный из огнеупорного кирпича, и с передней - дверки 36, снабженные смотровыми окнами 37 и дверкой 38 - для удаления шлаков с нижней части решетки. Дверкам даны наименьшие размеры для уменьшения охлаждения камеры горения во время чисток низа и боков топки. Верхняя часть лобового листа 3 имеет с′емную на болтах крышку 39 для возможности выкладки огнеупорной футеровки 40, расположенной на угольнике 41, лежащем своими концами на чугунных балках 8-9 загрузочных желобов 10-11. Крышка 39 снабжена смотровым очком 42 - для наблюдения за количеством уносной пыли и, следовательно, для регулирования силы дутья.

Зольная камера С ограничена сверху колосниковой решеткой 27-27 и снизу и боков - железным желобом 15. С задней стороны желоб 15 плотно соединен с чугунной частью порога 30, а с передней - с чугунным каналом 43 для подвода воздуха от вентилятора. Канал 43 отлит вместе с лобовой плитой 29 и снабжен дверками 44 для удаления золы, просыпающейся через воздушные щели 32 в зольную камеру, и заслонкой 45 для регулирования упругости дутья.

Пылеулавливающая камера D помещается за порогом 35 и имеет стенку 46, снабженную карнизом 47. Стенка выложена из огнеупорного кирпича и расположена на чугунной плите 48. Вторая стенка из огнеупорного кирпича 49 помещается на расстоянии, достаточном для прохода топочных газов между стенкой 46 и карнизом 50 стенки 49. Назначение карнизов 47 и 50 - изменять направление топочных газов. Уносная пыль, оседающая в камере D, время от времени удаляется паровым эжектором 51, представляющим собою трубу 31, заглушенный конец которой 52-53 по нижней образующей снабжен продольными щелями 54. Свободный конец трубы снабжен коленом и паровым эжектором 51. При действии эжектора пыль, вследствие своей текучести, уносится через щели трубы 31 из пыльной камеры D в место, удобное для ее удаления из кочегарки. Регулирование пара, поступающего в эжектор 51, производится вентилем 55. Паровой эжектор приводится в действие периодически, по мере накопления сажи в пыльной камере.

Через дверку 25 топливо периодически забрасывается в отделенную от камеры горения загрузочную камеру А. Боковые стенки - шибера 16-17 устанавливаются на определенный расход топлива посредством рукояток, насаженных на валы 18-19. Тепло передается через кирпичный свод 2 и железный полуцилиндрический лист 5 топливу и выделяющиеся при этом пары через трубки 24 проходят в камеру D, где они смешиваются с горячими газами. Подсушенное топливо самотеком опускается через загрузочные воронки 10-11 на колосниковую решетку 27-27, расположенную под углом, несколько меньшим угла естественного откоса топлива. На площадках ab топливо окончательно просыхает и опускается на площадки cd, где начинается горение, и далее опускается по наклонным плоскостям решетки de. Колосники, а следовательно, и колосниковая решетка, имеют ряд непрерывных воздушных каналов 32, через которые проходит воздух от вентилятора или парового сифона через чугунную распределительную трубу 43 и зольную камеру С-С. Направление воздушных струй в сторону огнеупорной кладки имеет целью обеспечить выгорание органической массы в уносной пыли. Непрерывные воздушные каналы 32 доступны быстрой очистке одним движением резака. Толщина слоя топлива на решетке регулируется заслонками 19-20, которые, по мере нарастания шлака на решетке, подымаются вверх. Во время горения топливо располагается вдоль воздушных каналов 32 канавками, стороны которых сохраняют угол естественного откоса топлива. Свежее топливо поступает на один бок канавки, скатывается до воздушного канала 32 и давлением дутья перебрасывается на противоположный бок канавки. Таким образом, топливо на колосниковой решетке 27-27 находится в непрерывном движении по направлению сверху вниз до нижней части колосников с, на которой топливо окончательно догорает. Так как на нижней части колосниковой решетки, на которой происходит наиболее интенсивное горение, в первую очередь нарастает шлак, то для быстрого удаления его с выделением наименьшего количества холодного воздуха, охлаждающего камеру горения, сделана небольшая дверка 38. Дверки же 36-36 открываются реже, по мере образования шлаков на верхней наклонной части колосниковой решетки.

Полная чистка половины колосниковой решетки производится следующим образом: прикрывается одна из заслонок 16 или 17, в зависимости от того, какая половина решетки подвергается чистке, и, когда топливо на верхних горизонтальных гранях колосников ab одной половины решетки разгорится, открывают соответствующую дверку 36 и производят очистку наклонной части решетки, прорезая в случае необходимости засоренные воздушные каналы 32. Раскаленное топливо на гранях ab и cd, служащее запалом, сбрасывается на наклонную часть de решетки; если нужно - очищается по всей длине грань cd, снова открывается заслонка 16 или 17, и одна половина топки начинает действовать. Через некоторое время, когда первая половина топки раскалится, точно также поступают и со второй половиной.

Угольная пыль, уносимая силой дутья, осаждается в пыльной камере D, откуда, по мере ее накопления, удаляется паровым эжектором 51. Во время чистки половины топки уменьшение поступления воздуха под колосники производится общей заслонкой 45.

1. Топка для сжигания угольной мелочи, в применении по преимуществу к котлам с жаровыми трубами, характеризующаяся совокупным применением: а) загрузочной для топлива камеры А (фиг. 1-3), помещенной в самой верхней части топки и снабженной внизу наклонными стенками 10, в целях подачи топлива самотеком к загрузочной клиновидной воронке 1, отделенной от камеры поворотной от руки задвижкой 4, предназначенной для разрыхления топлива и регулирования его подачи, каковая камера А сообщается через ряд трубок 8 в ограничивающей ее задней стенке с пространствами Е за топкой, в целях непосредственного отвода в это пространство паров воды, могущих выделяться в камере А из топлива вследствие его подсушки в ней; б) двухсторонней ступенчатой колосниковой решетки 31 (фиг. 1-3), с наклоном каждой половины к горизонту под углом, несколько меньшим угла естественного откоса для применяемого топлива, опертой с одной стороны на стенки ограничивающего топку кожуха 15, а с другой - на ребро продольного, помещенного в средине топки, листа 18, каковая решетка составлена из ребристых элементов (фиг. 4-6), снабженных по бокам четвертями 41-42 для плотного перекрывания одного элемента другим в собранной решетке, а также идущими параллельно оси топки воздухопроводящими щелями 38 и 39, открывающимися соответственно на вертикальных и горизонтальных площадках ступеней, из коих верхняя площадка а (фиг. 1) размещается на таком расстоянии от нижнего отверстия загрузочной воронки 1, чтобы между ними не образовалось разрыва в попадающей на площадку а струе топлива; в) огнеупорной обмуровки 9-12-32 (фиг. 1), облегающей ограничивающие камеру А и воронку 3 стенки и расположенную над решеткой 31 часть кожуха 15 топки и предназначенной служить аккумулятором для некоторой доли развиваемой в последней теплоты, и г) поддувала С (фиг. 1-3), разделенного на части стенками 16, связанными с одной стороны с кожухом 15, а с другой - с листом 18 и снабженными щелями ƒ для удаления золы и окнами g для впуска нагнетаемого под колосники через трубу 25 воздуха, регулирование притока которого по ту или другую сторону решетки 3 производится большим или меньшим прикрыванием окон g щитами 20, путем поворота связанной с этими щитами оси 19.

2. В охарактеризованной в п. 1 топке применение за обмуровкой 9 огнеупорных стенок 33 и 36 (фиг. 3), в целях направления продуктов горения по зигзагообразному пути и улавливания в камере D увлеченных ими механически частичек топлива.

3. В охарактеризованной в п. 2 топке применение в нижней части кожуха 15 трубы 27, снабженной заглушкой 43 на конце щелями 30 внизу, предназначенными для отсасывания действием парового эжекционного сопла 28, из камеры D скопившейся в ней угольной мелочи.

4. Видоизменение топок, охарактеризованных в п.п. 1-3, отличающееся тем: 1) что загрузочная для топлива камера А открывается в топочное пространство не одной только расположенной в средней ее части воронкой, а двумя 10-11, размещенными по бокам и снабженными, каждая, регулирующими толщину слоя топлива поворотными заслонками 19-20, в соответствии с чем колосниковые решетки 27 имеют наклон от боков топки к ее средине, и 2) что поддувала под каждой из решеток выполнены в виде сплошных, не разделенных перегородками, камер.

5. В охарактеризованной в п. 4 топке применение в загрузочной камере А, в целях регулирования подачи топлива, поворотных заслонок 16-17.