Топка для сжигания твердого топлива

Топка для сжигания твердого топлива предназначена для слоевого сжигания твердого топлива, в том числе низкосортного, например, бурых и каменных углей, торфа, отходов деревообработки. Топка содержит камеру сгорания, загрузочный бункер для подачи топлива в камеру сгорания, шлаковый бункер для уборки золы из камеры сгорания;. вибропривод, связанный с колосниковой решеткой; и воздушный короб, размещенный между колосниковой решеткой и основанием. Колосниковая решетка закреплена на основании с помощью рессор и имеет возможность возвратно-поступательного движения. Колосниковая решетка выполнена из водоохлаждаемых труб с закрепленными на их боковых поверхностях полутрубами. Полутрубы обращены вогнутыми частями навстречу друг к другу, перекрывают друг друга, образуя каналы для подачи воздуха. Технический результат заключается в улучшении перемешивания при сгорании топлива и снижении термической нагрузки на элементы колосниковой решетки. 1 н.з. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для слоевого сжигания твердого топлива, в том числе низкосортного, например, бурых и каменных углей, торфа, отходов деревообработки.

Известна топка [1. Патент СССР 506328, опубликован 05.03.76 Бюллетень 9]. Топка содержит колосниковую решетку, выполненную в виде ряда разновысоких колосников призматической формы. Топка содержит также камеру сгорания, загрузочный бункер для подачи топлива в камеру сгорания и шлаковый бункер для удаления золы из камеры сгорания посредством шнекового транспортера. Колосники имеют возможность возвратно-поступательного перемещения при помощи вала с кулачками, вращаемого электродвигателем. Над колосниковой решеткой установлена неподвижная плита, над плитой расположен прикрепленный к колосникам толкатель для перемещения топлива. Из-за наличия множества узлов и сложного механизма перемещения колосниковой решетки эта топка сложная по конструкции и имеет большие габариты.

Известна топка с вибрирующей решеткой фирмы «Рилей Стокер» [2. http://www.sberdvinaland.ru/page127.html]. Эта топка содержит камеру сгорания (топочную камеру); колосниковую решетку, включающую неподвижную (основание) и подвижную раму с поперечными бимсами. Подвижная рама установлена на наклонных гибких стальных пластинах, которые прочно приварены внизу к неподвижной раме. Брусчатые колосники уложены в продольном направлении на бимсы. Вибрационный механизм соединен с электродвигателем через клиноременную передачу и прикреплен к подвижной раме. Вибрационный механизм выполнен с тяжелыми вращающимися эксцентрично деталями. Чередование периодов движения топлива и остановок колосниковой решетки осуществляется при помощи реле времени и электрического пускового устройства. В этой конструкции элементы колосниковой решетки подвержены высоким изменяющимся термическим нагрузкам, высокому механическому износу и химическому воздействию. Поэтому для их щадящей эксплуатации и снижения энергозатрат производят их периодическое отключение.

Известна топка [3. Патент на изобретение РФ 2326288, опубликовано 2008.06.10. МПК F23B 30/10, F23H 3/00], которая принята за прототип, как наиболее близкая по технической сути к заявляемой полезной модели. Топка содержит колосниковую решетку, камеру сгорания, загрузочный бункер для подачи топлива в камеру сгорания, шлаковый бункер для уборки золы из камеры сгорания посредством шнекового транспортера и горизонтальную подвижную раму. Рама установлена на роликовые опоры и приводится в возвратно-поступательное колебательное движение при помощи гидроцилиндра. Колосниковая решетка выполнена в виде ряда разновысоких колосников призматической формы, закрепленных на горизонтальной подвижной раме. Высота колосников уменьшается в направлении к шлаковому бункеру. Грани колосников, обращенные к шлаковому бункеру, снабжены каналами для подачи дутьевого воздуха под слой топлива. Кроме того, грани призмы колосников, обращенные к шлаковому бункеру, образуют с горизонтальными гранями призм углы, превышающие соответствующие углы, образованные гранями, обращенными к загрузочному бункеру. За счет геометрии колосников и возвратно-поступательного перемещения (вибрации) колосниковой решетки происходит шуровка топлива, и, как следствие, обеспечивается интенсификация процесса горения топлива. Устройство по прототипу имеет сложную конструкцию колосниковой решетки, за счет повышенных требований к заданной геометрии ее колосников. Кроме того, в процессе эксплуатации элементы колосниковой решетки подвержены механическому износу под воздействием изменяющихся термических нагрузок и химическом воздействии. К тому же, колосниковая решетка, выполненная из призматических элементов, не обеспечивает равномерного перемешивания топлива из-за возможного застоя топлива в крайних нижних точках колосниковых элементов, что снижает эффективность работы топочного устройства.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности работы топочного устройства при одновременном упрощении его конструкции.

Технический результат, достигаемый при решении задачи, заключается в улучшении перемешивания при сгорании топлива и снижении термической нагрузки на элементы колосниковой решетки.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что заявляемая полезная модель, как и прототип, содержит камеру сгорания, загрузочный бункер для подачи топлива в камеру сгорания, шлаковый бункер для уборки золы из камеры сгорания. Колосниковая решетка выполнена из колосников, закрепленных на раме, и имеет возможность возвратно-поступательного движения. Кроме того, колосниковая решетка имеет каналы для подачи воздуха под слой топлива.

В отличие от прототипа заявляемая полезная модель содержит вибропривод, связанный с колосниковой решеткой. Колосниковая решетка закреплена на основании с помощью рессор. Колосниковая решетка выполнена из водоохлаждаемых труб с закрепленными на их боковых поверхностях полутрубами. Полутрубы обращены вогнутыми частями навстречу друг к другу, перекрывают друг друга, образуя каналы для подачи воздуха. Воздушный короб размещен между колосниковой решеткой и основанием.

В частном случае вибропривод выполнен с эксцентриковым механизмом. Воздушный короб выполнен с регулируемыми зонами для подачи воздуха. В этих зонах регулируется количество подаваемого воздуха для горения в зависимости от сорта и состава топлива при проведении пуско-наладочных работ. Рессоры выполнены наклонными.

Совокупность существенных признаков, характеризующих заявляемую полезную модель в общедоступных источниках информации заявителем не обнаружена, что подтверждает «новизну» полезной модели.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 показана схема топки для сжигания твердого топлива. На фиг.2 показана схема выполнения колосниковой решетки.

Топка для сжигания твердого топлива фиг.1 содержит основание 1. На основании 1 с помощью рессор 2 закреплена колосниковая решетка 3, над которой расположена камера сгорания 4. Для подачи топлива в камеру 4 служит загрузочный бункер 5. Для удаления шлака из камеры сгорания 4 служит шлаковый бункер 6, расположенный с противоположной стороны загрузочного бункера 5. Для обеспечения возвратно-поступательного перемещения и вибрации колосниковой решетки 3 служит вибропривод 7, соединенный с электродвигателем (на чертеже не показан). Вибропривод 7 выполнен эксцентриковым. Между колосниковой решеткой 3 и основанием 1 размещен воздушный короб 8, имеющий регулируемые зоны 9. Стрелкой на фиг.1 показано направление движения топлива.

Колосниковая решетка 3 фиг.2 содержит водоохлаждаемые трубы 10 с полутрубами 11 и 12, закрепленными соответственно на боковых поверхностях водоохлаждаемых труб 10. Полутрубы 11, 12 обращены вогнутой частью навстречу друг другу, перекрывают друг друга и образуют канал для подачи воздуха под слой топлива. Водоохлаждаемые трубы 10 соединены с системой циркуляции воды (на чертеже не показана). Стрелками на фиг.2 показано движение воздуха через каналы подачи воздуха.

Топка работает следующим образом. Сверху на поверхность решетки 3 через бункер 5 загружается слой топлива. Слой топлива поджигается, а снизу через каналы подачи воздуха между полутрубами 11, 12 фиг.2 подается из воздушного короба 8 воздух, необходимый для горения топлива. Внутрь водоохлаждаемых труб 10 для их охлаждения подается вода. При включении вибропривода 7 колосниковая решетка 3 совершает колебательные движения в виде двух полуциклов: «вперед и вверх» и «назад и вниз». Полуцикл движения решетки «вперед и вверх» заставляет топливо совершать движение вперед по направлению к фронту топки. Во второй полуцикл «назад и вниз», когда колосниковая решетка 3 движется обратно, топливо за счет инерции продолжает двигаться в прежнюю сторону. Таким образом, за полный цикл колебания обеспечивается движение топлива вперед с одновременным его перемешиванием, что обеспечивает его полное сгорание. Чередование периодов движения и остановок колосниковой решетки определяется в процессе режимно-наладочных работ и в дальнейшем регулируется автоматически.

Заявляемая топка, содержащая водоохлаждаемую вибрационную решетку, является простой в конструктивном выполнении и легкой. В ней отсутствуют тяжелые чугунные конструктивные элементы. Она также удобна в обслуживании. Кроме того, куски шлака и топлив не забиваются в воздушные каналы, образованные полутрубами 11, 12. За счет водоохлаждения исключается перегрев и пережег элементов колосниковой решетки, что снижает их износ и увеличивает срок службы. Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет достигнуть технический результат и решить поставленную задачу.

Полезная модель является промышленно применимой, так как может быть многократно реализована с помощью серийно выпускаемых элементов и устройств с достижением указанного технического результата. Выполнение такого топочного устройства не вызывает затруднений для специалистов в данной области.

1. Топка для сжигания твердого топлива, содержащая камеру сгорания, загрузочный бункер для подачи топлива в камеру сгорания, шлаковый бункер для уборки золы из камеры сгорания; выполненную из колосников, закрепленных на раме, колосниковую решетку, установленную с возможностью возвратно-поступательного движения и имеющую каналы для подачи воздуха под слой топлива, отличающаяся тем, что дополнительно содержит вибропривод, связанный с колосниковой решеткой, которая закреплена на основании с помощью рессор, при этом колосниковая решетка выполнена из водоохлаждаемых труб с закрепленными на их боковых поверхностях полутрубами, которые обращены вогнутыми частями навстречу друг к другу, перекрывают друг друга, образуя каналы для подачи воздуха; кроме того, топка дополнительно содержит воздушный короб для подачи воздуха под слой топлива, который размещен между колосниковой решеткой и основанием.

2. Топка для сжигания твердого топлива по п.1, отличающаяся тем, что вибропривод выполнен с эксцентриковым механизмом.

3. Топка для сжигания твердого топлива по п.1, отличающаяся тем, что воздушный короб выполнен с регулируемыми зонами для подачи воздуха.

4. Топка для сжигания твердого топлива по п.1, отличающаяся тем, что рессоры выполнены наклонными.