Колосник и колосниковвая решетка

(51) 23 1/00 (2006.01) 23 17/12 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ ориентированной балки, на торцах которой размещены элементы крепления к раме и снабжен катализаторами, выполненными в виде массивных сплошных элементов, образующих равноотстоящие выступы, расположенные по обе стороны пластинчатой поверхности колосника. Колосниковая решетка набрана из отдельных колосников, закрепленных на раме и собранных в полотно со сквозными отверстиями для прохода воздуха. Предпочтительно размещение в раме колосников с катализаторами с возможностью изменения расстояния между соседними колосниками в полотне решетки, а также управляемого качания (вращения в ограниченном секторе) колосников вокруг продольной оси. Рама может иметь изогнутый профиль или иметь заданный уклон в поперечном к продольной оси колосников направлении. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности сжигания твердого топлива,включающего значительную долю мелочи.(76) Сарымсаков Жиргалбек ОмуралиевичТурсунов Талгат Бекузакович(74) Русакова Нина Васильевна Жукова Галина Алексеевна Ляджин Владимир Алексеевич(57) Изобретение относится к устройствам для сжигания твердого,в том числе,мелкофракционного, топлива в плотном слое и может быть использовано в топках твердотопливных теплогенераторов,печей,паровых-и водогрейных котлов. Колосник выполнен в форме пластинчатой,вертикально Изобретение относится к устройствам для сжигания твердого топлива в плотном слое, в частности к колосниковым решеткам, и может быть использовано в топках твердотопливных теплогенераторов, печей, паровых и водогрейных котлов. Известны конструкции колосниковых решеток,включающих отдельные элементы (колосники),выполненные в виде балок (брусков) или плит. Колосники, собранные на раме или скрепленные напосредственно друг с другом при помощи крепежных элементов, образуют полотно решетки со сквозными отверстиями для прохода воздуха,необходимого для горения лежащего на полотне решетки топлива. Живое сечение большинства колосниковых решеток,равное отношению суммарной площади всех сквозных отверстий ко всей площади полотна решетки, варьирует в диапазоне значений от 5 до 60 (Зиборов Н.М. и др. Промышленные паровые котлы малой мощности, .-Л Госэнергоиздат, 1961, с. 62-65). Недостатком таких известных конструкций является низкая эффективность сжигания твердого топлива, с большим содержанием мелочи (более 20 содержания фракции со средним размером до 6 мм). Известна колосниковая решетка (Патент РФ 2312273, 23 3/00, опубл. 10.12.2007),содержащая отдельные элементы (колосники),образующие полотно со сквозными отверстиями для прохода воздуха, с живым сечением решетки в пределах более 3, но менее 5. Недостатком такой колосниковой решетки является низкая эффективность золоудаления, так как живое сечение до 5 от общей площади колосниковой решетки не достаточно для выгрузки сгоревшей шлаковой массы, что повышает зольность сжигаемого топлива. Зола обволакивает горючие компоненты и препятствует доступу окислителя, при этом горючая масса не догорает и образуется механический недожог, что снижает эффективность сжигания твердого топлива. Описанная решетка,фактически является беспровальной с зигзагообразным профилем колосникового полотна. Такая конструкция требует использования дополнительных устройств для удаления золы и шлака. Техническая задача изобретения - повышение эффективности сжигания твердого топлива,включающего значительную долю мелочи. Поставленная задача решается за счет того, что колосниковая решетка набрана из отдельных колосников специальной конструкции,закрепленных на раме и собранных в полотно со сквозными отверстиями для прохода воздуха. Каждый колосник представляет собой пластинчатую(высота больше толщины),вертикально ориентированную балку, на торцах которой размещены элементы крепления к раме,снабженную катализаторами, выполненными в виде массивных сплошных элементов, образующих равноотстоящие выступы с плоской горизонтальной поверхностью, расположенные по обе стороны пластинчатой поверхности колосника. Собранные в полотно, катализаторы соседних колосников располагаются таким образом, что катализаторы одного колосника помещаются с зазором между катализаторами соседнего колосника,образуя сквозные вертикальные отверстия полотна решетки. Наличие на рабочей поверхности каждого колосника катализаторов, создает равномерную перфорацию полотна, что позволяет окислителю(воздуху) равномерно поступать по всей площади горения и создает условия для одновременного горения всего объема твердого топлива и естественного золоудаления. При этом, в процессе горения, раскаленные катализаторы нагревают воздух, поступающий в зазор между ними, что обеспечивает высокую полноту сгорания топлива,тем самым снижая зольность и вредные выбросы в дымовых газах. Катализаторы могут быть выполнены как в виде отдельных элементов, закрепленных на колоснике,так и единым целым с колосником, например,литьем. Предпочтительно выполнение граней катализаторов скругленными, что позволяет формировать, равномерные зазоры между ними и создавать условия для равномерной подачи воздуха под слой топлива по всей площади колосниковой решетки. Предпочтительно расположение катализаторов в шахматном порядке,что минимизирует максимальные расстояния между отверстиями в полотне решетки. Предпочтительно предусмотреть возможность изменения расстояния между соседними колосниками в полотне решетки, что позволит настраивать полотно решетки на фракционный состав топлива. Предпочтительно размещение в раме колосников с катализаторами с возможностью управляемого качания (вращения в ограниченном секторе) колосников вокруг продольной оси,чем обеспечивается более эффективное удаление золы и шлаковой массы. Рама может иметь изогнутый профиль или иметь заданный уклон в поперечном к продольной оси колосников направлении, причем колосники всегда располагаются с горизонтальной ориентацией верхних поверхностей катализаторов и с образованием вертикальных сквозных отверстий. Выполнение рамы для колосникового полотна изогнутого поперечного сечения или с уклоном в поперечном направлении образует открытое пространство вокруг катализаторов и создает возможность дополнительного подогрева при высоких температурах поступающего воздуха, что повышает эффективность сжигания твердого топлива. Предлагаемые колосник и колосниковая решетка представлены на следующих иллюстрациях. Фиг.1-один из вариантов исполнения устройства колосника. Фиг.2 - колосниковая решетка в сборе. Фиг.3 - вариант колосниковой решетки с изогнутой рамой. Фиг.4 - часть А колосниковой решетки на фиг.2 На фиг. 1 показан один из вариантов исполнения колосника по настоящему изобретению. Катализаторы выполнены в форме близкой к форме прямоугольных параллелепипедов с закругленными внешними кромками. Колосник имеет на торцах пластинчатой части две пары крепежных элементов в форме цлиндрических выступов верхние - для соединения с рамой решетки и нижние - для соединения приводом качающего механизма. Колосниковая решетка фиг.2. состоит из рамы . на которой горизонтально размещены колосники с катализаторами 4, собранные в полотно со сквозными зазорами между катализаторами одного колосника и пластинчатой частью соседнего колосника 3 для прохода воздуха и удаления зольных фракций топлива. В полотне колосниковой решетки свободные торцы катализаторов 4 одного колосника 2 входят с зазором 5 между боковыми поверхностями катализаторов соседних колосников. На фиг.3 показан вариант колосниковой решетки с изогнутой рамой. Колосники соединены с рамой, с возможностью вращения вокруг продольной оси,только верхними парами крепежных элементов, а нижние - свободны для соединения с приводом механизма качания. Колосниковая решетка используется следующим образом. Порция твердого топлива размещается н поверхности предварительно разогретых катализаторов 4. В процессе горения под сжигаемое топливо через сквозные зазоры 3 и 5 поступает горячий воздух, нагретый от соприкосновения с раскаленными катализаторами 4. Мелкие фракции топлива и высокоуглеродистая зола под действием силы тяжести попадают в сквозные зазоры 3 и 5. Проходя между раскаленными катализаторами 4 через сквозные зазоры 3 и 5, где температура приближена к температуре зоны горения, мелкие фракции топлива и зола, еще содержащая горючее вещества, догорают и выпадают в виде зольной пыли под колосниковую решетку. Очистка полотна производится любым известным способом. При выполнении колосниковой решетки с возможностью регулирования расстояния между соседними колосниками, величина зазора 3 может варьироваться в широких пределах от его полного закрытия до размера,оптимального для используемого фракционного состава топлива. При выполнении колосниковой решетки с качающимися колосниками,эффективность процесса удаления золы и шлака существенно повышается. Специалисту понятно, что возможные варианты исполнения колосника, в частности, исполнение катализаторов различной формы,а также выполнение тела колосника трубчатой формы, с целью его охлаждения, не меняет существа настоящего предложения. Также не меняет существа изобретения форма изгиба рамы колосниковой решетки с дугообразным, с одним или несколькими углами зигзагообразным, ступенчатым или любым другим профилеми. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Колосник в форме пластинчатой, вертикально ориентированной балки, на торцах которой размещены элементы крепления к раме,отличающийся тем,что он снабжен катализаторами, выполненными в виде массивных сплошных элементов, образующих равноотстоящие выступы, расположенные по обе стороны пластинчатой поверхности колосника. 2. Колосник по п.1, отличающийся тем, что катализаторы расположены в шахматном порядке. 3. Колосниковая решетка, собранная из колосников, закрепленных на раме, образующая полотно со сквозными отверстиями для прохода воздуха, отличающаяся тем, что собрана из колосников по любому из п.п. 1, 2. 4. Колосниковая решетка по п.3, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью изменения расстояния между соседними колосниками в полотне решетки. 5. Колосниковая решетка по любому из п.п.3, 4,отличающаяся тем, что крепление колосников выполнено с возможностью управляемого качания колосников вокруг продольной оси. 6. Колосниковая решетка по любому из п.п.3-5,отличающаяся тем, что рама выполнена с изогнутым в поперечном к продольной оси колосников направлении профилем. 7. Колосниковая решетка по любому из п.п.3-6,отличающаяся тем, что рама выполнена с заданным уклоном в поперечном к продольной оси колосников направлении.