184339. lajstromszámú szabadalom • Kazán, elsősorban központi fűtési kazán, szilárd tüzelőanyag elégetésére
1 184 339 2 A találmány tárgya szilárd tüzelőanyaggal működtethető kazán, amely egyes épületek fűtésére, például központi fűtés céljára szolgáló egységteljesítmény kategóriában alkalmazható előnyösen. A találmány szerinti kazán melegvíz előállítására alkalmas. A folyékony és gáznemű energiahordozó anyagok területén fennálló, általánossá vált problémák miatt a szilárd tüzelőanyagokkal működtethető tüzelőberendezések alkalmazása egyre inkább előtérbe kerül. A szilárd tüzelőanyaggal — általában szénnel — üzemeltetett, és a találmány szerint érintett teljesítmény-kategóriába tartozó tüzelőberendezések ismert szerkezeti megoldásai számos hátránnyal rendelkeznek. Ilyen hátránya az ismert tüzelőberendezéseknek, hogy csak egy meghatározott szénféleség eltüzelése mellett működnek kielégítően. így ha valami okból kifolyóan más szén eltüzelése válik szükségessé, úgy az adott tüzelőberendezésben ennek felhasználása csak a hatásfok lényeges romlása mellett bíztositható, illetve különféle üzemzavarok előfordulásával kell számolni. További hátránya az ismert megoldásoknak, hogy állandó felügyeletet, kezelést igényelnek az üzembentartásuk érdekében. Bár ismertek olyan megoldások is, amelyek koksz tüzelését folytonégve lehetővé teszik, de ezeknél is fennáll az a hátrányos körülmény, hogy a kokszon kívül más tüzelőanyaggal csak igen rossz hatásfok mellett lehet üzemeltetni őket. Ismeretesek továbbá olyan kazánok is, amelyekben több szénfajtát lehet elégetni. Ezeket a kazánokat úgy tervezték és alakították ki, hogy fűtőfelületeiket túlméretezték azért, hogy a füstgázok kis áramlási sebességgel haladjanak a fűtőfelületek mentén és így hőtartalmukból minél nagyobb részt adjanak át e határoló falaknak, ahonnan azután hőátszármaztatással tovább áramlik a hő a hőhordozó közeg felé, ami általában víz. Ez utóbb említett kazánoknál igen nagy térfogatok, nagy fémsúlyok adódnak az egységnyi hőteljesítményre vonatkoztatva. Ennek megfelelően az ilyen kazánok előállítási ára kedvezőtlenül magas. A találmány szerinti kazán elé kitűzött cél az volt, hogy a szilárd tüzelőanyagok csaknem valamennyijét jó hatásfokkal el lehessen benne tüzelni és az égés során felszabadult hőnek minél nagyobb része átszármaztatható legyen a melegítendő vízbe. A találmány szerinti kazán a kitűzött célt azáltal oldja meg, hogy egyrészt rostélyszerkezete sajátságos, másrészt a füstgázok áramlására szolgáló terek valamint a víz áramlási tere újszerűén van kiképezve. A találmány szerinti kazánban praktikusan minden szilárd éghető anyag eltüzelhető a lignit származékoktól kezdve a kokszig. A javasolt kazánban a például 6 kW/kg fűtőértékű szénféleségek eltüzelése mellett folyamatos égés biztosítható, gyakorlatilag állandó hatásfok mellett. A találmány szerinti kazán fajlagos súlya (tömege) lényegesen kisebb, mint az ismert hasonló célú berendezéseké és emellett a javasolt kazánban a füstgázok egyáltalán hasznosítható hőtartalmának átbocsátása a fűtőfelületeken keresztül lényegesen jobb hatásfok mellett biztosítható, mint az ismert kazánokban. A találmány szerinti kazánnál a rostélyszerkezet elemeinek keresztmetszetei fölfelé szélesedőek. Ennek megfelelően a rostélyelemek között felfelé szűkülő rések alakulnak ki. A találmány szerinti kazán célszerű kiviteli alakjánál háromszög keresztmetszetű rostélyelemek vannak. Egy-egy rostélyelem csúcsával lefelé néző háromszög keresztmetszetű. Az ilyen rostélyelemekből álló rostély tüzelőanyagot tartó síkja a rostélyelemek háromszög keresztmetszeteinek felső síkjaival van meghatározva. A rostélyelemek közötti réseken akadálytalanul tud a hamu lehullani a hamutérbe. A hamu beékelő- 5 désére igen kicsi a valószínűség. Az égést tápláló levegő a rostélyon átáramolva az áramlás irányában szűkülő résekben felgyorsul és megfelelő méretezés esetén biztosítható, hogy optimális sebességgel érkezik az égő szénréteghez. !Q A rostély fölötti tűztér úgy van kialakítva, hogy felső része terelőfal révén leszűkített, ugyanakkor a már említett terelőfal a víztér bővítését eredményezi. Ilyen kialakítás mellett a füstgázok turbulenciája biztosított, míg a víztér bővülése folytán a felfelé áramló víz áramlási : 5 sebessége lecsökken. Az említett hatások a hőátszármaztatás javulást eredményezik. Az eddig említett kialakításokon túl, a találmány szerinti kazánnál a füstgázok útjában olyan füstcsövek vannak beiktatva, amely füstcsövekben áramlásirányító -O betétek vannak elhelyezve és ezek a füstcsövön belüli áramlási utat meghosszabbítják. A találmány szerinti kazán lényege tehát, hogy rostélyelemei között felfelé szűkülő terek vannak, a tűzteret felfelé szűkítő terelőfala van, és egy vagy több 25 olyan füstcsöve van, amelyben görbevonalú áramlási teret eredményező betét van. A találmány szerinti kazán egy előnyös kiviteli alakjánál a rostélyelemek csúcsukkal lefelé néző háromszög keresztmetszetű rudak. 30 Egy további előnyös kiviteli alaknál a terelőfal a víztér belső falának egy szakasza. Célszerű ha a füstcsőben levő betét csavarfelületű lemezként van kialakítva. A találmány szerinti kazánt részletesebben a csatolt 35 rajzmellékleten szemléltetett kiviteli példa kapcsán ismertetjük. A rajz a példakénti kazán függőleges metszetének vonalas vázlata. A példakénti kivitelnél a rostély szerkezet 1 rostély - elemei háromszög keresztmetszetűek és a háromszögek 40 csúcsai lefelé néznek. A 1 rostélyelemek felső síkjai megközelítően vízszintesek és ezek együttesen határozzák meg a rostély hatásos felületét. Az egymás mellett levő, háromszög keresztmetszetű 1 rostélyelemek közötti réseknek a rostély fölső síkjában értelmezett felület- 45 összege határozza meg a rostély áthamuzó keresztmetszetét. A rostély felső síkja felett levő szénszőnyeghez az 1 rostélyelemek között érkező, az égést tápláló levegő optimális sebességgel érkezik, mert az 1 rostélyelemek között kialakult, a levegő áramlási irányában értelmezve 50 szűkülő térben az állandó tömegű táplevegő felgyorsul. Látható a kiviteli példánál, hogy a hamu szabad esését a rostély nem gátolja és, hogy a hamubeékelődés valószínűsége igen kicsi. ' A szilárd tüzelőanyagok csaknem minden fajtájának 55 optimális eltüzelhetőségét nagymértékben a 2 terelőfal alkalmazása biztosítja. A kiviteli példánál a 2 terelőfal az égőtérben felszabaduló füstgázok áramlásához rendelkezésre álló teret leszűkíti. Ennek megfelelően a füstgázok a rostély felőli áramlásuk közben a szűk forduló- 60 kamrába érkezésük előtt az említett 2 terelőfalhoz ütköznek, iránytörést szenvednek és így mindenképpen erősen turbulens áramlás fog kialakulni. Az ily módon örvénylő, is eközben még eleven tűzzel érintkező füstgáz még íghető komponensei e turbulencia folytán ki fognak égni 65 és ezáltal az égés hatásoka nagymértékben javul. 2
