CZ292325B6 - Spalovací zařízení - Google Patents

Abstract

Spalovac za° zen obsahuje topeniÜt (1), maj c ty°i st ny (2, 3, 4, 5), z nich ka d m vnit°n d lku (L), p°i em jsou spojeny pro vytvo°en pravo·hl ho p° n ho pr °ezu, a alespo ty°i ho° ky (6) pro vytv °en plamene (8), um st n na st n ch (2, 3, 4, 5) topeniÜt (1) ve vodorovn rovin pro vst°ikov n paliva a vzduchu ka d²m ho° kem (6) do topeniÜt (1) pod l osov ry (9) sm ru vst°ikov n . Ho° ky (9) jsou orientov ny tak, e vÜechny osov ry (9) sm ru vst°ikov n jsou te n k pomysln kru nici (7, 11), um st n v topeniÜti (1). Alespo jeden ho° k (6) je um st n v dy na jedn ze ty° st n (2, 3, 4, 5) topeniÜt (1), p°i em osov ra (9) sm ru vst°ikov n ka d ho ho° ku (6) na st n ch (2, 3, 4, 5) prot n vnit°n stranu st ny (2, 3, 4, 5), na kter je ho° k (6) um st n, v m st , vzd len m od vnit°n ho konce st ny (2, 3, 4, 5), p°i em vzd lenost (L1) mezi vnit°n m koncem st ny (2, 3, 4, 5) a m stem, vzd len²m od vnit°n ho konce st ny (2, 3, 4, 5), je menÜ , ne 25 %, a v tÜ , ne 0 % vnit°n d lky (L) st ny (2, 3, 4, 5).\

Description

Vynález se týká spalovacího zařízení, které obsahuje topeniště, mající čtyři stěny, z nichž každá má vnitřní délku, přičemž jsou spojeny pro vytvoření pravoúhlého příčného průřezu, a alespoň čtyři hořáky pro vytváření plamene, umístěné na stěnách topeniště ve vodorovné rovině pro vstřikování paliva a vzduchu každým hořákem do topeniště podél osové čáry směru vstřikování, přičemž hořáky jsou orientovány tak, že všechny osové čáry směru vstřikování jsou tečné k pomyslné kružnici, umístěné v topeništi.

Spalovací zařízení podle tohoto vynálezu je používáno u kotlů pro tepelné elektrárny nebo pro chemické závody, nebo u pecí či topenišť a podobných zařízení pro chemický' průmysl.

Dosavadní stav techniky

Na obr. 14 je znázorněn pohled ve vodorovném řezu, zobrazující známé topeniště parního kotle, používající rotační spalovací systém a koncepci spalovacího plamene v topeništi.

Jak je znázorněno na tomto obr. 14, je čtvercové topeniště 1 opatřeno hořáky 6 pro vstřikování paliva ve čtyřech rozích 10.

Na obr. 15 je znázorněno jiné topeniště 1, známé z dosavadního stavu techniky.

Na rozdíl od topeniště L znázorněného na obr. 14, je zde čtvercové topeniště 1 opatřeno hořáky 6 na dvou místech přední stěny 2 topeniště 1 a na dvou místech zadní stěny 3 topeniště L, nikoli tedy v rozích 10 topeniště J. V tomto případě nejsou hořáky 6 umístěny na pravé boční stěně 4 a na levé boční stěně 5 topeniště L Ostatní uspořádání je stejné, jako u provedení, znázorněného na obr. 14.

Topeniště 1, znázorněné na obr. 14 a na obr. 15, má pomyslnou kružnici 7, která má pevný průměr, a která se nachází ve vnitřním prostoru la topeniště L Rovněž jsou na uvedených obrázcích směrové osové čáry 9 směru vstřikování, ukazující směr vstřikování paliva a spalovacího vzduchu hořáku 6, ustaveny tak, že vytvářejí tečny k pomyslné kružnici 7.

Palivo a spalovací vzduch, vstřikované z hořáku 6 do topeniště 1, jsou vstřikovány do vnitřního prostoru la topeniště 1 podél uvedených směrových osových čar 9, takže je vytvářen rotační spalovací plamen 8.

Podle známého stavu techniky jsou za účelem vytváření stabilního a vysoce účinného rotačního spalovacího plamene 8 všechny hořáky 6 umístěny v rozích 10 topeniště L, jak je znázorněno na obr. 14, nebo jsou umístěny ve stěnách topeniště 1, které leží vzájemně proti sobě, to jest na přední straně 2 topeniště 1 a na zadní stěně 3 topeniště 1 jak je znázorněno na obr. 15, nebojsou umístěny na pravé boční stěně 4 topeniště 1 a na levé boční stěně 5 topeniště 1, přičemž je vhodný průměr pomyslné kružnice 7 zvolen tak, aby bylo dosaženo stabilního rotačního spalovacího plamene 8.

Na obr. 16 je znázorněno topeniště 21 pro kotel nebo pro podobné zařízení.

Jak je znázorněno na tomto obr. 16, je topeniště 21 opatřeno hořáky 25 na čtyřech místech přední stěny 22 topeniště 21 a na čtyřech místech zadní stěny 23 topeniště 21. Z těchto hořáků 25 jsou čtyři hořáky 25. umístěné na pravé straně vyobrazení podle obr. 16, uspořádány tak, že směrová

-1 CZ 292325 B6 osová čára 28 směru vstřikování, ukazující směr vstřikování paliva a spalovacího vzduchu, vstřikovaného z hořáku 25, je tečnou k obvodu pomyslné kružnice 26. myšlené v topeništi 21. která má pevně stanovený průměr, přičemž jsou čtyři hořáky 25. umístěné v levé části obrázku rovněž uspořádány obdobně tak, že je vytvářena pomyslná kružnice 26.

Palivo a spalovací vzduch, vstřikované z hořáků 25, jsou vstřikovány do vnitřního prostoru 21a topeniště 21 podél směrové osové čáry 28, přičemž jsou spalovány, takže vytvářejí spalovací plamen 27. V topeništi 21 jsou tak vytvářeny dva rotační víry 29 spalovacího plamene 27, které mají rozdílnou středovou polohu.

Ve známém stavu techniky jsou všechny hořáky 25 umístěny na opačných stěnách topeniště 21, to jest na přední stěně 22 topeniště 21 a na zadní stěně 23 topeniště 21, přičemž je průměr pomyslné kružnice 26 vhodně zvolen tak, aby byly vytvářeny stabilní a vhodné otáčivé víry 29 spalovacího plamene 27.

Podstata vynálezu

Pokud jsou hořáky 6 umístěny v rozích 10 topeniště J, jak je znázorněno na obr. 14, jsou ocelové rámy pro nesení a podepírání kotle a potrubí pro dodávání paliva do hořáku 6 soustředěny v rohové části kotle, takže dochází k výraznému zmenšení údržbářského prostoru pro vyjmutí hořáku 6 ven z topeniště 1 při jeho údržbě.

Rovněž jsou-li hořáky 6 umístěny na vůči sobě opačných stěnách, to jest na přední stěně 2 a na zadní stěně 3 topeniště 1, jak je znázorněno na obr. 15, je zde nebezpečí, že v blízkosti pravé boční stěny 4 topeniště 1 nebo v blízkosti levé boční stěny 5 topeniště 1 vznikne prostor, který nebude efektivně přispívat k řádnému spalování paliva.

Předmět tohoto vynálezu byl vytvořen za účelem vyřešení shora uvedených problémů. V souladu s předmětem tohoto vynálezu bylo proto vyvinuto spalovací zařízení, které není tak náchylné k tomu, aby se zde vytvářel prostor, který by efektivně nepřispíval k řádnému spalování paliva v topeništi a to z toho důvodu, že hořáky nejsou umístěny v rozích topeniště, a že otáčivá složka palivového plynu v topeništi je jednotná.

Rovněž jsou-li hořáky 25 umístěny na přední stěně 22 topeniště 21 a na zadní stěně 23 topeniště 21, jak je znázorněno na obr. 16, dochází ke zvyšování velikosti hořákových větrných skříní 30, které představují pomocné příslušenství topeniště 21, neboť dochází rovněž ke zvyšování kapacity kotle a ke zvyšování rozměrů hořáků 25, jak je znázorněno na obr. 17.

Ze shora uvedeného důvodu musejí být hořákové větrné skříně 30 umístěny vzájemně velmi blízko u sebe, takže zde vzniká nebezpečí, že dojde ke zmenšení prostoru, nezbytného na provádění údržby.

Rovněž ze stejných důvodů dochází ke zvyšování rozměrů hořákového panelu 32, vyčnívajícího z přední stěny 22 topeniště 21 směrem ven z topeniště 21.

Proto tedy celé těleso kotle musí být nevyhnutelně větší, a rovněž tak je spalovací plamen 27 ovlivňován působením spalovacího plynu 33, proudícího podél povrchu vnitřní stěny hořákového panelu 32, takže zde vzniká nebezpečí možnosti narušování stabilního proudění otáčivého spalovacího plamenného víru 29.

Dále pak, jak je znázorněno na obr. 18, v porovnání s přední stěnou 22 topeniště 21 jsou v blízkosti zadní stěny 23 topeniště 21 umístěny zadní plamenec 34, plynový kanál 35 a různá

-2CZ 292325 B6 další pomocná příslušenství kotle (neznázoměno).

Z toho důvodu je vnější prostor u zadní stěny 23 topeniště 21 velmi malý, a navíc jsou zde na čtyřech místech ve velmi omezeném prostoru umístěny hořáky 25, takže zde vzniká nebezpečí, že dojde k výraznému zmenšení prostoru, nezbytného pro provádění údržby, přičemž těleso celého kotle tak musí být nevyhnutelně větší.

Za účelem vyřešení shora uvedených problémů byl vyvinut předmět tohoto vynálezu, jehož účelem v této souvislosti je vytvořit spalovací zařízení, u kterého je možné za účelem usnadnění provádění údržby vytvořit příslušný dostatečný prostor na vnější straně zadní stěny topeniště.

Za účelem vyřešení shora uvedeného úkolu bylo podle tohoto vynálezu vytvořeno spalovací zařízení, obsahující topeniště, mající čtyři stěny, z nichž každá má vnitřní délku, přičemž jsou spojeny pro vytvoření pravoúhlého příčného průřezu, a alespoň čtyři hořáky pro vytváření plamene, umístěné na stěnách topeniště ve vodorovné rovině pro vstřikování paliva a vzduchu každým hořákem do topeniště podél osové čáry směru vstřikování, přičemž hořáky jsou orientovány tak, že všechny osové čáry směru vstřikování jsou tečné k pomyslné kružnici, umístěné v topeništi. Alespoň jeden hořák je umístěn vždy na jedné ze čtyř stěn topeniště, přičemž osová čára směru vstřikování každého hořáku na stěnách protíná vnitřní stranu stěny, na které je hořák umístěn, v místě, vzdáleném od vnitřního konce stěny, přičemž vzdálenost mezi vnitřním koncem stěny a místem, vzdáleným od vnitřního konce stěny, je menší, než 25 %, a větší, než 0 % vnitřní délky stěny.

Alespoň jeden hořák je s výhodou umístěn tak, že osová čára směru vstřikování hořáku je tečná k první pomyslné kružnici, umístěné v topeništi, přičemž alespoň jeden hořák je umístěn tak, že osová čára směru vstřikování hořáku je tečná ke druhé odpovídající pomyslné kružnici, umístěné v topeništi, která je odlišná od první pomyslné kružnice, s níž je soustředná.

Pomyslná kružnice má s výhodou průměr, který přesahuje 5 % ze součtu vnitřní šířky topeniště a vnitřní hloubky topeniště.

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu bylo dále rovněž vyvinuto spalovací zařízení, obsahující topeniště, mající dvě dvojice protilehlých stěn, spojených pro vytvoření pravoúhlého příčného průřezu, a sudý počet hořáků pro vytváření plamene, umístěných na jedné dvojici protilehlých stěn topeniště pro vstřikování paliva a vzduchu každým hořákem do topeniště podél osové čáry směru vstřikování, která je tečná k odpovídající pomyslné kružnici, umístěné v topeništi. Alespoň jeden přídavný hořák je umístěn na každé z druhé dvojice protilehlých stěn topeniště, přičemž je orientován tak, že osová čára směru vstřikování každého přídavného hořáku je tečná k odpovídající pomyslné kružnici, umístěné v topeništi.

Odpovídající pomyslné kružnice osových čar směru vstřikování hořáků a přídavných hořáků obsahují alespoň dvě odpovídající pomyslné kružnice, mající odpovídající středy, vzájemně od sebe vzdálené.

Alespoň jedna z pomyslných kružnic má s výhodou průměr, který je větší, než 5 % součtu vnitřní hloubky topeniště a poloviny vnitřní šířky topeniště.

Odpovídající pomyslné kružnice hořáků a přídavných hořáků obsahují pomyslné kružnice, které mají odlišné průměry.

Alespoň jeden z hořáků je s výhodou umístěn tak, že jeho osová čára směru vstřikování svírá pravý úhel s povrchem stěny topeniště, na které je hořák umístěn.

-3 CZ 292325 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k obrázkům na přiložených výkresech, kde:

obr. 1 znázorňuje schematický půdorysný pohled, ukazující vodorovný řez topeništěm parního kotle, které využívá spalovacího zařízení podle prvního provedení tohoto vynálezu, a rovněž znázorňuje v řezu koncepci spalovacího plamene;

obr. 2 znázorňuje graf, ukazující účinek hořákového uspořádání prvního provedení topeniště podle tohoto vynálezu;

obr. 3 znázorňuje schematický půdorysný pohled, ukazující vodorovný řez topeništěm parního kotle, které využívá spalovacího zařízení podle druhého provedení tohoto vynálezu, a rovněž znázorňuje v řezu koncepci spalovacího plamene;

obr. 4 znázorňuje schematický půdorysný pohled, ukazující vodorovný řez topeništěm parního kotle, které využívá spalovacího zařízení podle třetího provedení, tohoto vynálezu, a rovněž znázorňuje v řezu koncepci spalovacího plamene;

obr. 5 znázorňuje schematický půdorysný pohled, ukazující vodorovný řez topeništěm parního kotle, které využívá spalovacího zařízení podle čtvrtého provedení tohoto vynálezu, a rovněž znázorňuje v řezu koncepci spalovacího plamene;

obr. 6 znázorňuje graf, ukazující účinek hořákového uspořádání podle čtvrtého provedení topeniště podle tohoto vynálezu;

obr. 7 znázorňuje schematický půdorysný pohled, ukazující vodorovný řez topeništěm parního kotle, které využívá spalovacího zařízení podle pátého provedení tohoto vynálezu, a rovněž znázorňuje v řezu koncepci spalovacího plamene;

obr. 8 znázorňuje zvětšený pohled na hořáky, umístěné na přední stěně topeniště parního kotle, znázorněného na obr. 7;

obr. 9 znázorňuje graf, ukazující účinek průměru pomyslné kružnice u pátého provedení topeniště podle tohoto vynálezu, při vytváření rotačního víru spalovacího plamene;

obr. 10 znázorňuje schematický půdorysný pohled, ukazující vodorovný řez topeništěm parního kotle, které využívá spalovacího zařízení podle šestého provedení tohoto vynálezu, a rovněž znázorňuje v řezu koncepci spalovacího plamene;

obr. 11 znázorňuje zvětšený pohled na hořáky, umístěné na přední stěně topeniště parního kotle, znázorněného na obr. 10;

obr. 12 znázorňuje schematický půdorysný pohled, ukazující vodorovný řez topeništěm parního kotle, které využívá spalovacího zařízení podle sedmého provedení, tohoto vynálezu, a rovněž znázorňuje v řezu koncepci spalovacího plamene;

obr. 13 znázorňuje pohled ve zvětšeném měřítku na hořáky, umístěné na zadní stěně topeniště a pootočené o 180° vůči uspořádání podle obr. 11, přičemž strana zadní stěny topeniště je spodní strana obrázku, a strana přední stěny topeniště je v horní části obrázku;

obr. 14 znázorňuje schematický půdoiysný pohled, zobrazující vodorovný řez známým topeništěm parního kotle a znázorňující rovněž v řezu koncepci spalovacího plamene;

-4CZ 292325 B6 obr. 15 znázorňuje schematický půdorysný pohled, zobrazující vodorovný řez jiným známým topeništěm parního kotle a znázorňující rovněž v řezu koncepci spalovacího plamene;

obr. 16 znázorňuje schematický půdorysný pohled, zobrazující vodorovný řez známým topeništěm parního kotle, které využívá rotačního spalovacího systému, známého z dosavadního stavu techniky, přičemž je zde rovněž v řezu znázorněna koncepce spalovacího plamene;

obr. 17 znázorňuje ve zvětšeném měřítku pohled na hořáky, umístěné v přední stěně topeniště parního kotle, znázorněného na obr. 15; a obr. 18 znázorňuje schematický boční pohled na předmětný kotel.

Příklady provedení vynálezu

Nyní bude v dalším popsáno uspořádání spalovacího zařízení v souladu s prvním provedením předmětu tohoto vynálezu, a to s odkazy na přiložené výkresy.

Na obr. 1 je znázorněno topeniště 1, které využívá spalovacího zařízení podle tohoto vynálezu.

Jak je znázorněno na tomto obr. 1, je topeniště 1, které má čtvercový vodorovný příčný průřez, opatřeno hořáky 6 tak, že osová čára 9 směru vstřikování, která je směrovou osovou čarou 9 vstřikovaného paliva a vzduchu, tvoří tečnu k pomyslné kružnici 7.

Topeniště 1 se u tohoto provedení odlišuje od topenišť 1, znázorněných na obr. 14 a na obr. 15 v tom, že každý hořák 6 je umístěn na jednom místě přední stěny 2, zadní stěny 3, pravé boční stěny 4 a levé boční stěny 5 topeniště 1, to znamená celkově na čtyřech místech.

Hořák 6 je na každé stěně 2, 3, 4, 5, umístěn tak, že průsečík směrové osové čáry 9 hořáku 6 a povrchu stěny 2, 3, 4, 5, topeniště f je vzdálen od rohu 10 topeniště 1 (od rohového bodu) o vzdálenost LI. Velikost této vzdálenosti LI činí 15 % z vnitřní délky L jedné strany šířky stěny 2, 3, 4, 5, topeniště 1 při pohledu seshora na topeniště 1.

U tohoto uspořádání je vzdálenost LI na každé stěně 2, 3, 4, 5 měřena proti směru hodinových ručiček od každého z rohů 10 topeniště 1, jak je znázorněno na obr. 1.

V dalším bude následovat popis funkce prvního provedení předmětu tohoto vynálezu.

Na grafu, znázorněném na obr. 2, představují vodorovné souřadnice procentuální poměr (LI /L) vzdálenosti LI od rohu 10 topeniště 1 ke směrové osové čáře 9 hořáku 6 ku vnitřní délce L jedné strany šířky stěny 2, 3, 4, 5 topeniště 1, přičemž svislé souřadnice představují maximální odchylku od průměrné hodnoty složky průtokové rychlosti při distribuci složek průtokové rychlosti v rotačním směru ve vodorovné rovině složek průtokové iychlosti spalovacího plynu v topeništi 1, přičemž je zde ukázán jejich vzájemný vztah.

Obr. 2 ukazuje, že maximální odchylka od průměrné hodnoty složky průtokové rychlosti při distribuci složek průtokové rychlosti v rotačním směru ve vodorovné rovině složek průtokové rychlosti spalovacího plynu 1 v topeništi a změny této odchylky závisejí na poměru vzdálenosti LI k délce L.

Zvýšení maximální odchylky znamená, že rotační složka průtokové rychlosti spalovacího plynu v topeništi 1 není příslušně jednotná, a ukazuje, že v prostoru topeniště 1. je vytvářena část o nízké účinnosti.

-5 CZ 292325 B6

V souladu s obr. 2 se maximální odchylka mění výrazně v části, kde je poměr vzdálenosti LI ku vnitřní délce L zhruba 25 %. Tím bylo zjištěno, že ustavením shora uvedeného poměru na hodnotě menší, než 25 %, a to například 15 %, jako je tomu u tohoto provedení, může být účinnost a efektivita topeniště 1 výrazně zvýšena, přičemž bylo rovněž zjištěno, že ustavením uvedeného poměru naopak nikoli méně než 25 % pak účinnost a efektivita klesá, takže se snižuje i celkový výkon.

Takže hořáky 6 jsou uspořádány stejnoměrně vždy na jednom místě na povrchu každé stěny 2, 3, 4, 5 topeniště 1, přičemž je vzdálenost LI mezi rohem 10 topeniště 1 a hořákem 6 zvolena vhodně tak, že poměr LI / L je menší, než 25 %.

Tímto způsobem je problém zvyšování účinnosti a efektivnosti prostoru ve vnitřním prostoru la topeniště 1 v blízkosti pravé boční stěny 4 topeniště 1 nebo levé boční stěny 5 topeniště 1, který vyvstával u dosavadního známého stavu techniky, znázorněného na obr. 15, vyřešen, takže je celé topeniště _1 využíváno velmi efektivně, Čímž dochází rovněž i ke zvýšení spalovacího výkonu.

Ze shora uvedených důvodů mohou být tedy problémy bezpečnosti prostoru pro údržbu a kompaktnost kotle jako celku, které vyvstávaly v dosavadním známém stavu techniky, vyřešeny a výkon tak může být zajištěn.

Takže u tohoto uspořádání jsou hořáky 6 umístěny na povrchu každé stěny 2, 3, 4, 5 topeniště 1, nikoli tedy v rozích 10 topeniště 1, takže pomocná zařízení pro kotel, jako je například palivové potrubí, nejsou umístěna v rozích 10 topeniště 1. V důsledku toho může být snížena koncentrace zařízení ve čtyřech rozích kotle, takže může být dostatečně zajištěn postačující prostor pro údržbu hořáků 6.

A navíc se očekává, že uspořádání ocelových rámů pro podepírání kotle má stupeň volnosti, takže může být uvažováno s kompaktním kotlem.

Jako další bude popsáno uspořádání spalovacího zařízení v souladu s druhým provedením předmětu tohoto vynálezu, a to s přihlédnutím k přiloženým výkresům.

Jak je znázorněno na obr. 3, tak u tohoto provedení, stejně jako je tomu u zařízení, znázorněného na obr. 1, je topeniště 1, mající čtvercový vodorovný příčný průřez, opatřeno hořáky 6, umístěnými na určitém místě na povrchu každé stěny 2, 3, 4, 5 topeniště 1, to jest přední stěny 2 topeniště 1, zadní stěny 3 topeniště L pravé boční stěny 4 topeniště 1 a levé boční stěny 5 topeniště 1.

Tyto hořáky 6 jsou umístěny tak, že každá osová čára 9 směru vstřikování hořáku 6 tvoří tečnu k pomyslné kružnici 7.

Vzdálenost LI od rohu 10 topeniště 1 ke směrové osové čáře 9 směru vstřikování hořáku 6 je stanovena ve velikosti 15 % délky L jedné strany šířky vnitřní stěny 2, 3, 4, 5 topeniště 1 při pohledu seshora.

Toto uspořádání se liší od prvního uspořádání předmětu tohoto vynálezu v tom, že vzdálenost LI je u tohoto uspořádání na každé ze stěn 2, 3, 4, 5 topeniště 1 měřena ve směru pohybu hodinových ručiček od každého z rohů 10 topeniště 1, zatímco u prvního provedení předmětu tohoto vynálezu byla vzdálenost LI na každé ze stěn 2, 3, 4, 5 topeniště 1 měřena ve směru proti pohybu hodinových ručiček od každého z rohů 10 topeniště L

V následujícím bude podán popis funkce druhého provedení předmětu tohoto vynálezu.

-6CZ 292325 B6

U tohoto provedení je každý hořák 6 umístěn tak, že je vzdálen od každého rohu 10 topeniště 1 o vzdálenost LI. měřenou ve směru pohybu hodinových ručiček. Toto uspořádání je velmi účinné tehdy, pokud nemohou být hořáky 6 umístěny v polohách, znázorněných na obr. 1 podle prvního uspořádání předmětu tohoto vynálezu, a to v důsledku konstrukce kotle.

Ostatní účinky a \ýhody jsou stejné, jako u prvního provedení předmětu tohoto vynálezu.

Zejména jsou hořáky 6 umístěny na povrchu každé stěny 2, 3, 4, 5 topeniště 1, a nikoli tedy v rozích 10 topeniště 1, takže pomocná zařízení či příslušenství pro kotel, jako je například palivové potrubí, nejsou umístěna v rozích 10 topeniště 1.

V důsledku tohoto uspořádání může být koncentrace zařízení ve všech čtyřech rozích kotle snížena, takže může být zajištěn dostatečný prostor pro údržbu hořáků 6.

A navíc se očekává, že uspořádání ocelových rámů pro podepírání kotle má stupeň volnosti, takže může být uvažováno s kompaktním kotlem.

Rovněž pak hořáky 6 jsou uspořádány stejnoměrně na jednom místě na povrchu každé stěny 2.3, 4, 5 topeniště j_, takže vzdálenost LI mezi rohem 10 topeniště 1 a hořákem 6 je u tohoto provedení vhodně zvolena.

Tím je problém zvyšování efektivnosti a účinnosti ve vnitřním prostoru la topeniště 1 v blízkosti pravé boční stěny 4 nebo levé boční stěny 5 topeniště 1, který vyvstával u zařízení podle dosavadního známého stavu techniky, znázorněného na obr. 15, uspokojivě vyřešen, neboť je celé topeniště 1 využíváno velmi efektivně, takže lze zdokonalit proces spalování a zvýšit spalovací výkon.

Ze shora uvedených důvodů mohou být tedy problémy bezpečnosti prostoru pro údržbu a kompaktnost kotle jako celku, které vyvstávaly v dosavadním známém stavu techniky, vyřešeny a výkon tak může být zajištěn.

Jako další bude popsáno uspořádání spalovacího zařízení v souladu s třetím provedením předmětu tohoto vynálezu, a to s odkazy na přiložené výkresy.

Jak je znázorněno na obr. 4, tak stejně jako u prvního provedení je zde topeniště 1, mající ve vodorovném příčném řezu čtvercový tvar, opatřeno hořáky 6, umístěnými na jednom místě na povrchu každé stěny 2, 3, 4, 5 topeniště 1, to jest přední stěny 2 topeniště 1, zadní stěny 3 topeniště 1, pravé boční stěny 4 topeniště 1 a levé boční stěny 5 topeniště 1, to znamená celkově na čtyřech místech.

Toto provedení se liší od prvního provedení předmětu tohoto vynálezu vtom, že soustředně s pomyslnou kružnicí 7 je uspořádána druhá pomyslná kružnice 11, která má průměr odlišný od průměru pomyslné kružnice 7.

Zejména jsou hořáky 6 na pravé boční stěně 4 topeniště 1 a na levé boční stěně 5 topeniště 1 umístěny tak, že směrové osové čáry 9 směru vstřikování těchto hořáků 6 tvoří tečny k pomyslné kružnici 7, zatímco jsou hořáky 6 na přední stěně 2 topeniště 1 a na zadní stěně 3 topeniště 1 umístěny tak, že směrové osové čáry 9 směru vstřikování těchto hořáků 6 tvoří tečny k pomyslné kružnici _1L

Vzdálenost LI od rohu 10 topeniště 1 ke směrové osové čáře 9 směru vstřikování hořáku 6 je zvolena například tak, že činí 15 % délky L jedné strany šířky vnitřní stěny topeniště 1 při pohledu seshora.

V následujícím bude podán popis funkce třetího provedení předmětu tohoto vynálezu.

U tohoto provedení jsou ve vnitřním prostoru la topeniště 1 uspořádány dvě pomyslné kružnice 7aH.

Jak je znázorněno na obr. 4, jsou úhly 01, 02 uložení hořáků 6, neboli jejich montážní úhly 01. 02, změněny. Takže montážní úhly 01, 02 hořáků 6, měřené ke kolmici na pravou boční stěnu 4 topeniště 1 a ke kolmici na levou boční stěnu 5 topeniště 1, mají velikost úhlu 01. zatímco montážní úhly 01, 02 hořáků 6, měřené ke kolmici na přední stěnu 2 topeniště 1 a ke kolmici na zadní stěnu 3 topeniště 1, mají velikost úhlu 02.

Jinými slovy řečeno pak montážní úhly 01, 02 hořáků 6 na přední stěně 2 topeniště a na zadní stěně 3 topeniště jsou montážní úhly 02, ačkoliv stejné úhly 01, 02 u prvního provedení předmětu tohoto vynálezu mají velikost úhlu 01. takže se stupeň volnosti uspořádání hořáků 6 v porovnání s prvním provedením předmětu tohoto vy nálezu zvýšil, čímž může být rovněž efektivní využití vnitřního prostoru la topeniště 1 mnohem přesněji regulováno.

Změnou montážního úhlu 01, 02 hořáku 6 může být rovněž změněn směr hořákového panelu nebo podobného příslušenství, uspořádaného na vnější stěně topeniště 1, takže se zvyšuje stupeň volnosti takovéhoto uspořádání.

Ze shora uvedených důvodů pak stejně jako u prvního provedení předmětu tohoto vynálezu mohou být vyřešeny problémy bezpečnosti a prostoru na údržbu, stejně jako problémy kompaktnosti kotle jako celku, kterými trpěla zařízení, známá z dosavadního stavu techniky, přičemž může být zaručen řádný provoz a výkon kotle.

V dalším bude popsáno uspořádání spalovacího zařízení v souladu se čtvrtým provedením předmětu tohoto vynálezu, a to s odkazem na příslušné přiložené výkresy.

Jak je znázorněno na obr. 5, tak u tohoto provedení, stejně jako u zařízení podle obr. 1, je topeniště 1, mající ve vodorovném příčném řezu čtvercový tvar, opatřeno hořáky 6, umístěnými na povrchu každé stěny 2, 3, 4, 5 topeniště 1, to jest přední stěny 2 topeniště 1, zadní stěny 3 topeniště J, pravé boční stěny 4 topeniště 1 a levé boční stěny 5 topeniště L

Tyto hořáky 6 jsou rozmístěny tak, že každá směrová osová čára 9 směru vstřikování každého hořáku 6 tvoří tečnu k pomyslné kružnici 7. U tohoto uspořádání má pomyslná kružnice 7 průměr d.

Velikost průměru d pomyslné kružnice 7 je zvětšena tak, že činí 12,5 % ze součtu délky L stěny 2, 3, 4, 5 topeniště 1 a hloubky M topeniště 1 [průměr d pomyslné kružnice 7 = (délka L topeniště 1 + hloubka M topeniště 1) x 0,125].

Vzdálenost LI od rohu 10 topeniště 1 ke směrové osové čáře 9 směru vstřikování hořáku 6 je zvolena ve velikosti 15 % délky L jedné boční šířky vnitřní stěny 2, 3, 4, 5 topeniště 1 při pohledu seshora.

V následujícím bude podán popis funkce čtvrtého provedení předmětu tohoto vynálezu.

Na grafu podle obr. 6 představují vodorovné souřadnice výšku polohy spalovacího plynu, vytvářeného ve vnitřním prostoru la topeniště 1 (výška spalovacího plynu od podlahy/celková výška vnitřního prostoru la topeniště 1), svislé souřadnice představují efektivní vířivé číslo Swe otáčivého spalovacího plamenného víru, vytvářeného ve vnitřním prostoru la topeniště 1,

-8CZ 292325 B6 přičemž parametrem je průměr d pomyslné kružnice 7, a přičemž je zde znázorněn vzájemný vztah mezi těmito třemi parametry.

Efektivní vířivé číslo Swe zde představuje index, získaný integrováním poměru otáčivé složky ke stoupající složce prvku spalovacího plynu podél vodorovné průřezové plochy A topeniště 1, přičemž pro průtokovou rychlost spalovacího plynu, vytvářeného ve vnitřním prostoru la topeniště 1, je obvodová složka pomyslné kružnice 7, to jest vnitřní složka ve směru otáčení, označena jako V0, vnitřní složka stoupajícího směru je označena jako Vz, vzdálenost prvku spalovacího plynu, existujícího v určité části vnitřního prostoru la topeniště 1, od středu pomyslné kružnice 7 je označena jako r, a hydrodynamický ekvivalentní poloměr topeniště 1 je označen R, přičemž je efektivní vířivé číslo Swe vyjádřeno následující rovnicí:

f r-V0-\Vz\-dA Swe = ----—--R^z-^zf-dA

Takže lze říci, že efektivní vířivé číslo Swe je indexem, ukazujícím stabilitu otáčení spalovacího plynu v určitém průřezu v topeništi 1, a znamená, že pokud se velikost tohoto indexu zvyšuje, tak se zvyšuje otáčivá síla spalovacího pljuu, to znamená, že otáčivý spalovací plamenný vír je vytvořen jako stabilní.

Na obr. 6 jsou znázorněny tři příklady, u kterých má průměr d pomyslné kružnice 7 velikost 5 %, 12,5 % a 25 % ze součtu poloviny velikosti délky L topeniště 1 a velikosti hloubky M topeniště 1 [průměr d pomyslné kružnice 7 = (délka L topeniště 1/2 + hloubka M topeniště 1) x 0,05, 0,125 a 0,25].

Tento graf ukazuje, že pokud se průměr d pomyslné kružnice 7 zvětšuje, může být dosahováno mnohem efektivnějších vířivých čísel Swe.

Podle tohoto vynálezu bylo rovněž zjištěno, že za účelem vytváření mnohem stabilnějšího otáčivého spalovacího plamenného víru, než tomu bylo u zařízení podle známého dosavadního stavu techniky, musí být průměr d pomyslné kružnice 7 větší alespoň o velikost, přesahující 5 % ze součtu velikosti délky L topeniště 1 a velikosti hloubky M topeniště 1 [průměr d pomyslné kružnice 7 > (délka L topeniště 1 + hloubka M topeniště 1) x 0,05].

Ze shora uvedených důvodů může být u předmětu tohoto vynálezu montážní úhel Θ3 hořáku 6 ustaven tak, že celý kotel nebude příliš velký, a to v rozmezí průměru d pomyslné kružnice 7, kdy dochází ke stabilnímu vytváření otáčivého spalovacího plamenného víru, to jest kdy je zajištěno dostatečné a řádné spalování.

Takže stupeň volnosti uspořádání hořáků 6 může být zvýšen, takže problém kompaktnosti a celistvosti kotle jako celku, který existoval u zařízení známých z dosavadního stavu techniky, může být uspokojivě vyřešen.

Na základě shora popsané funkce pak mohou být stejně jako u prvního provedení předmětu tohoto vynálezu problémy zabezpečení prostoru pro údržbu a problémy kompaktnosti kotle jako celku, které existují u zařízení ze známého dosavadního stavu techniky, uspokojivě vyřešeny a provoz kotle stejně jako jeho výkonnost může být v dostatečné míře zajištěn.

A navíc provedením optimálního výběru, týkajícího se vzájemného vztahu mezi průměrem d pomyslné kružnice 7 a uspořádáním hořáků 6, lze dosáhnout dalšího zvýšení provozní výkonnosti kotle.

-9CZ 292325 B6

V dalším bude popsáno uspořádání spalovacího zařízení v souladu s pátým provedením předmětu tohoto vynálezu, a to s odkazy na přiložené výkresy.

Na obr. 7 je znázorněno topeniště 21, které využívá spalovacího zařízení podle tohoto vynálezu. Jak je znázorněno na tomto obr. 7, je obdélníkové topeniště 21 opatřeno hořáky 25 tak, že jejich směrové osové čáry 28 směru vstřikování tvoří tečny ke dvěma pomyslným kružnicím 26, majícím různé polohy středů.

Na přední stěně 22 topeniště 21 jsou uspořádány ve dvou místech poblíže středů hořáky 25a, zatímco hořáky 25b jsou uspořádány ve dvou místech na vnější straně.

Dále jsou na dvou místech zadní stěny 23 topeniště 21 uspořádány hořáky 25c, přičemž na dvou místech bočních stěn 24 topeniště 21 jsou uspořádány hořáky 25d.

Směrové osové čáry 28 směru vstřikování čtyř hořáků 25a až 25d jsou tečnami k pomyslné kružnici 26. Dvě sady hořáků 25a až 25d na čtyřech místech v jedné sadě jsou umístěny souose ve vnitřním prostoru 21a topeniště 21.

Topeniště 21 podle tohoto uspořádání se odlišuje od topeniště 21, popsaného jako běžně známé příkladné uspořádání, a zobrazeného na obr. 16, zejména v tom, že počet hořáků 25, umístěných na zadní stěně 23 topeniště 21. je snížen ze čtyř na dva, přičemž hořáky 25d jsou umístěny na každé z bočních stěn 24 poblíže zadní stěny 23. a dále v tom, že průměr D pomyslné kružnice 26 ve vnitřním prostoru 21a topeniště 21 je zvětšen.

Se zvětšením tohoto průměru D pomyslné kružnice 26 jsou oba ze dvou hořáků 25a, umístěných ve středu přední stěny 22, umístěny tak, že jsou posunuty směrem k vnější stěně 24. To znamená, že vzdálenost mezi hořáky 25a a 25a je zvětšena.

U tohoto uspořádání má průměr D pomyslné kružnice 26 velikost 25 % ze součtu poloviny velikosti šířky X topeniště 21 a velikosti hloubky Y topeniště 21 [průměr D pomyslné kružnice 26 = (šířka X topeniště 21/2 + hloubka Y topeniště 21) x 0,25], takže průměr D je větší, než u běžně známých topenišť 21.

V následujícím bude podán popis funkce pátého provedení předmětu tohoto vynálezu.

Jak je znázorněno na obr. 7, jsou ze všech hořáků 25 dva hořáky 25d umístěny na boční stěně 24 topeniště 2L V důsledku toho pak počet hořáků 25. umístěných v omezeném prostoru poblíže vnější strany zadní stěny 23 topeniště 21, klesl ze čtyř na dva.

S pomocí tohoto opatření pak poblíže vnější strany zadní stěny 23 topeniště 21 může být prostor, který zaujímá vzduchový kanál pro dodávání spalovacího vzduchu k hořákům 25, snížen, a současně může být snížen počet montážních míst samotných hořáků 25, v důsledku čehož může být zajištěn dostatečný prostor.

U tohoto provedení pak v porovnání s dosavadním známým stavem techniky je průměr D pomyslné kružnice 26 zvolen tak, že má velikost 25 % ze součtu poloviny velikosti šířky X topeniště 21 a velikosti hloubky Y topeniště 21, takže otáčivý spalovací plamenný vír 29 může být vytvářen jako velmi stabilní, a to vzájemným působením daného uspořádání hořáků 25. včetně hořáků 25d, umístěných na bočních stěnách 24 topeniště 21.

Jak je tedy možno vidět ze vzájemného porovnání mezi vyobrazeními na obr. 8 a na obr. 17, je možno docílit dlouhé vzdálenosti W mezi hořákovými větrnými skříněmi 30 a 30, umístěnými na dvou místech poblíže středu přední stěny 22 topeniště 21.

- 10CZ 292325 B6

Na obr. 9 představují vodorovné souřadnice výšku polohy spalovacího plynu, vytvářeného ve vnitřním prostoru 21a topeniště 21 (výška spalovacího plynu od podlahy/celková výška vnitřního prostoru 21a topeniště 21), svislé souřadnice představují efektivní vířivé číslo Swe otáčivého spalovacího plamenného víru 29, vytvářeného ve vnitřním prostoru 21a topeniště 21, přičemž parametrem je průměr D pomyslné kružnice 26. a přičemž je zde znázorněn vzájemný vztah mezi těmito třemi parametry.

Na obr. 9 jsou znázorněny tři příklady, u kterých má průměr D pomyslné kružnice 26 velikost 5 %, 10 % a 25 % ze součtu poloviny délky šířky X topeniště 21 a velikosti hloubky Y topeniště 21 [průměr D pomyslné kružnice 26 = (šířka X topeniště 21/2 + hloubka Y topeniště 21) x 0,05, 0,10 a 0,25].

Tento graf ukazuje, že pokud se průměr D zvětšuje, může být dosahováno mnohem efektivnějších vířivých čísel Swe.

Podle tohoto vynálezu bylo rovněž zjištěno, že za účelem vytváření mnohem stabilnějšího otáčivého spalovacího plamenného víru 29, než tomu bylo u zařízení podle známého dosavadního stavu techniky, musí být průměr D pomyslné kružnice 26 větší alespoň o velikost, přesahující 5 % ze součtu poloviny velikosti šířky X topeniště 21 a velikosti hloubky Y topeniště 21 [průměr D pomyslné kružnice 26 > (šířka X topeniště 21/2 + hloubka Y topeniště 21) x 0,05].

Ze shora uvedených důvodů může být u předmětu tohoto vynálezu stupeň volnosti uspořádání hořáků 25 zvýšen při stabilním vytváření otáčivého spalovacího plamenného víru 29, to znamená při dostatečném zajištění řádného spalování a spalovacího výkonu.

V důsledku toho mohou být vyřešeny problémy kompaktnosti kotle jako celku, které existují v dosavadním známém stavu techniky, a to bez zvýšení rozměrů či velikosti kotle, jinak nezbytných k zajištění prostoru pro údržbu.

V dalším bude popsáno uspořádání spalovacího zařízení v souladu s šestým provedením předmětu tohoto vynálezu, a to s odkazy na přiložené výkresy.

Jak je znázorněno na obr. 10, je šest montážních míst hořáků 25a až 25d topeniště 21 uspořádáno na stejných stěnách 22 až 24 topeniště 21, jako je tomu u pátého provedení předmětu tohoto vynálezu.

Takže u tohoto provedení jsou rovněž na rozdíl od dosavadního známého stavu techniky, znázorněného na obr. 16, umístěny dva hořáky 25d z osmi hořáků 25 na bočních stěnách 24 topeniště 21.

Toto uspořádání se liší od pátého provedení předmětu tohoto vynálezu vtom, že ve vnitřním prostoru 21a topeniště 21 jsou uspořádány dvě pomyslné kružnice 37 a 38, mající rozdílný průměr d, D.

U těchto pomyslných kružnic 37 a 38 pak průměr D první pomyslné kružnice 37, umístěné zvnějšku, je zvolen tak, že má velikost 25 % ze součtu poloviny velikosti šířky X topeniště 21 a velikosti hloubky Y topeniště 21 [průměr D pomyslné kružnice 37 = (šířka X topeniště 21/2 + hloubka Y topeniště 21) x 0,25], takže průměr D je větší, než je tomu u běžně známých topenišť 21.

Uvnitř první pomyslné kružnice 37 je umístěna druhá pomyslná kružnice 38, která má odlišný průměr d, než má první pomyslná kružnice 37. Tyto dvě pomyslné kružnice 37 a 38, to jest první pomyslná kružnice 37 a druhá pomyslná kružnice 38, jsou soustředné a jsou uspořádány na dvou místech ve vnitřním prostoru 21a topeniště 21.

- 11 CZ 292325 B6

Ze všech osmi hořáků 25. umístěných na osmi místech, je šest hořáků 25b, 25c a 25d, umístěných na vnější straně přední stěny 22, bočních stěn 24 a zadní stěny 23 topeniště 21. uspořádáno tak, že směrové osové čáry 28 směru vstřikování paliva a spalovacího vzduchu, vstřikovaného z uvedených hořáků 25b, 25e, 25d do vnitřního prostoru 21a topeniště 21, jsou tečnami k první pomyslné kružnici 37.

Rovněž pak hořáky 25a. které jsou umístěny na dvou místech poblíž středu přední stěny 22 topeniště 21, jsou uspořádány tak, že směrové osové čáry 28a směru vstřikování paliva a spalovacího vzduchu, vstřikovaného z uvedených hořáků 25a do vnitřního prostoru 21a topeniště 21, tvoří tečny ke druhé pomyslné kružnici 38.

Dále bude podán popis funkce šestého provedení předmětu tohoto vynálezu.

V porovnání s pátým provedením předmětu tohoto vynálezu, znázorněným na obr. 7, pak u tohoto šestého provedení s osmi hořáky 25, znázorněnými na obr. 10, pak hořáky 25a, umístěné na dvou místech ve středu přední stěny 22 topeniště 21, vstřikují palivo a spalovací vzduch směrem k osovému směru druhé pomyslné kružnice 38. na rozdíl od ostatních hořáků 25b, 25c a 25d, umístěných na ostatních šesti místech.

Stabilní utváření otáčivého spalovacího plamenného víru 29 ve vnitřním prostoru 21a topeniště 21 je tak méně narušováno uvedenými hořáky 25a. Takže obecně je situace víceméně pod kontrolou účinku hořáků 25b, 25c a 25d, umístěných na ostatních šesti místech, takže může být dosahováno dostatečně stabilního otáčivého spalovacího plamenného víru 29.

Pro tyto účely může být rovněž úhel θ směru vstřikování paliva a spalovacího vzduchu, vstřikovaného z hořáku 25a, zvolen s poměrně vysokým stupněm volnosti v porovnání s dosavadním známým stavem techniky.

V důsledku toho pak, jak je znázorněno na obr. 11, může být v případě pátého provedení předmětu tohoto vynálezu dosaženo dlouhé vzdálenosti W mezi hořáky 25a nebo větrnými skříněmi 30, umístěnými na dvou místech poblíže středu přední stěny 22 topeniště 21.

A navíc může být vzájemný vztah mezi úhlem Θ směrové osové čáry 28a směru vstřikování paliva a spalovacího vzduchu, vstřikovaného z hořáku 25 ve středu přední stěny 22 topeniště 21, a průměrem d druhé pomyslné kružnice 28 zvolen příslušným vhodným uspořádáním či nastavením.

Velikost hořákového panelu 32 tak může být snížena, v důsledku čehož může být rušivé ovlivňování stabilního utváření otáčivého spalovacího plamenného víru 29, vytvářeného spalovacím plynem 33, proudícím podél vnitřního povrchu stěny hořákového panelu 32. sníženo na nejvyšší možnou míru.

Ze shora uvedených důvodů může být stupeň volnosti uspořádání hořáků 25 dále zvýšen při zachování stabilního vytváření otáčivého-spalovacího plamenného víru 29.

V důsledku toho mohou být problémy bezpečného provozu topeniště 21, problémy bezpečného prostoru pro údržbu a problémy kompaktnosti kotle jako celku, které existují v dosavadním známém stavu techniky, uspokojivě vyřešeny.

V dalším bude popsáno uspořádání spalovacího zařízení v souladu se sedmým provedením předmětu tohoto vynálezu, a to s přihlédnutím k přiloženým výkresům.

-12CZ 292325 B6

Jak je znázorněno na obr. 12, jsou hořáky 25a až 25d topeniště 21 umístěny na stejných stěnách až 24. takže toto uspořádání odpovídá pátému provedení, předmětu tohoto vynálezu. U tohoto provedení jsou tedy na rozdíl od známého stavu techniky, znázorněného na vyobrazení podle obr. 16, dva hořáky 25d ze všech hořáků 25, umístěných na osmi místech, umístěny na bočních stěnách 24 topeniště 21.

Ze všech osmi hořáků 25, umístěných na osmi místech, je šest hořáků 25b, 25c a 25d, umístěných na vnější straně přední stěny 22, bočních h stěn 24 a zadní stěny 23 topeniště 21, uspořádáno tak, že směrové osové čáry 28 směru vstřikování paliva a spalovacího vzduchu, vstřikovaného z uvedených hořáků 25b, 25c, 25d do vnitřního prostoru 21a topeniště 21. jsou tečnami k první pomyslné kružnici 37.

Těchto šest hořáků 25b, 25c a 25d je rovněž umístěno tak, že směrové osové čáry 28 směru vstřikování paliva a spalovacího vzduchu, vstřikovaného z hořáků 25b, 25c a 25d do vnitřního prostoru 21a topeniště 21. svírají pravé úhly s povrchy stěn topeniště 21.

Hořáky 25a, umístěné na dvou místech poblíže středu přední stěny 22 topeniště 21, jsou uspořádány tak, že směrové osové čáry 28a směru vstřikování paliva a spalovacího vzduchu, vstřikovaného z těchto hořáků 25a do vnitřního prostoru 21a topeniště 21, tvoří tečny ke druhé pomyslné kružnici 38.

Průměr D první pomyslné kružnice 37 je zvolen tak, aby měl velikost ve výši 25 % ze součtu tu poloviny velikosti šířky X topeniště 21 a velikosti hloubky Y topeniště 21 [průměr D pomyslné kružnice 37 = (šířka X topeniště 21/2 + hloubka Y topeniště 21) x 0,25], takže průměr D je větší, než je tomu u běžně známých topenišť 2L

Druhá pomyslná kružnice 38, která je umístěna uvnitř první pomyslné kružnice 37. má průměr d menší, než je průměr D první pomyslné kružnice 37.

V dalším bude podán popis funkce sedmého provedení předmětu tohoto vynálezu.

Na obr. 17 jsou znázorněny dva hořáky 25, umístěné poblíže středu přední stěny 22 topeniště 21, a na obr. 13 jsou znázorněny dva hořáky 25c, umístěné poblíž středu zadní stěny 23 topeniště 21.

Není žádného základního rozdílu v uspořádání mezi dvěma hořáky 25, umístěnými poblíž středu přední stěny 22 topeniště 21, a dvěma hořáky 25c, umístěnými poblíž středu zadní stěny 23 topeniště 21, pouze s tou výjimkou, že hořáky 25, znázorněné na obr. 17, náležejí zařízení, které je známé z dosavadního stavu techniky, zatímco hořáky 25c, znázorněné na obr. 13, mají novou funkci, založenou na předmětu tohoto vynálezu.

Avšak v souladu s předmětem tohoto vynálezu pak právě proto, že směrové osové čáry 28 směru vstřikování hořáků 25b, 25c a 25d jsou umístěny v pravých úhlech vzhledem k povrchu stěn topeniště 21, jak již bylo shora popsáno, tak rovněž jak vyplývá z porovnání vyobrazení na obr. 13 a na obr. 17, může být pro hořák 25c na obr. 13 prostor, zaujímaný větrnou skříní 30, výrazně minimalizován, takže lze snížit nadbytečnou spotřebu materiálu, která je vyžadována u zařízení, známých z dosavadního stavu techniky.

Tohoto účinku nelze dosáhnout pouze u dvou hořáků 25c. umístěných poblíž středu zadní stěny topeniště 21, avšak tohoto účinku je možno dosáhnout u šesti hořáků 25b, 25c a 25d, jejichž směrové osové čáry 28 směru vstřikování jsou uspořádány v pravých úhlech vzhledem k povrchu stěn 22, 23, 24 topeniště 21, a to včetně dvou hořáků 25b, umístěných na vnější straně přední stěny 22 topeniště 21. dvou hořáků 25c. umístěných na zadní stěně 23 topeniště 21. a dvou hořáků 25d, umístěných na bočních stěnách 24 topeniště 21.

-13 CZ 292325 B6

Podle tohoto vynálezu může být rovněž dále minimalizována velikost hořákového panelu 32. V důsledku toho může být nepříznivé narušování stabilního vytváření otáčivého spalovacího plamenného víru 29, vytvářeného spalovacím plynem 33, proudícím podél vnitřního povrchu stěny hořákového panelu 32, pokud možno co nejvíce sníženo.

Ze shora uvedených důvodů mohou být problémy bezpečnosti provozu topeniště 21, problémy prostoru na údržbu, jakož i problémy kompaktnosti kotle jako celku, které existují v dosavadním známém stavu techniky, zcela uspokojivě vyřešeny.

Shora byla popsána různá příkladná provedení předmětu tohoto vynálezu. Zde je však třeba zdůraznit, že předmětný vynález se neomezuje pouze na tato popsaná provedení, neboť může být různě modifikován s ohledem na technickou koncepci předmětu tohoto vynálezu.

Tak například, přestože jsou ve vnitřním prostoru la a 21a topeniště 1 a 21. u shora popsaných provedení uspořádány dvě pomyslné kružnice, mající odlišnou polohu středů, mohou zde být rovněž uspořádány tři pomyslné kružnice nebo dokonce více těchto pomyslných kružnic.

Podle tohoto vynálezu, jak bylo rovněž shora popsáno, jsou hořáky umístěny na všech stěnách topeniště, přičemž jsou směrové osové čáry směru vstřikování hořáků uspořádány ve vzdálenosti menší, než 25 % velikosti jedné boční šířky topeniště uvnitř stěny, na které je hořák umístěn, od konce topeniště uvnitř stěny při pohledu seshora.

Tím pádem mohou být hořáky umístěny na povrchu stěn topeniště, a nikoliv v rozích tohoto topeniště. V důsledku toho pak koncentrace příslušenství ve všech čtyřech rozích kotle může být snížena, čímž je možno zajistit dosažení dostatečného prostoru, nezbytného pro údržbu zařízení.

Rovněž prostor topeniště v blízkosti levé boční stěny topeniště může být velmi efektivně využit, přičemž lze efektivně zvýšit účinnost a spalovací výkon s využitím celého topeniště.

Rovněž tak jsou hořáky umístěny na všech stěnách topeniště, směrové osové čáry směru vstřikování hořáků jsou umístěny ve vzdálenosti menší, než 25 % délky vnitřní stěny topeniště od konce topeniště uvnitř stěny při pohledu seshora, přičemž je alespoň jeden nebo i více hořáků umístěno tak, že směrové osové čáry směru vstřikování tohoto jednoho hořáku nebo více hořáků, nebo jejich prodlužovací přímky, tvoří tečny k jedné nebo více dalším pomyslným kružnicím, uspořádaným soustředně se shora zmíněnou první pomyslnou kružnicí.

Tímto způsobem je dále zvýšen stupeň volnosti uspořádání hořáků, takže efektivní a účinné využití prostoru topeniště může být mnohem přesněji ovládáno.

Jelikož má rovněž průměr pomyslné kružnice velikost, která přesahuje 5 % ze součtu velikosti šířky topeniště a velikosti hloubky topeniště [průměr pomyslné kružnice > (šířka topeniště + hloubka topeniště) x 0,05], může být stupeň volnosti uspořádání hořáků zvýšen při stabilním vytváření otáčivého spalovacího plamenného víru.

Jak již bylo shora popsáno, tak přestože je podle dosavadního stavu techniky umístěno více hořáků pouze na jedné dvojici proti sobě ležících stěn topeniště, které má obdélníkový příčný průřez, je podle tohoto vynálezu alespoň jeden nebo více hořáků umístěno na zbývající dvojici proti sobě ležících stěn topeniště.

Tímto způsobem je možno počet hořáků, umístěných na jedné dvojici proti sobě ležících stěn topeniště, výrazně snížit. V důsledku toho lze na jedné dvojici stěn vytvořit prostor pro velmi snadné provádění údržby zařízení.

-14CZ 292325 B6

Je-li rovněž průměr pomyslné kružnice zvolen tak, že má velikost, která přesahuje 5 % ze součtu poloviny velikosti šířky topeniště a velikosti hloubky topeniště [průměr pomyslné kružnice > (šířka topeniště/2 + hloubka topeniště) x 0,05], může být velmi stabilně vytvářen otáčivý spalovací plamenný vír.

A navíc, pokud jsou směrové osové čáry směru vstřikování hořáků nebo jejich prodloužené přímky, v jejichž směru je vstřikováno buď palivo nebo jak palivo, tak i spalovací vzduch z alespoň jednoho nebo z více hořáků, uspořádány tak, že vytvářejí tečny ke druhé pomyslné kružnici, uspořádané uvnitř shora zmíněné první pomyslné kružnice, pak stupeň volnosti uspořádání hořáků, jejichž směrové osové čáry směru vstřikování jsou směrovány ke druhé pomyslné kružnici, je výrazně zlepšen při zachování stability udržování otáčivého spalovacího plamenného víru.

A ještě dále, pokud jsou směrové osové čáry směru vstřikování hořáků nebo jejich prodloužené přímky, v jejichž směru je vstřikováno buď palivo nebo jak palivo, tak i spalovací vzduch z alespoň jednoho nebo zvíce hořáků, uspořádány tak, že svírají pravý úhel s povrchy stěn topeniště, na kterých jsou hořáky umístěny, může být minimalizován prostor, který zaujímají hořákové větrné skříně.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spalovací zařízení, obsahující topeniště (1), mající čtyři stěny (2, 3, 4, 5), z nichž každá má vnitřní délku (L), přičemž jsou spojeny pro vytvoření pravoúhlého příčného průřezu, a alespoň čtyři hořáky (6) pro vytváření plamene (8), umístěné na stěnách (2, 3, 4, 5) topeniště (1) ve vodorovné rovině pro vstřikování paliva a vzduchu každým hořákem (6) do topeniště (1) podél osové čáry (9) směru vstřikování, přičemž hořáky (9) jsou orientovány tak, že všechny osové čáry (9) směru vstřikování jsou tečné k pomyslné kružnici (7, 11), umístěné v topeništi (1), vyznačující se tím, že alespoň jeden hořák (6) je umístěn vždy na jedné ze čtyř stěn (2, 3,4, 5) topeniště (1), přičemž osová čára (9) směru vstřikování každého hořáku (6) na stěnách (2, 3, 4, 5) protíná vnitřní stranu stěny (2, 3, 4, 5), na které je hořák (6) umístěn, v místě, vzdáleném od vnitřního konce stěny (2, 3, 4, 5), přičemž vzdálenost (LI) mezi vnitřním koncem stěny (2, 3, 4, 5) a místem, vzdáleným od vnitřního konce stěny (2, 3, 4, 5), je menší, než 25 %, a větší, než 0 % vnitřní délky (L) stěny (2, 3, 4, 5).
2. 2. Spalovací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jeden hořák (6) je umístěn tak, že osová čára (9) směru vstřikování hořáku (6) je tečná k první pomyslné kružnici (7), umístěné v topeništi (1), přičemž alespoň jeden hořák (6) je umístěn tak, že osová čára (9) směru vstřikování hořáku (6) je tečná ke druhé odpovídající pomyslné kružnici (11), umístěné v topeništi (1), která je odlišná od první pomyslné kružnice (7), s níž je soustředná.
3. 3. Spalovací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že pomyslná kružnice (7) má průměr (d), který přesahuje 5 % ze součtu vnitřní šířky topeniště (1) a vnitřní hloubky topeniště (1).
4. 4. Spalovací zařízení, obsahující topeniště (21), mající dvě dvojice protilehlých stěn (22, 23, 24), spojených pro vytvoření pravoúhlého příčného průřezu, a sudý počet hořáků (25a, 25b, 25c) pro vytváření plamene (8), umístěných na jedné dvojici protilehlých stěn (22, 23) topeniště (21) pro vstřikování paliva a vzduchu každým hořákem (25a, 25b, 25c) do topeniště (21) podél osové čáry (28) směru vstřikování, která je tečná k odpovídající pomyslné kružnici (26, 37, 38),

   -15CZ 292325 B6 umístěné v topeništi (21), vyznačující se tím, že alespoň jeden přídavný hořák (25d) je umístěn na každé z druhé dvojice protilehlých stěn (24) topeniště (21), přičemž je orientován tak, že osová čára (28) směru vstřikování každého přídavného hořáku (25d) je tečná k odpovídající pomyslné kružnici (26,37, 38), umístěné v topeništi (21).
5. 5. Spalovací zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že odpovídající pomyslné kružnice (26, 37, 38) osových čar (28) směru vstřikování hořáků (25a, 25b, 25c) a přídavných hořáků (25d) obsahují alespoň dvě odpovídající pomyslné kružnice (26, 37, 38), mající odpovídající středy, vzájemně od sebe vzdálené.
6. 6. Spalovací zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že alespoň jedna z pomyslných kružnic (26, 37, 38) má průměr (D), který je větší, než 5 % součtu vnitřní hloubky topeniště (21) a poloviny vnitřní šířky topeniště (21).
7. 7. Spalovací zařízení podle nároku 4, 5 nebo 6, v y z n a č u j í c í se tí m, že odpovídající pomyslné kružnice (26, 37, 38) hořáků (25a, 25b, 25c) a přídavných hořáků (25d) obsahují pomyslné kružnice (37, 38), které mají odlišné průměry (D, d).
8. 8. Spalovací zařízení podle kteréhokoliv z nároků 4až7, vyznačující se tím, že alespoň jeden z hořáků (25a, 25b, 25c) je umístěn tak, že jeho osová čára (28) směru vstřikování svírá pravý úhel s povrchem stěny (22, 23) topeniště (21), na které je hořák (25a, 25b, 25c) umístěn.