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Feuerungsanlage für minderwertige, krümelige, während der
Verbrennung zerfallende Brennstoffe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Feuerungsanlage für minderwertige, krümelige, während der Verbrennung zerfallende Brennstoffe, wie Torfgrus, Reiskleie, getrockneter Abwasserschlamm u. dgl., mit stufenartig versetzt angeordneten, sich teilweise uberdeckenden Rostbalken.
Die genannten Brennstoffe können fur sich allein in Feuerungsanlagen, die für feste Brennstoffe eingerichtet sind, nicht wirtschaftlich verbrannt werden, da die Verluste durch Unverbranntes, verursacht durch den Rostdurchfall oder durch Flugstaubbildung, viel zu hoch sind. Für die betreffenden Brennstoffe hat man daher besondere Feuerungsanlagen entwickelt, zu denen unter anderem die sogenannten Etagen- öfen gehören. Es sind dies zylindrische, feuerfest ausgekleidete Vertikalöfen, welche úbereinanderlie- gende Herde aufweisen, die ebenfalls aus feuerfesten Steinen bestehen.
Dabei sind an einer entlang der Ofenachse verlaufenden Welle für jede Etage Kratzarme mit Kratzschaufeln angeordnet, die an ihren in den Brennstoff eintauchenden Teilen auch dann einem baldigen Verschleiss unterliegen und daher häufig ausgewechselt werden müssen, wenn sie aus besonders hitzebeständigem Material, beispielsweise hochwertigem Nickel-Chrom-Guss, hergestellt sind. Da bei diesen Öfen die Verbrennungsluft und die Verbrennungsgase nicht durch die brennende Materialschicht hindurch, sondern nur langsam über das durch die Kratzschaufeln umgerührte Brennstoffbett hinwegstreichen, so ergibtsich zufolge des dadurchbedingten
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verlust.
Letzterer tritt namentlich bei Feuerungsanlagen auf. in denen die genannten Brennstoffe in der Schwebe zur Verbrennung gebracht werden, wobei solche Ausfuhrungen auch insofern nachteilig sind, als sie einen nahezu vollständig trockenen Brennstoff voraussetzen und an ihrer Ausmauerung alsbald Aschenanwüchse aufweisen. Mit dem Flugstaub können dabei brennbare Teile aus der Feuerungsanlage getragen werden, was die Wirtschaftlichkeit der Anlage ebenfalls beeinträchtigt. Man hat ubrigens auch schon vorgeschlagen, für die genannten Brennstoffe Wirbelrost- oder Wirbelschichtfeuerungen zu verwenden, doch kommen diese wegen der ausserordentlich starken Flugstaubbildung praktisch wohl überhaupt nicht in Frage.
Bei einer Feuerungsanlage der eingangs genÅannten Art werden nun alle Nachteile der bekannten Ausführungen dadurch vermieden, dass zwischen je zwei benachbarten Rostbalken je eine auf dem tiefer liegenden Rostbalken gleitbar gefuhrte Vorschubplatte vorgesehen ist, die mittels einer Antriebsvorrichtung in hin-und hergehende Bewegung versetzbar und damit in den zwischen den Rostbalken befindlichen Luftdurchlass einschiebbar und aus demselben wieder zuruckziehbar ist. Durch die hin-und hergehende Bewegung der Vorschubplatten werden die Zwischenräume zwischen den Rostbalken ständig gescheuert, so dass sie sich nicht verschlacken können, was bei der Verfeuerung minderwertiger. krumeliger, während der Verbrennung zerfallender Brennstoffe überaus wichtig ist, weil dort die Gefahr der Bildung von Aschenanwüchsen besonders gross ist.
Da sich die Vorschubplatten im Bereich der Luftzufuhr bewegen, sind sie gegen übermässige Erhitzung weitgehend gesichert, ohne dass dazu besondere Kühleinrichtungen vorgesehen sein müssten. Die Vorschubplatten können daher ebenso wie die Rostbalken aus gewöhnlichem Rost-Gusseisen hergestellt sein. Ein nennenswertes Aufwirbeln des Brennstoffes, also eine Flugstaubbildung, kann nicht stattfinden, da sich die Vorschubplatten nur am Grund des Brennstoffbettes verschieben, wobei so-
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wohl ihre Verschiebungswege als auch ihre Verschiebungsgeschwindigkeiien verhältnismässig gering sein können.
Es ist übrigens bekannt, in Rostgerüste mit sich teilweise überdeckendenRostbalken Stufenplattenein- zufügen, wobei jedoch letztere im eingeschobenen Zustand im Rostgerüst festgelegt werden, also in be- zug auf die übrigen Rostteile während des Betriebes weder verschiebbar noch sonstwie verstellbar sind.
Auch solche Ausführungen sind natürlich für die Verfeuerung von minderwertigen Brennstoffen aus den bereits dargelegten Gründen, insbesondere wegen alsbaldiger Verschlackung, nicht geeignet.
In weiterer Ausbildung des Erfindungsgegenstandes können die sich quer über die Feuerungsbreite er- streckenden Rostbalken winkelförmigen Querschnitt mit gegen das Brennstoffbett schwach abfallendem längeren Schenkel und von diesem nach unten hin annähernd senkrecht wegragendem kürzeren Schenkel aufweisen, wobei die, durch je zwei benachbarte Rostbalken gebildeten Luftdurchlässe einerseits durch den die zugehörige Vorschubplatte führenden längeren Schenkel des unteren Rostbalkens, anderseits durch den nach unten ragenden kürzeren Schenkel des oberen Rostbalkens begrenzt sind. In den nach unten ragen- den kürzeren Schenkeln der Rostbalken können dabei zusätzliche Luftdurchlässe vorgesehen sein, was nicht nur eine ausgiebigere Verbrennungsluftzufuhr, sondern auch eine noch bessere Kühlung der Vorschubplat- ten ergibt.
Weitere erfindungsgemässe Merkmale sind an Hand der Zeichnung beschrieben, die ein Ausführungs- beispiel des Erfindungsgegenstandes darstellt. Fig. l zeigt einen Vertikalschnitt durch die Feuerungsanlage.
Fig. 2 gibt einen Teil der Fig. 1 in grösserem Massstab wieder. Fig. 3 zeigt ein Detail in noch grösserem
Massstab. Fig. 4 veranschaulicht eine Hälfte des bereits aus Fig. 1 ersichtlichen Kipprostes der Feuerungs- anlage in grösserem Massstab.
Mit 1 ist ein oben mit einem Einfülltrichter 2 versehener Füllschacht für die Aufgabe des Brennstoffes bezeichnet. Der Füllschacht 1 führt zu einem Rost 3 mit stufenartig versetzt angeordneten, sich teilweise überdeckenden Rostbalken 3a. Am unteren Ende des Rostes 3 ist ein Kipprost 4 angeordnet. Beide Roste 3 und 4 sind in ein und demselben Feuerungsraum 5 untergebracht. Die sich über die Feuerungsbreite erstreckenden Rostbalken 3a des Rostes 3 weisen winkelförmigen Querschnitt mit gegen das Brennstoffbett 6 schwach abfallendem längerem chenkel3b und von diesem nach unten hinwegragendem kürzerem Schen- kel 3c auf.
Zwischen je zwei benachbarten Rostbalken 3a ist je eine auf dem tiefer liegenden Rostbalken gleitbar geführte Vorschubplatte 3f vorgesehen, die mittels einer Antriebsvorrichtung in hin-und hergehende Bewegung versetzbar und damit in den zwischen den Rostbalken 3a befindlichen Luftdurchlass 3g einschiebbar und aus demselben zurückziehbar ist. Die Luftdurchlässe 3g sind dabei einerseits durch den die zugehörige Vorschubplatte 3f führenden längeren Schenkel 3b des unteren Rostbalkens, anderseits durch den nach unten wegragenden kürzeren Schenkel 3c des oberen Rostbalkens begrenzt. In den nach unten ragenden Rostbalkenschenkeln 3c sind zusätzliche Luftdurchlässe 3d vorgesehen.
Sowohl die durch zwei benachbarte Rostbalken 3a gebildeten Luftdurchlässe 3g als auch die in den nach unten ragenden kürzeren Rostbalkenschenkeln 3c vorgesehenen Luftdurchlässe 3d weisen nach unten geneigte Strömungs achsen 3e auf (Fig. 2 und 3). Die Antriebsvorrichtung der Vorschubplatten 3f besteht aus zwei als Druck zylinder ausgebildeten Servomotoren 7 und 8, deren Kolben über Kolbenstangen 7a bzw. 8a und kreuzkopfartig wirkende Führungen 7b bzw. 8b mit Stangen 9 in gelenkiger Verbindung stehen, an welchen die Vorschubplatten 3f mittels Zapfen 3k angelenkt sind.
Der Rost 3 ist für die Unterwindzufuhr in drei Zonen 10, 11 und 12 unterteilt, wobei in den diese Zonen voneinander trennenden Wänden 13 und 14 Luftregulierklappen 15 bzw. 16 eingebaut sind. Mit 17 ist ein Stutzen für die Unterwindzufuhr bezeichnet. In den Feuerungsraum 5 mündet eine Sekundärluftdii- se 18 ein, mittels welcher Sekundärluft im Quer- bzw. Gegenstrom zu den Feuergasen eingeblasen werden kann. Am Rostanfang ist ein Regulierpendel 19 höhenverstellbar angeordnet, mittels welchem die Höhe des Brennstoffbettes 6 bzw. der Brennstoffschicht wahlweise eingestellt bzw. reguliert werden kann.
Der Kipprost 4 ist zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Rosthälften um zwei aufeinander gegen- überliegenden Seiten angeordnete Achsen 20 und 21 schwenkbar sind. In den Treppensteigungen 4a des Kipprostes 4 sind Luftdurchlässe 4b vorgesehen, deren Bohrungs- bzw. Strömungsachsen 4c ebenfalls gegen das Brennstoffbett hin schwach nach unten geneigt verlaufen, wobei die Luftdurchlässe 4b beider Kipprosthälften gegeneinander gerichtet sind. Die beiden Kipprosthälften stehen, wie aus Fig. l hervorgeht, über ein Gestänge 22 mit einem Servomotor 23 in Antriebsverbindung, mittels welchem sie zwecks Entaschung und Entschlackung wenigstens angenähert in die Vertikale gekippt bzw. verschwenkt werden können.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist die Tiefe bzw. Länge L der zusätzlichen Luftdurchlässe 3d des Rostes 3 grösser bemessen als die Basislänge Bl der in die Durchlässe hineintretenden Brennstoffböschungen. Es kön- nen somit keine Brennstoffteilchen durch die Durchlässe 3d hindurch hinter den Rost gelangen. Die zwi-
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sehen den Rostbalken 3a befindlichen Luftdurchlässe 3g sind, wie bereits erwähnt, einerseits durch den längeren Schenkel 3b des unteren Rostbalkens, anderseits durch den kürzeren Schenkel 3c des oberen Rost- balkens, u. zw. durch dessen untere Kante 3h, begrenzt. Die Rostbalken überdecken sich dabei so stark, dass die hintere Kante 3 i jedes längeren Rostbalkenschenkels 3b weiter hinten liegt als die untere Begren- zungskame der in den betreffenden Luftdurchlass 3g hineinragenden Brennstoffböschung 6c.
Dadurch kön- nen auch durch die Luftdurchlässe 3g keine Brennstoffteilchen hinter den Rost gelangen bzw. durch diesen durchfallen.
Der durch den Einfülltrichter 2 und den Fullschacht 1 eingeführte Brennstoff gelangt zunächst auf die
Rostbalken 3a. Die Neigung des Rostes 3 und der diesen bildenden Rostbalken 3a wird durch den Schütt- oder Böschungswinkel bestimmt, den der zu verfeuernde Brennstoff, je nach seiner Art und seinem Fein- heits-und Trocknungsgrad, besitzt. Die durch die Schwerkraft bewirkte Abwärtsbewegung des Brennstof- fes auf dem Rost 3 wird durch die Vorschubplatten 3f unterstützt, welche während des Betriebes der Feue- rungsanlage durch die Servomotoren 7 und 8 über das Gestänge 7a bzw. 8a und 0 sowie über die Anlenk- zapfen 3 k in hin-und hergehende Bewegung versetzt werden, wobei sie in ihrer einen Grenzstellung in die
Schüttböschung 6c des auf dem Rost 3 liegenden Brennstoffbettes 6 eindringen.
Durch die Hin- und Her- bewegung der Vorschubplatten 3f werden die Zwischenräume zwischen den Rostbalken 3a von Verschlak- kungen freigehalten. Unter Umständen, insbesondere bei leicht backenden Brennstoffen, wie z. B. Reis- kleie, kann es angezeigt sein. die Vorschubplatten 3f so weit gegen den Feuerraum 5 hin vorzuschieben, dass sie die vorderen, gegen den Feuerraum hin liegenden Kanten der Rostbalken überstreichen, wodurch sie nicht nur die Zwischenräume zwischen den Rostbalken, sondern auch die gesamte Brennstoffauflage- fläche ständig scheuern und damit einem Aschenanwuchs vorbeugen.
Die Unterteilung des Rostes 3 in mehrere Zonen ist deshalb zweckmässig, weil dadurch der nach un- ten abnehmenden Schichtdicke und dem Feuchtigkeitsgehaltdes Brennstoffbettes weitgehend Rechnungge- tragen werden kann. Mittels der Luftregulierklappen 15 und 16 in den Trennwänden 13 und 14 lässt sich der Unterwinddruck in den Zonen 10,11 und 12, und damit die Belüftung des Brennstoffbettes unterschied- lich einstellen. Jeder Rostzone 10,11 bzw. 12 ist ein Aschenkasten 24,25 bzw. 26 zugeordnet, in welchen ein Teil der Asche einfällt, sich dort ansammelt und periodisch ausgetragen wird. Nach Passieren des
Rostes 3 gelangt der Brennstoff schliesslich auf dem Kipprost 4 zum vollständigen Ausbrand.
Die hiefür benötigte Verbrennungsluft kann entweder vom Unterwindgebläse des Rostes 3 abgezweigt, oder aber durch einen separaten Ventilator geliefert werden.
Die Feuerungsanlage ist im übrigen nach Art einer Vorfeuerung ausgebildet, mit oberem Abzug der heissen Verbrennungsgase und gross bemessenem Feuerraum, der den Ausbrand der flüchtigen Bestandteile und der mitgerissenen Brennstoffteile ermöglicht. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, kann zur Unterstützung des Ausbrandes der Gase und Staubteile in bekannter Weise Sekundärluft durch die Düse 18 eingeführt werden. Wenn es die. Feinheit und der Trocknungsgrad des Brennstoffes erlauben, z. B. bei Reiskleie od. dgl., kann die Feuerungsanlage auch nur mit natürlichem Zug betrieben werden, in welchem Falle die Unterteilung des Rostes in Zonen entfallen kann.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel arbeiten die Vorschubplatten aller Rostzonen 10, 11 bzw.
12, also auch die am Rostanfang und am Rostende befindlichen Vorschubplatten, im Gleichtakt. Die Anordnung kann aber auch so getroffen werden, dass die am Rostanfang und am Rostende befindlichen Vorschubplatte durch die Antriebsvorrichtung 7,8 in gegenseitig versetztem Takt antreibbar sind. Auch können Mittel vorgesehen sein, um sowohl die Hublänge als auch die Hubzahl aller Vorschubplatten oder eines Teiles derselben, also etwa zonenweise, in gewissen Grenzen ändern zu können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuerungsanlage fur minderwertige, krümelige, während der Verbrennung zerfallende Brennstoffe, wie Torfgrus, Reiskleie, getrockneter Abwasserschlamm u. dgl., mit stufenartig versetzt angeordneten, sich teilweise uberdeckenden Rostbalken, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei benachbarten Rostbalken (3a) je eine auf dem tiefer liegenden Rostbalken gleitbar geführte Vorschubplatte (3f) vorgesehen ist, die mittels einer Antriebsvorrichtung (7, è') in hin- und hergehende Bewegung versetzbar und damit in den zwischen den Rostbalken (3a) befindlichen Luftdurchlass (3g) einschiebbar und aus demselben wieder zurückziehbar ist.