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Fliissigkeitsgekulter Feuerungsrost.
Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsgekühlten Feuerungsrost, bei welchem die die Brennstoffschicht tragenden Teile des Rostes in der Längsrichtung des Rostes von vorn nach hinten durchlaufen und den Brennstoffvorschub dadurch bewirken, dass einige oder alle der den Rost bildenden Elemente in ihrer Längsrichtung in einem beliebigen geeigneten Rhythmus hin und her bewegt werden.
Die Erfindung besteht darin, dass ein Teil, insbesondere die bewegten, oder alle die Brennstoffschicht tragenden Rostelemente ungekühlt sind und durch entweder unter Belassung der erforderlichen Verbrennungsluftspalten neben oder unter ihnen angeordnete, vorzugsweise stillstehende flüssigkeitsdurchflossene Rohre, die ebenfalls in der Längsrichtung des Rostes von vorn nach hinten durchlaufen, gekühlt sind.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Rost geschaffen, der infolge des verwendeten Kiihlund Vorschubprinzips allen Anforderungen an Einfachheit und Billigkeit des Aufbaues, leichter Bedienung und einwandfreier Verbrennung genügt.
Das an sich bekannte, bei dem neuen Rost benutzte Vorschubprinzip ist nicht ohne weiteres für moderne Feuerungsroste anwendbar, die nicht nur eine ausserordentlich grosse Länge besitzen, sondern auch sehr hoch belastet sind. Es treten infolgedessen Verkrümmungen, Verbiegungen und Verwerfungen der langen Rostglieder ein, die zu einem Klemmen und möglicherweise zu einer Stillsetzung des Rostes führen. Wenn man versucht, diesem Übelstand dadurch abzuhelfen, dass man einfach sämtliche Rostglieder von einem geeigneten Kühlmittel durchfliessen lässt, so ergeben sich verschiedene Nachteile. Da zum mindesten ein Teil der Rostglieder zur Bewirkung des Brennstoffvorschubes bewegt werden muss, ist es notwendig, Kühlmittelzu-und-ableitungen an diesen bewegten Rostgliedern anzuordnen.
Stösst dies schon bei Benutzung eines gewöhnlichen Kühlmittelumlaufes auf gewisse Schwierigkeiten infolge der Notwendigkeit der Anordnung von Stopfbuchsen, Schläuchen oder andern derartigen Elementen, so werden diese Schwierigkeiten der Kühlmittelzu-und-ableitung nahezu unüberwindlich an solchen Stellen, wo Kesselwasser zur Kühlung der Rostelemente Verwendung finden soll, welches ja unter dem bei modernen Anlagen häufig sehr hohen Kesseldruck steht, so dass es nahezu unmöglich ist, zuverlässige und flüssigkeitsdichte Zu-und Ableitungen an den bewegten Rostelementen anzuordnen.
Ein weiterer Nachteil der direkten Kühlung sämtlicher Rostelemente besteht darin, dass der Brennstoffschicht sehr viel Wärme entzogen wird, so dass die Verbrennung reduziert oder sogar gefährdet wird.
Auch ist es notwendig, die verhältnismässig grossen Wärmemengen, die dem Rost durch das Kühlmittel entzogen sind, wieder in geeigneten Vorrichtungen zurückzugewinnen, wenn nicht im besonderen Fall Kesselwasser zur Kühlung Verwendung findet.
Alle diese Schwierigkeiten werden schlagartig überwunden durch die erfindungsgemässe Anordnung.
Es ist ohne weiteres möglich, die von dem Kühlmittel durchströmten Rostelemente, sei es, dass sie selbst an der Bildung der Rostfläche beteiligt sind und mit ungekühlten Rostelementen abwechseln, sei es, dass sie in der Längsrichtung unterhalb der ungekühlten Rostelemente angeordnet sind, stillstehend anzuordnen. Infolgedessen bereitet die Anordnung der Kühlmittelzu-und-ableitungen auch da keine Schwierigkeiten, wo als Kühlmittel das Kesselwasser benutzt wird. Die Kühlung eines Teiles oder sämtlicher Rostelemente erfolgt indirekt durch Strahlung, indem die Wärmeausstrahlung der ungekühlten Elemente von den gekühlten Rostelementen absorbiert wird.
Diese Kühlung aber bedingt es. dass die vom Kühlmittel nicht durchflossenen, also indirekt durch Strahlung gekühlten Rostelemente eine verhältnismässig hohe Temperatur besitzen, so dass der Brennstoffschicht nicht zu viel Wärme entzogen werden
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und dadurch der Verbrennungsvorgang beeinträchtigt werden kann. Dennoch ist es wesentlich, dass auch bei sehr grossen Längen des Rostes die erfindungsgemässe Kühlung vollständig ausreicht, um Verwerfungen der ungekühlten Rostelemente, die zur Festklemmung der bewegten Teile führen können, zuverlässig zu verhindern. Der erfindungsgemässe Kiihleffekt stellt also gleichsam ein Optimum dar.
Die Folge davon ist, dass auch keine unnötig grosse Wärmemenge von dem Kühlmittel selbst aufgenommen wird und dass verhältnismässig einfache und billige Vorrichtungen genügen, in denen die vom Kühlmittel aufgenommene Wärme, falls nicht als Kühlmittel das Kesselwasser selbst Verwendung findet, beispielsweise durch Vorwärmung der Verbrennungsluft zurückgewonnen werden kann.
Was den Umlauf des Kühlmittels anbelangt, so ist es möglich, infolge des Längsverlaufes der Rostelemente diesen thermosyphonartig verlaufen zu lassen, indem man das Kühlmittel zunächst dem unteren Ende der Kühlrohre zuleitet und von hier infolge der zunehmenden Erwärmung selbsttätig nach dem vorderen Rostende zu aufsteigen und von hier ablaufen lässt. Natürlich bedingt eine derartige Anordnung eine schwach geneigte Lagerung des gesamten Rostes derart, dass das hintere Ende tiefer als das vordere liegt, was indessen sowohl für die Förderung des Brennstoffes als auch für den Verbrennungsvorgang selbst nur von Vorteil ist, besonders dann, wenn der Verbrennungsraum eine langgestreckte, kanalartige Form besitzt.
Beim Anschluss der Kühlrohre des Rostes an den Kessel können die Kühlrohre entweder als Steigrohre oder als Fallrohre Verwendung finden.
Es steht natürlich nichts im Wege, das Kühlmittel auch durch besondere Pumpen od. dgl. in Umlauf zu halten.
Infolge der beschriebenen Eigenschaften ist beispielsweise der neue Rost besonders dazu geeignet, in beliebiger Länge in Flammrohrkessel eingebaut zu werden und durch den Einbau bei vorhandenen Flammrohrkesseln eine grosse Leistungssteigerung zu erzielen. Bei Anwendung auf Wasserrohrkessel wird zweckmässig auch der Feuerungsraum der Wasserrohrkessel kanalartig, ähnlich wie ein Flammrohr, ausgebildet.
Wie bereits erwähnt, wird der Brennstoff Vorschub durch an sich bekanntes Hin-und Herbewegen eines Teiles oder aller längsverlegter Rostglieder in einem geeigneten Bewegungsrhythmus bewirkt. Es können sämtliche Roststäbe zueinander hin und her bewegt werden. Zweckmässiger ist es, einen Teil der Roststäbe, u. zw. insbesondere die gekühlten, stillstehen zu lassen und nur die ungekühlten hin und her zu bewegen. Man kann ferner zunächst einen Teil der Rostglieder, beispielsweise jedes dritte, nach der Eintrittseite der Feuerung um einen kleinen Betrag vorziehen, darauf das nächste Drittel der Rostglieder und endlich den Rest, um dann alle Stäbe gemeinsam nach der Feuerbrücke zu zurückzubewegen.
Die Rostglieder können bei ihrer Bewegung auch unter die Rostebene gesenkt oder über die Rostebene gehoben werden. Man kann endlich einige oder alle der Stössel auf ihrer Oberseite mit Zähnen versehen, um die Wirkung der Hin-und Herbewegung der Rostglieder auf den Vorschub der Brennstoffschicht beliebig verstärken oder regulieren zu können.
Wie schon aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, besteht eine der Hauptausführungsformen der vorliegenden Erfindung darin, dass der Rost aus in der Längsrichtung des Rostes verlaufenden stillstehenden flüssigkeitsdurchflossenen Rohren beliebigen Querschnittes besteht, die mit ungekühlten, ebenfalls in der Längsrichtung des Rostes verlaufenden, zum Zwecke des Brennstoff Vorschubes bewegten Stäben oder Stösseln abwechseln.
Eine andere grundsätzliche Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besteht darin, dass alle das Fenerbett tragenden, in der Längsrichtung des Rostes verlegten Roststabelemente selbst ungekühlt sind und durch unter ihnen angeordnete flüssigkeitsdurchflossene Röhren indirekt gekühlt sind.
Die Erfindung ist durch eine ganze Reihe weiterer Einzelmerkmale gekennzeichnet1 die im nachfolgenden an Hand der zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben werden sollen.
Fig. 1 ist ein schematischer Schnitt durch fünf Rostglieder eines erfindungsgemäss aufgebauten Rostes, bei welchem zwischen den gekühlten feststehenden Rostelementen ungekühlte bewegte angeordnet sind, welche indirekt durch Strahlung gekühlt werden. Die Fig. 2,3 und 4 sind andere Ausführungsformen eines nach gleichen Gesichtspunkten aufgebauten Rostes. Fig. 5,6, 7 und 8 zeigen Schnitte durch Ausführungsformen, bei denen alle die Brennstoffschicht tragenden Rostelemente durch unter ihnen verlegte flüssigkeitsdurchflossene Rohre indirekt gekühlt sind. Fig. 10 ist ein Grundriss zu Fig. 5 und Fig. 11 ist eine Seitenansicht zu Fig. 6. Fig. 12 ist ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform. Die Fig. 1-10 und 12 veranschaulichen jeweils nur einige Rostglieder im Schnitt, deren Zahl naturgemäss von der Breite des Rostes abhängt und praktisch unbegrenzt ist.
In den Fig. 1-4 sind die feststehenden, von einem Kühlmittel, beispielsweise Wasser, durchflossenen Rostelemente mit c bezeichnet. Zwischen diesen Rohren oder Rohrstäben c sind ungekühlte Stössel b angeordnet, die erfindungsgemäss dadurch gekühlt werden, dass sie ihre überschssssige Wärme durch Strahlung an die benachbarten gekühlten Rohre c abgeben. Die Erkenntnis, dass diese indirekte Kühlung durch Abstrahlung an benachbarte flüssigkeitsgekühlte Rohre genügt, ist ein wesentlicher Teil der vorliegenden Erfindung.
Obwohl bei allen diesen Ausführungsformen nach Fig. 1-4 zwischen den flüssigkeitsgekühlten Rohren c und den ungekÜhlten Stösseln b die erforderlichen Luftspalten, des
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Rostes angeordnet sind, ist die Kühlung der Stössel b durch Abstrahlung vollkommen ausreichend, um ein Verschmoren oder Verwerfen der Stössel b, welches ein Festklemmen dieser Stössel und damit ein Versagen des Rostes zur Folge haben würde, zuverlässig zu verhindern. Sowohl bei dieser als auch bei den weiter unter beschriebenen Ausführungsformen ist es überhaupt nicht mehr notwendig, die bewegten, den Vorschub des Brennstoffes bewirkenden Stössel zu kühlen, da die Gegenstand der Erfindung bildende indirekte Kühlung vollkommen ausreicht.
Die Rohre c sind stillstehend, und die Brennstoffvorschubbewegung wird dadurch erzielt, dass die Stössel b in einem geeigneten Bewegungsrhythmus bewegt werden.
Es kann zweckmässig sein, die Stössel b und eventuell auch die Rohre c auf ihrer Oberseite mit Zähnen zu versehen.
Fig. 1 zeigt stillstehende Rohre von dreieckigem Querschnitt. Fig. 2 zeigt Rohre c von rundem Querschnitt. Die zwischenliegendeu Stössel b sind so ausgebildet und angeordnet, dass ihre Oberkanten b' oberhalb einer durch die Rohrmittellinien gelegten Horizontalebene liegen und sich die Rostspalten b2 nach unten erweitern. Die Ausbildung der Stössel b in Fig. 2 ist ferner derartig, dass sich die Seitenflächen der Stössel b bis zu einem gewissen Grade der Rundung der Kühlrohre c anpassen. Die Breite der Zähne z ist geringer als die der Oberseite der Stössel, um zu vermeiden, dass die Rohre c durch sich ansammelnde Asche oder Schlacke verschlissen werden.
Fig. 3 zeigt ebenfalls Rohre von rundem Querschnitt mit aufgeschweissten ebenen Platten p, und Fig. 4 endlich zeigt viereckige Rohre, die an ihrer Unterseite eine flanschartige Erweiterung q besitzen, die dazu benutzt werden kann, diese Rohre in entsprechend ausgebildeten schwalbenschwanzförmigen Trägern durch einfaches Aufschieben zu befestigen.
Wenn darauf hingewiesen wurde, dass diese Ausführungsformen der Erfindung deshalb besonders zweckmässig sind, weil nur die ungekühlten Stössel, die keine Kühlmittelanschlüsse haben, bewegt werden,
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bereich des vorliegenden Patentes fallen würde, bei welcher die ungekühlten Stössel stillstehen und die gekühlten Rohre bewegt werden.
Denn auch bei einer solchen Ausführungsform der Erfindung würden ja die Vorteile der Erfindung verwirklicht werden, die darin bestehen, dass die in der Längsrichtung liegenden Rosteinzelglieder, die zum Zweck der Vorschubbewegung der Brennstoffschicht hin und her bewegt werden, direkt oder indirekt gekühlt werden, um durch Überhitzung bedingte Verwerfungen und Klemmungen der bewegten Glieder, die zu Betriebsstörungen führen würden, zu vermeiden.
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folgenden Fig. 5-12. Bei diesen Figuren ist der ganze, die Brennstoffschicht tragende Teil des Rostes aus Stösseln zusammengesetzt, die nur indirekt durch unter ihnen angeordnete, nicht einen Teil des Rostes selbst bildende flüssigkeitsdurchflossene Rohre gekühlt werden.
In Fig. 5 besitzen die auf ihrer Oberseite mit Zähnen z versehenen und in einem beliebigen Bewegungsrhythmus hin und her bewegten Stössel b im Querschnitt die Form eines nach unten offenen U-Profils, in welchem die fliissio-keitsgekiihlten Rohre c angeordnet sind. Die Rohre c sind bei dieser und den folgenden Ausführungsformen nach Fig. 1, 2, 3 und 4 vorzugsweise stillstehend angeordnet und können ebenfalls entweder mit einem geeigneten Kühlmittelumlauf oder mit einem Kessel verbunden sein, in welchem Fall also das Kesselwasser als Kühlmittel fungiert.
Die Ausführungsform nach Fig. 6 unterscheidet sich von der nach Fig. 5 nur dadurch, dass die nach abwärts gerichteten Schenkel der Stössel b tiefer herabgezogen sind und dadurch genügend Raum bieten, um nicht nur die Kühlrohre e, sondern auch Zuleitungsrohre n aufzunehmen, die das Kühlmittel den unteren Enden der KÜhlrohre c zuleiten, obwohl diese Zuleitung auch auf andere Weise erfolgen kann.
Fig. 11 lässt noch eine beispielsweise Ausführungsform der Zähne z erkennen, die aut der Oberseite der Stössel angebracht sind.
Fig. 7 zeigt eine etwas andere Ausführungsform, bei welcher die Kühlrohre c nicht innerhalb des U-Profils jedes Stössels b, sondern je ein Rohr c zwischen zwei Stösseln b angeordnet ist.
Die Ausführungsformen nach Fig. 8 und 9 sind da am Platze, wo die Stössel b schmaler sein sollen.
Zu diesem Zweck liegen bei der Ausführungsform nach Fig. 8 nicht die Kühlrohre c selbst, sondern mit diesen aus einem Stück bestehende oder angeschweisste Kühlrippen d innerhalb der abwärts gerichteten Schenkel der Stössel b. In der Ausführungsform nach Fig. 9 besitzen die Kühlrohre c eine sehr schmale rechteckige Form.
Auch bei allen der beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung Fig. 5-11 können die Stössel b in beliebigem Bewegungsrhythmus zueinander hin und her bewegt werden. wie dies schon in der Einleitung ausgeführt ist.
In Fig. 12 ist noch eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die gleichsam eine Vereinigung der Ausführungsformen nach Fig. 1-4 mit den Ausführungsformen nach Fig. 5-11 darstellt. Auch bei dieser Ausführungsform sind an sich nur indirekt gekühlte Stössel vorhanden. Während aber die Stössel bl die Kühlrohre c allseitig umgeben, sind die Stössel bunter Belassung der notwendigen Luftspalten zwischen den Stösseln bl angeordnet und werden nur durch Abstrahlung an die ebenfalls indirekt gekühlten Stössel bl gekühlt.
Die vorstehende Beschreibung lässt erkennen, dass durch die Erfindung mit den allereinfachsten Mitteln ein automatischer Vorschubrost geschaffen wird. Derselbe ist in der Herstellung ausserordentlich
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billig. Diese Vorteile sind dadurch bedingt, dass der Erfinder zum erstenmal für Roste, bei denen die Vorschubbewegung der Brennstoffschicht durch beliebige Hin-und Herbewegung der in der Längsrichtung des Rostes verlegten Einzelglieder bewirkt wird, das Prinzip der indirekten Flüssigkeitskühlung angewendet hat.
Es ist schon erwähnt worden, dass der Rost in vielen Fällen geneigt angeordnet werden kann, insbesondere mit seinem hinteren Ende tiefer als mit seinem vorderen Ende, wodurch die Vorschubbewegung der Brennstoffsehicht erleichtert wird, vor allen Dingen auch dann, wenn kein Rostglied oder nur ein Teil der Roststabglieder mit Zähnen versehen ist, sowie dann, wenn nur ein Teil der Roststabglieder eine Hin-und Herbewegung in beliebigem Rhythmus zum Zwecke des Brennstoffvorsehubes ausführt.
Der neue Rost ist für Feueranlagen und Kessel jeder Art, insbesondere jedoch infolge der angewandten Kühlung für Hochleistungs-und Strahlungskessel geeignet, bei denen es wünschenswert ist, mit stark vorerwärmter Verbrennungsluft zu arbeiten. Es ist klar, dass durch die Verwendung stark vorerhitzter Verbrennungsluft (z. B. auf 4000 C vorerhitzter Luft) die Gefahr von Überhitzungen des Rostes sehr stark vergrössert wird. Solche Überhitzungen führen bei Rosten, die die Erfindung betrifft, sofort zu Verwerfungen und damit zu einem Festklemmen der gegenseitig bewegten Rostglieder, so dass der Rost nicht mehr seine Vorschubbewegung ausführen kann. Durch die erfindungsgemässe Kühlung eines derartigen Rostes werden solche Störungserseheinungen auch dann ausgeschlossen, wenn hoch erhitzte Verbrennungsluft verwendet wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Flüssigkeitsgekühlter Feuerungsrost, bei welchem die die Brennstoffschicht tragenden Teile des Rostes in der Längsrichtung des Rostes von vorn nach hinten durchlaufen und den Brennstoffvorschub dadurch bewirken, dass einige oder alle der den Rost bildenden Elemente in ihrer Längsrichtung in einem beliebigen geeigneten Rhythmus hin und her bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil, insbesondere die bewegten, oder alle die Brennstoffschicht tragenden Rostelemente ungekühlt sind und durch entweder unter Belassung der erforderlichen Verbrennungsluftspalten neben ihnen oder unter ihnen angeordnete, vorzugsweise stillstehende flüssigkeitsdurehflossene Rohre, die ebenfalls in der Längsrichtung des Rostes von vorn nach hinten durchlaufen, gekühlt sind.