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Müllverbrennungsofen
Die Erfindung betrifft einen Müllverbrennungsofen mit einer Feuerungszone, einer Nachverbrennungszone und einer Abzugeinrichtung, insbesondere einen Ofen, mit welchem Abfallmaterialien möglichst vollständig verbrannt werden können.
Bekannte Müllverbrennungsanlagen weisen verschiedene Unzukömmlichkeiten und Nachteile auf, wie Rauchentwicklung, Ausstoss von feiner Asche aus dem Schornstein, Verlegen und Verbrennen von Rostbalken sowie Überhitzung winkeliger Teile der Verbrennungsvorrichtung infolge ungünstiger Rauchgasführung.
Die bei der Verbrennung von Abfallmaterialien gebildeten Verbrennungsprodukte enthalten unverbrannten Kohlenstoff, der Anlass zur Entwicklung von dichtem, dunklem Rauch sowie von Gasen und Dämpfen gibt. Der grosse Anteil von Kohlenstoff in den Verbrennungsprodukten und die Bildung von Gasen, Dämpfen u. dgl. ist durch eine unvollkommene und bzw. oder unwirksame Verbrennung während des eigentlichen Verbrennungsprozesses der Abfallmaterialien bedingt. Die Ursache der unvollkommenen Verbrennung von Kohlenstoff und Gasen kann im Entwurf und Aufbau des Ofens liegen, in unzureichender Hitze in der Verbrennungszone, in einem unkontrollierbaren oder unrichtigen Sauerstoffanteil in der Verbrennungszone zur Erzielung des gewünschten Verbrennungsgrades, oder in der Kombination aller drei genannten Mängel.
Eine bekannte Art von Müllverbrennungsöfen besitzt zwei nebeneinander liegende Verbrennungszonen für Grob- bzw. Feinmüll und eine Einrichtung zur Trennung der feineren von den gröberen Stoffen, wobei auf eine Nachverbrennung verzichtet wird. Durch diese Ausbildung wird zwar das Verlegen von Rosten durch den Feinmüll vermieden, eine wesentlich intensivere Verbrennung ist aber offenbar auf diese Weise nicht erzielbar.
Ein bekannter Ofen zum Verbrennen von Krankenhaus-Schlachthof-und anderen Abfällen besitzt
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Brennschacht aus Luftzuführrohren gebildet ist. An der dem Schachtinnern zugekehrten und gegebenenfalls auch an der dem Schachtinnern abgekehrten Seite sind Frischluftaustrittsöffnungen vorgesehen. Aus Versuchen, die zu der erfindungsgemässen Konstruktion führten, hat es sich nun ergeben, dass es nicht günstig ist, Luftzuführöffnungen bzw. -rohre über die gesamte Höhe des Brennraumes vorzusehen, wenn die Ausbildung einer definierten Brennzone mit den damit verbundenen Vorteilen angestrebt wird.
Bekannte Müllverbrennungsanlagen zur Vernichtung grosser Abfallmengen erfordern hohe Anlageund Betriebskosten, wobei jedoch die Wirksamkeit bzw. Rentabilität gering ist. Ausserdem werden grosse Müllverbrennungsanlagen meist so ausgelegt und betrieben, dass nach der Verbrennung grosse Rückstandmengen verbleiben, die nicht leicht wegzuschaffen sind.
Ein weiterer Nachteil bekannter Anlagen ist der, dass wegen des geringen Wirkungsgrades im Betrieb die erzeugte Wärme verloren geht und nicht für andere Zwecke verwendet werden kann.
Aufgabe der Erfindung war daher die Schaffung eines neuen, verbesserten Müllverbrennungsofen mit
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gutem Wirkungsgrad, der ohne Ausstoss von Rauch, feiner Asche und unerwünschten Gasen od-dgl. betrieben werden kann.
Die Erfindung besteht darin, dass die Feuerungszone innerhalb eines länglichen, vorzugsweise doppelwandigen Gehäuses mit luftdichtem innerem rostlosem Gehäuse gelegen ist, an welches die Abzugeinrichtung zur Abführung der gasförmigen Verbrennungsprodukte angeschlossen ist, die Einrichtungen zur Durchführung einer aufeinanderfolgenden Verbrennung der gasförmigen Verbrennungsprodukte in zwei in vertikalem Abstand übereinander angeordneten Nachverbrennungszonen innerhalb dieser Abzugeinrichtung aufweist, und dass an jeder Seite des inneren Gehäuses in Bodennähe Rohre mit einer Mehrzahl in horizontalem Abstand angeordneter öffnungen zum Einblasen von Luft in Richtung einwärts-abwärts auf den Boden des Gehäuses und mit in an sich bekannter Weise angeordneter Einrichtung zum Zuführen der Luft in diese Rohre vorgesehen sind.
Der erfindungsgemässe Müllverbrennungsofen samt einer Einrichtung zum Zu- und Einführen von Abfallmaterial wird nachstehend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt : Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt ; Fig. 2 eine Vorderansicht der in Fig. 1 dargestellten Verbrennungsvorrichtung, wobei die Abzugeinrichtung mit dem Schornsteinanschluss entfernt ist ; Fig. 3 einen Schnitt gemäss Linie III-III von Fig.1; Fig.4 eine vergrösserte Darstellung eines Teiles der Vorrichtung mit der Anordnung des Gebläses und der für den Betrieb der Vorrichtung notwendigen Steuereinrichtungen ;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Verbrennungsvorrichtung mit einem Wagen zur Zuführung des Abfallmaterials, und Fig. 6 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 5, wobei der Wagen mit dem Abfallmaterialbehälter in die für die Einführung des Abfallmaterials in die Verbrennungsvorrichtung erforderliche Stellung gebracht ist.
Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Müllverbrennungsofen--10--besitzt ein inneres Gehäuse - 11-mit Seitenwänden-12 und 13--, die oben und unten durch mit ihnen zusammenhängende Wandteile--14 bzw. 15-fortgesetzt sind, welche, im Querschnitt gesehen, etwa halbkreisförmig ausgebildet sind und Decke und Boden des Gehäuses-11-darstellen. Das Gehäuse-11-besitzt einen Herd --11A-- am Boden und eine Rückwand --16A-. Auf der Verbrennungsvorrichtung befindet sich eine Abzugeinrichtung--42--.
Um das innere Gehäuse im Abstand über dem Boden zu halten, sind am vorderen und am hinteren Ende des Gehäuses--11-eine Vorderwand-16-bzw. eine Rückwand-17-angebracht. Die Vorder- und Rückwand haben eine im wesentlichen rechteckige Form, sind jedoch an der Oberseite der Deckenform des Gehäuses entsprechend gekrümmt, wobei am gesamten Umfang die Abmessungen grösser als jene des Gehäuses-11--sind, so dass am Rand des Gehäusemantels ein Flansch gebildet wird. Am unteren freien Rand der Vorder-und Rückwand-16 bzw. 17-ist zur Verbesserung der Standfestigkeit je eine Fussplatte --18 bzw. 19-angebracht.
Die Rückwand-16A-des inneren Gehäuses-11-besteht vorzugsweise nicht aus einem Stück mit diesem, so dass zwei oder mehrere Gehäusemantelabschnitte an ihren Rändern zur Herstellung einer Verbrennungsvorrichtung mit grösserem Fassungsvermögen miteinander verbunden werden können.
Die Rückwand --16A-- ist mit dem inneren Gehäuse-11-auf geeignete Weise verbunden, z. B. mittels Schrauben oder durch Verschweissung.
An einer Seite der Vorderwand --16-- ist eine Tür --20-- mittels Scharnieren --21--
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besonders grosser Stücke von Abfallmaterial dient, ist eine zweite, kleinere Tür --22-- angeordnet, die normalerweise zum Einführen von Abfallmaterial in die Verbrennungsvorrichtung dient. Zum dichten Verschliessen der Tür --20-- dienen Riegel oder Schliesshebel --23-- jeder gewünschten Konstruktion.
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durch einen Deckel-- 25-- verschliessbar ist.
Das Gehäuse-11-ist von einem im Abstand davon angeordneten Mantel umgeben, damit die im Innern erzeugte Wärme nicht durch die Gehäusewände hindurch nutzlos verloren geht. Der äussere Mantel ist am Boden und an der höchsten Stelle offen, so dass an jeder Seite des inneren Gehäuses-11-ein vertikaler Kanal entsteht, durch den kühlende Luft strömen kann. Der äussere Mantel hat vertikale Seitenwände --26 und 27--, deren vordere Ränder mit der Vorderwand --16-- des inneren Gehäuses --11-- verbunden sind. Die unteren Ränder der Seitenwände--26 und 27--liegen höher als der untere Rand der Vorderwand so dass eine Öffnung zur Luftzufuhr gebildet ist.
Die freien oberen Ränder der Seitenwände-26 und 27-enden in der Nähe der höchsten Stelle der Vorderwand
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--16-- im Abstand voneinander, so dass oberhalb der Decke des Gehäuses-11-ebenfalls eine Öffnung im Mantel gebildet ist. Die hinteren Ränder der Seitenwände --26 und 27-sind auf gleiche Weise mit der Rückwand-17-verbunden wie die vorderen Ränder mit der Vorderwand-16-.
Zwischen den Seitenwänden --26 und 27-und dem inneren Gehäuse-11-können Verstrebungen --27A-- angeordnet sein. Eine äussere Rückwand-28-bildet eine Schutzwand für die Rückseite des Gehäuses über der äusseren Rückwand-28-ist an der Rückwand --17-- ein Steuerkasten --29-angebracht, der über die Rückwand herausragt. Im Steuerkasten --29-- befinden sich ein Rahmen --30-- und ein gebogenes Schutzblech--31--. Am Rahmen --30-- ist ein Spritzdeckel --32-schwenkbar angeordnet. Der Steuerkasten --29-- enthält ein Gebläse --B-- (Fig.4), das über einen Kontakt eines Zweifachschalters-S-an einen Transformator-T-anschaltbar ist. über den
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Brennstoffleitung-F-- ist ebenfalls über eine Leitung an den Transformator --T-- angeschlossen.
Knapp über dem Herd --l1A-- des inneren Gehäuses-11-sind zwei Luftzufuhrrohre-36, 37-angeordnet, die sich in waagrechter Richtung erstrecken und für die geregelte Luftzufuhr in das Gehäuse-11-zur Erzielung des gewünschten Verbrennungsgrades dienen. Die vorderen Enden der Rohre-36 und 37-sind verschlossen, während ihre hinteren Enden an ein querliegendes Verbindungsrohr --38-- angeschlossen sind.
Die Rohre --36 und 37-sind je mit einer Mehrzahl kleiner Öffnungen --39-- versehen, die einwärts-abwärts verlaufen um einen Luftstrom auf den Herd - HA-zu richten. Die Mitte des Verbindungsrohres --38-- ist mit einem Ende eines Rohrnippels
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verbunden,Lufteinlasskanals --41-- reicht bis in den Steuerkasten--29--, wo es an das Gebläse--B-- angeschlossen ist.
Die Abzugseinrichtung --42-- (Fig.1) weist einen ersten Rohrabschnitt --43-- auf, der in der Nähe der höchsten Stelle des Gehäuses-11-an der Innenseite der Rückwand --16A-- befestigt und symmetrisch angeordnet ist, wobei das vordere untere Ende des Rohrabschnittes --43-- schräg abgeschnitten ist um das Aufwärtsströmen der Verbrennungsprodukte in die Abzugeinrichtung zu ermöglichen bzw. zu verbessern. über dem Rohrabschnitt --43-- und koaxial zu diesem ist ein innerer Schornsteinteil-34angeordnet, der sich durch die Oberseite des Gehäuses-11-erstreckt und daran befestigt ist. Eine im Steuerkasten --29-- befestigte Brennstoffdüse --45-- erstreckt sich durch eine Öffnung der Rückwand --16A-- in eine Öffnung im unteren Ende des inneren Schornsteinteiles --34--.
Die beschriebene Ausbildung des unteren Endes des inneren Schornsteinteiles --34-- bildet eine Anfangs- oder erste Verbrennungszone für die Verbrennungsprodukte. Die Verbrennungsprodukte sind aber im allgemeinen nach der Verbrennung in dieser Zone noch immer nicht zum Ausstossen in die Atmosphäre geeignet und daher ist eine zweite Verbrennungszone vorgesehen.
Die zweite Verbrennungszone weist einen äusseren Schornsteinteil--46--auf, der mit dem inneren Schornsteinteil--34--oberhalb der ersten Verbrennungszone mittels Stäben--47-- verbunden ist und sich in radialem Abstand von ersterem aufwärts erstreckt. Der radiale Spalt zwischen den Schornsteinteilchen --34 und 46-- bildet einen ringförmigen Luftkanal, durch den Frischluft aufwärts strömt. Die Frischluft strömt über dem oberen Ende des inneren Schornsteinteiles--34--zu, wo sich die zweite Verbrennungszone befindet, in der durch sofortige Zündung des Gemisches von Luft und Verbrennungsprodukten eine Nachverbrennung der Verbrennungsprodukte erfolgt.
In den Fig. 5 und 6 ist in Verbindung mit der Verbrennungsvorrichtung --10-- ein Wagen zur Zuführung von Abfallmaterial gezeigt, der einen im wesentlichen rechteckigen Behälter --50-- trägt, welcher eine offene Vorderseite und eine Rückwand mit einem Schlitz zur Aufnahme einer Stange --51-- aufweist. Die mit einem Handgriff versehene Stange-51-trägt an ihrem vorderen Ende einen Ausstosser-52--. Der Behälter-50-ist an beiden Seiten je am oberen Ende eines vertikalen Trägers --53 bzw. 54-- schwenkbar gelagert.
Die unteren Enden der Träger-53 und 54-sind
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--55-- gelagert,--57-- sind mit Handhaben --58-- versehen. Am Übergang zwischen den Längsteilen --57-- und den Handhaben --58-- sind die oberen Enden eines L-förmigen, mit Rädern --60-- ausgerüsteten
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--59-- befestigt. Zwischen--50-- ist eine Klinke --61A- vorgesehen.
Beim Betrieb der Verbrennungsvorrichtung-10-wird der mit Abfallmaterial beladene Wagen herangeführt, wobei der Ausstosser zurückgezogen ist. Der Behälter-50-wird dann auf den Trägern - 53 und 54-- vorwärts gekippt und der Ausstosser darin nach vorn bewegt, so dass das Abfallmaterial durch die Tür-22-in den Herd--11A-der Verbrennungsvorrichtung-10-entleert wird.
Das Abfallmaterial wird durch die in der Tür --20-- vorgesehene Öffnung --24-- entzündet und das innere Gehäuse --11-- wird luftdicht verschlossen. Darauf wird das Gebläse--B-- eingeschaltet, so dass Luft durch den Lufteinlasskanal--41--, das Verbindungsrohr --38-- und die in den Rohren-36 und 37-- vorgesehenen Öffnungen --39-- einwärts-abwärts auf den Herd --11A- geblasen wird. Dadurch brennt das Abfallmaterial in unmittelbarer Nähe des Herdes --11A,-- ohne dass oberhalb der Feuerungszone Luft zugeführt wird. Durch die Beschränkung des Feuers auf die unmittelbare Umgebung des Herdes-- ! lA-- wird dieser sehr heiss und bleibt während der gesamten Verbrennung in diesem Zustand.
Dabei ist zur Aufrechterhaltung der Verbrennung kein grosser Luftanteil notwendig. Ausserdem steigen bei dieser Art von Verbrennung Wärme und Verbrennungsprodukte durch die aufgehäufte Abfallmaterialmenge auf und tragen so zur Trocknung des Materials und zur Herbeiführung eines brennbaren Zustandes bei
Wenn die im inneren Gehäuse --11-- erzeugten Verbrennungsprodukte aufwärts in die Abzugeinrichtung strömen, wird die Brennstoffdüse --45-- geöffnet, wobei eine ausreichende Frischluftmenge für die Verbrennung der Verbrennungsprodukte (nach Zündung des Brennstoffes durch die Zündkerze 35) in der ersten Verbrennungszone beim unteren Ende des inneren Schornsteinteiles - 34-vorhanden ist.
Der noch verbleibende Anteil von Verbrennungsprodukten strömt im inneren
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äusseren Schornsteinteil gebildeten ringförmigen Luftkanal aufwärts. Dabei erwärmt sich die Luft am inneren Schornsteinteil-34--, bevor sie sich mit den am oberen Ende des inneren Schornsteinteiles - -34-- austretenden Verbrennungsprodukten mischt. Nach Mischung tritt Selbstzündung auf, so dass eine zweite Verbrennungszone entsteht, in der eine vollständige Verbrennung der noch verbliebenen
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a.geleitet.
Wie bereits gesagt, enden die oberen Teile der Seitenwände --26 und 27-des äusseren Mantels im Abstand voneinander, so dass eine Öffnung gebildet ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel (Fig. 3) ist diese Öffnung von einer Haube --62-- überdeckt, die mit ihren Längsrändern über Querstreben - -63-- an auf dem inneren Gehäuse angebrachten Abstandstücken --64-- befestigt ist. Im Zwischenraum zwischen Gehäuse und Mantel kann ein Wärmeaustauscher vorgesehen sein, durch den Verbrennungsprodukte geführt werden um die Frischluft im Zwischenraum zu erhitzen und für Heizzwecke zu verwenden.
Wenn gewünscht können zwei oder mehrere Abzugeinrichtungen mit einzelnen Teilen beliebiger Höhe vorgesehen werden, es können zwei oder mehrere Schornsteinteile zu einer einzigen Hülse zusammengefügt werden und die einzelnen Abschnitte können an beliebigen Stellen der Hülse angeordnet werden.
Es können auch auf einen einzigen Schornsteinabschnitt ein oder mehrere Nachbrenner aufgesetzt werden, z. B. ein zwei- oder dreistufiger Nachbrenner.
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