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Schürrost für die Verbrennung von Stadt-und Industrieabfall
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schürrost für die Verbrennung von Stadt-und Industrieabfall, mit abwechselnd hintereinander angeordneten feststehenden und bewegbaren Roststäben, deren Vorderkanten in eine im wesentlichen horizontale Lage bringbar sind und jede zweite bewegliche Roststabreihe die entgegengesetzte Bewegungsrichtung aufweist.
Die Verbrennung von Stadt-und Industrieabfällen stellt vor allem deshalb ein schwieriges Problem dar, weil das Heizvermögen, die Struktur und die Verbrennungseigenschaften der Abfälle sehr verschieden sind. Der Charakter der Abfälle, die in der Sommerzeit mit einem überwiegenden Anteil an pflanzlichen Stoffen anfallen, unterscheidet sich ganz wesentlich von dem in der Winterzeit, wo die Abfälle grosse Mengen von Haushaltsasche enthalten. Eine wirtschaftliche, komplexe und den hygienischen Erfordernissen entsprechende Beseitigung dieser Abfälle durch Verwendung ist deshalb äusserst schwierig.
Es wurden schon zahlreiche Roste und Roststäbe zum Zwecke der Verbrennung von Stadt-und Industrieabfällen vorgeschlagen. Die Roste, bei denen das Verbrennungsgut nur zugeführt wird und die Übertragung von Feuer nur durch den Durchfall von schon brennenden Brennstoffteilen durch die untere Brennstoffschicht unter Einwirkung der Gravitation erfolgt, haben sich nicht bewährt. Es wurde deshalb die Verwendung von Band-und Verschieberosten vorgeschlagen. Der Brennstoff liegt auf diesen Rosten verhältnismässig ruhig und er wird nur über den Rost vom Beschickungstrichter zum Rostende geführt. Es kommt hier nicht zu einer relativen Bewegung von Abfallteilen und die Verbrennung ist daher umso schlechter, je feinkörniger und kompakter der Brennstoff ist. Die Durchmischung ist nicht intensiv genug.
Es wurde auch ein Rost vorgeschlagen, der auf mehrere längsverlaufende Bänder verteilt ist, von denen immer eines beweglich und ein anderes feststehend angeordnet ist. Auch bei diesen Rosten kommt es nicht zu einem ausreichenden Durchmischen der Abfälle, weil diese nur vorgeschoben werden.
Weiters wurde auch vorgeschlagen, zur Verbrennung der Abfälle einen Schürrost zu verwenden.
Bei den bekannten Ausführungen dieser Art ist der Rost meist schräg mit grosser Neigung ausgebildet.
Alle Roststäbe sind beweglich ausgeführt und haben den gleichen Hub und die gleiche Geschwindigkeit.
Es ist nicht möglich, die Zündung, die eigentliche Verbrennung und die Nachbrennung unter Berücksichtigung der Brennstoffeigenschaften zu regeln. Die die beweglichen Roststäbe tragenden Vorrichtungen sind nämlich durchlaufend über die ganze Rostlänge angeordnet. Bei den bisherigen Ausführungen ist das Bemühen nach vollkommener Abdichtung durch die Bandflächen in konstruktiver Hinsicht sehr kompliziert. Das Abdichten und Einstellen der notwendigen Verbrennungsluftmenge in die einzelnen Bänder, je nach dem Verlauf der Verbrennung, verursacht ständig Betriebsschwierigkeiten.
Die bekannten Lösungen zogen auch nicht den Umstand in Betracht, dass bei der Verbrennung des gebackenen Brennstoffes die gebackene Schlacke in bestimmten Rostteilen das Anhäufen der gebackenen Masse verursacht. Der Rost muss daher so angeordnet werden, dass die Bildung der angehäuften gebackenen Masse möglichst verhindert wird, bzw., dass es schlimmstenfalls möglich ist,
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diese Masse automatisch durch die Wirkung der Rostfunktion zu zerdrücken und abzuleiten. Bei einzelnen Ausführungen bestehen die Roste aus zwei oder mehreren waagrechten bzw. geneigten Rosten, die in verschiedenen Höhen angeordnet sind und wobei der erste und kürzere Rost als Beschickungs-und Vortrocknungsrost vorgesehen ist, wogegen der andere als eigentlicher Verbrennungsrost dient.
Diese Ausführungen entbehren aber einen Schichtschieber zum Einstellen der Höhe der Abfallschicht. Die Abfallschicht auf dem Beschickungsrost, welche die Funktion der Höhe der Austrittsöffnung des Beschickungstrichters und des Böschungswinkels von Abfällen ausübt, wird automatisch auf dem Beschickungsvortrocknungsrost in grosser Höhe aufgeschichtet, wodurch eine gute Vortrocknung, bzw. die Entzündung der Abfälle gehindert ist.
Vorgeschlagen wurden daher auch Schürroste der eingangs angeführten Art, mit abwechselnd hintereinander angeordneten feststehenden und bewegbaren Roststäben, deren Vorderkanten in eine im wesentlichen horizontale Lage bringbar sind und jede zweite bewegliche Roststabreihe die entgegengesetzte Bewegungsrichtung aufweist. Aber auch diese Schürroste konnten für den angegebenen Zweck nicht völlig befriedigen. Da die erste und die letzte Reihe der beweglichen Roststäbe dieselbe Hublänge und dieselbe Geschwindigkeit aufweisen, ist eine Regelung der Brennstoffbeschickung in der Längsrichtung dieser Roste nicht möglich.
Die beweglichen Roststäbe heben bei ihrer Bewegung nicht nur den Brennstoff auf, sondern sie schieben diesen auch wieder zurück nach oben in Richtung zum Beschickungstrichter, wodurch eine Brennstoffumwälzung und Anhäufung desselben entsteht, was wieder eine Lawine verursacht.
Ziel der Erfindung ist nun ein Schürrost, der eine solche Brennstoffanhäufung vermeidet und bei dem der Brennstoff in Richtung vom Beschickungstrichter bis zum Ende des Rostes je nach der Zusammensetzung der anfallenden Abfälle gut durchgeschürt und zur vollkommenen Verbrennung gebracht wird.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass die Roststäbe jeder Roststabreihe beiderseits Rippen aufweisen und im Bereich unterhalb der Rostoberfläche mit zwischen die Rippen des benachbarten Roststabes eingreifenden, das Durchfallen des Brenngutes verhindernden Angüssen versehen sind und dass der Rost in wenigstens drei, in einer im wesentlichen horizontalen Ebene angeordnete Längszonen unterteilt ist und jede Zone selbständig mit einer die Hublänge sowie die Geschwindigkeit der beweglichen Roststabreihen einstellbaren Vorrichtung ausgestattet, sowie in der selbständig abgedichteten Luftzone mit einer regelbaren Luftzuführung versehen ist.
Nach andern Merkmalen der Erfindung weist die Vorrichtung zur Einstellung der Hublänge sowie der Geschwindigkeit der zu bewegenden Roststabreihen einen inneren Wagen sowie einen diesen an der äusseren Seite umgebenden Wagen auf, die auf kippbaren Rollenstützen gelagert sind, durch welche die geradlinige Bewegung der Roststabreihen in eine schwenkbare Bewegung verwandelbar ist. Zur Bewegung der beiden Wagen sind eine schwenkbar bewegte Welle mit daran befestigtem Doppelhebel, Zugstangen, Zapfen und Nocken vorgesehen.
Gemäss weiteren Erfindungsmerkmalen sind die Roststäbe der Roststabreihen mittels eines Gehänges mit Spiel gegenüber dem Roststabträger gelagert, wobei ein Teil der Roststaboberfläche beim Gehänge eine Ausnehmung zum Zwecke des freien Durchganges der Verbrennungsluft aufweist. Die Berührungsflächen der benachbarten Roststäbe können abgeschrägt ausgebildet und in Richtung nach unten geöffnet sein.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles, welches in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist, näher erläutert. In diesen zeigt Fig. l eine Ansicht der Längsanordnung des Rostes, Fig. 2 die Trag-und Bewegungseinrichtung einer Rostzone im Längs- und Fig. 3 im Querschnitt, Fig. 4 eine kippbare und einstellbare Rollenstütze, Fig. 5 bis 8 je ein Arbeitsschema des erfindungsgemässen Rostes in einzelnen Phasen, Fig. 9 die gesamte Seitenansicht auf den durchfallgehinderten Roststab, die Fig. 10 einen Schnitt durch den durchfallgehinderten Roststab
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nach der Linie C-C in Fig. 9 und Fig. 13 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles D der Fig. 9.
In Fig. l ist ein Beispiel der Längsanordnung des erfindungsgemässen Rostes gezeichnet, bei dem die Verteilung des Rostes auf drei Zonen ausgeführt ist. Der Rost, der aus den durchfallgehinderten
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Laufe des Betriebes sowohl die Geschwindigkeit als auch den Hub der beweglichen Roststabreihen - -4-- einzustellen.
In den Fig. 2 und 3 ist die Anordnung einer Rostzone in der Mittellage gezeichnet. Die festen
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Roststabreihen--6--sind von Trägern --5-- aufgenommen. Die Bewegungsteile des Rostes sind aus äusseren Wagen--2--und inneren Wagen --1-- gebildet, die auf kippbaren Rollenstützen --7-- gelagert sind. Die beweglichen Roststabreihen--4--werden durch die auf den Wagen--l und 2--befestigten Träger--3--mitgenommen. Die Bewegung der Wagen--1, 2-- wird von der schwenkbaren Bewegung einer Welle --15-- mittels eines festgekeilten Doppelhebels-14--,
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16--, Zapfen-11, 13- und Konsolen-10-hervorgerufen.Kulissenhebels --17-- mit einem Einstellrad --18-- vorgesehen.
Die Welle --15-- ist in Kugellagern --21-- gelagert, welche von Seitenteilen --22-- des Rostes aufgenommen sind. Die Grenzlagen der beweglichen Roststabreihen --4-- sind gestrichelt gezeichnet.
In Fig. 4 ist die kippbare Rollenstütze--7--in der Mittellage gezeichnet. Durch die Verdrehung
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besseren Durchmischung und Verbrennung des Brennstoffes auf dem Roste. Die Grenzlagen der Tragrollen --9-- und der beweglichen Roststabreihen--4--sind gestrichelt gezeichnet.
In den Fig. 5 bis 8 sind die einzelnen Arbeitsphasen des erfindungsgemässen Rostes schematisch dargestellt. In der Fig. 5 sind die Roststabreihen--6--in der Mittellage gezeichnet. Die Roststabreihen--6--sind feststehend. Die Roststabreihen --4-- sind beweglich. Jede zweite Roststabreihe ist beweglich angeordnet, wobei sie immer die entgegengesetzte Bewegungsrichtung aufweist als die vorhergehende bewegliche Roststabreihe. In der Fig. 6 ist die Endlage der Roststabreihen veranschaulicht, wo der äussere Wagen--2--die beweglichen Roststabreihen--4-in die höchste obere Lage herausgeschoben hat und der innere Wagen--l--die bewegliche Roststabreihe --4--- in die tiefste Lage geschoben hatte.
In der Fig. 7 ist die Endlage veranschaulicht, wo der innere Wagen --1-- die höchste obere Lage und der äussere Wagen-2-die tiefste untere Lage erreicht hat. In der Fig. 8 ist die Bahn des Durchganges von Abfällen längs des Rostes dargestellt.
Wie in den Fig. 9 und 10 dargestellt, ist der Kopf--23--des durchfallgehinderten Roststabes in der Längsrichtung glatt und ohne Rippen ausgeführt, so dass der Brennstoff in Richtung zur Stirnfläche - des Roststabes vorgeschoben werden kann. Ein Absatz --24-- der Oberfläche des Roststabes dient gegen eine rückgängige Bewegung des fortbewegten Brennstoffes. Rippen-25-, welche fächerartig angeordnet sind, verbessern die Berührung des Roststabes mit der Kühlluft und führen die Luft in entgegengesetzter Richtung den fortbewegten Abfällen zu.
Die Verhinderung des Durchfalles wird nur durch im unteren Teil der Roststaboberfläche angeordnete und zwischen die Rippen --25-- des benachbarten Roststabes hineinragende Angüsse --28-- erzielt. Man erreicht auf diese Weise den minimalen Widerstand der strömenden Kühlungs-und Verbrennungsluft. Der Roststab ist mittels eines Gehänges --29-- mit Spiel gegenüber dem Träger gelagert. Auch die Form des Roststabes ist so ausgeführt, dass die benachbarten Roststäbe gegeneinander ungefähr um 1, 5 mm verschoben werden können. Dadurch ist die Möglichkeit des Abbröckelns von feinen Teilen von Abfällen gegeben, die zwischen den Roststäben fest sitzen geblieben sind.
Zu diesem Zwecke sind auch die Berührungsflächen-30--der benachbarten Roststäbe abgeschrägt und in der Richtung nach unten geöffnet. Die Kühlungs-und Verbrennungsluft kann also immerfort längs der ganzen Roststabfläche strömen. Ein Teil der Roststabfläche bei dem Gehänge-29-weist eine Ausnehmung - auf, zum Zwecke der müheloseren Strömung der Kühlungs-und Verbrennungsluft um den Roststab herum.
Durch die Tatsache, dass der erfindungsgemässe Rost als Schürrost mit durchfallgehinderten Roststäben die vorstehend beschriebene Ausführung aufweist, ist er zum Verbrennen von Stadt-und Industrieabfällen speziell eingerichtet und sichert in optimaler Weise alle möglichen Verbrennungsverhältnisse. Die Hublänge und die Bewegungsgeschwindigkeit der Roststabreihen lässt sich einstellen und auch die Verbrennungsluftmenge im Laufe des Betriebes regulieren. Dadurch sind die Bedingungen zur besseren Verbrennung von Abfällen unter Berücksichtigung ihrer Vielfalt ausgebildet. Der Rost weist einen guten Durchschürreffekt auf und die Abfälle werden ständig locker gemacht. Durch die Arbeit des Rostes wird eine gute Durchmischung, ein gutes Durchschürren und Umwälzen der Abfälle erzielt.
Durch die Ausbildung von hohen Stufen (Kaskaden) und grossen Vertiefungen in den Endlagen der Roststabreihen ist das Zusammenbacken der Abfälle in grosse Stücke gehindert, der Zutritt der Strahlungswärme in die Abfallschicht ermöglicht, und eine genügende Zuführung von Verbrennungsluft gewährleistet. Der Rost ist waagrecht ausgeführt, so dass er eine geringe Bauhöhe aufweist. Die Anforderungen sind nicht nur in bezug auf Höhe, sondern auch in bezug auf den
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ausgemauerten Raum der Vorkammer bzw. der Verbrennungskammer minimal. Der Rost sichert die optimalen hygienischen Bedingungen, da das Bedienungspersonal mit den Abfällen fast überhaupt nicht in Berührung kommt. Der Bewegungsmechanismus enthält nur eine kleine Anzahl von Funktionsteilen, die einer stärkeren Abnutzung unterliegen.
Die Tragwagen sind in allen Lagen ausgewuchtet, wodurch ein geringer Verbrauch von Antriebskraft zum Antrieb des Rostes erzielt wird. Nachdem beim Rost durchfallgehinderte Roststäbe benutzt werden, die ohne Katarakte, Kammern und ineinander einragende Rippen ausgeführt sind, kommt es ständig zur intensiven Kühlung der Roststäbe, welche keine Abbrandstellen aufweisen, so dass ihre Lebensdauer lang ist. Eine glatte Ausführung von Roststabsköpfen in der Längsrichtung macht einen ununterbrochenen Vorschub von Abfällen in Richtung der Roststabstirnfront möglich.
Der erfmdungsgemässe Schürrost ist zwar besonders für die Verbrennung von Stadt-und Industrieabfällen bestimmt, man kann ihn aber auch mit Vorteil zum Verbrennen von minderwertigen und andern sehr aschehaltigen Brennstoffen verwenden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schürrost für die Verbrennung von Stadt-und Industrieabfall, mit abwechselnd hintereinander angeordneten feststehenden und bewegbaren Roststäben, deren Vorderkanten in eine im wesentlichen horizontale Lage bringbar sind, wobei jede zweite bewegliche Roststabreihe die entgegengesetzte
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Roststabreihe (4, 6) beiderseits Rippen (25) aufweisen und im Bereich unterhalb der Rostoberfläche mit zwischen die Rippen (25) des benachbarten Roststabes eingreifenden, das Durchfallen des Brenngutes verhindernden Angüssen (28) versehen sind, dass der Rost in wenigstens drei, in einer im wesentlichen horizontalen Ebene angeordnete Längszonen unterteilt ist und jede Zone selbständig mit einer die Hublänge sowie die Geschwindigkeit der beweglichen Roststabreihen (4)
einstellbaren Vorrichtung ausgestattet sowie in der selbständig abgedichteten Luftzone mit einer regelbaren Luftzuführung versehen ist.
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