AT409538B - Brennstoffschleuse zum beschicken eines an einen heizkessel angeschlossenen schneckenförderers - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf Brennstoffschleuse zum Beschicken eines an einen Heizkessel angeschlossenen Schneckenförderers mit stückeligem Brennstoff, bestehend aus einem zylindri- schen Gehäuse mit zwei Anschlussstutzen für die Brennstoffzu- und-abfuhr auf gegenüberliegen- den Umfangsseiten und aus einem im Gehäuse gelagerten, antreibbaren Zellenrad. 



   Um bei Heizkesseln fur stückelige Brennstoffe, die einem Brenner über eine Forderschnecke zugeführt werden, einen Rückbrand durch die Förderschnecke in die vorgeschaltete Beschik- kungseinrichtung zu unterbinden, ist es üblich, die Förderschnecke über eine Zellenradschleuse zu beschicken, die für eine zusätzliche Dosierung der zugeführten Brennstoffmenge sorgt. Die Zellen- räder dieser bekannten Brennstoffschleusen bestehen aus auf einer Welle zwischen zwei Stirn- wänden angeordneten Axialwänden, die den zylindrischen Raum zwischen den beiden Stirnwän- den in einzelne, je eine Schleusenkammer bildende Sektoren unterteilen.

   Da die Abdichtung eines solchen Zellenrades gegenüber dem es aufnehmenden, zylindrischen Gehäuse in Umfangsrich- tung lediglich über die achsparallelen Aussenränder der Trennwände erfolgen kann, zwischen denen und dem Gehäuse für ein ausreichendes Bewegungsspiel gesorgt werden muss, besteht beim Auftreten eines Rückbrandes durch die Förderschnecke die Gefahr, dass der Rückbrand von Zellenkammer zu Zellenkammer auf die vorgeschaltete Beschickungseinrichtung durchgreift. In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, dass die Schleusenkammern auf der Zuführseite des Schleusenrades stets mit Brennstoff gefüllt sind.

   Dazu kommt noch, dass beispielsweise aufgrund eines im Bereich des Austragsendes der Förderschnecke herrschenden Unterdrucks Falschluft über die Zellenradschleuse angesaugt und dem Brenner zugeführt wird, was die Verbrennungsbe- dingungen im Bereich des Brenners verschlechtert. 



   Um stückeligen Brennstoff dosiert einer Förderschnecke in axialer Richtung stirnseitig zuführen zu können, ist es ausserdem bekannt (WO 98/37363 A1), in einem zylindrischen Gehäuse einen Rotor zu lagern, der die Form eines hohlen Zylinders aufweist, der im Bereich eines Umfangsab- schnittes eine Füllöffnung aufweist, an die sich an der der Förderschnecke zugekehrten Stirnseite eine sektorförmige Entnahmeöffnung anschliesst. Das Gehäuse ist über eine obere An- schlussöffnung mit einem Zuführschacht für den Brennstoff verbunden und bildet auf der der För- derschnecke zugekehrten Stirnseite eine sektorförmige Austragsöffnung, die unterhalb der zur För- derschnecke koaxialen Rotorwelle liegt.

   In der Drehstellung mit nach oben weisender   Einfüllöff-   nung wird somit der Rotor über den Zuführschacht mit Brennstoff gefüllt, der nach einer Rotordreh- ung um 180   über die stirnseitige Austragsöffnung in das Schneckengehäuse axial austreten kann. Da innerhalb des Rotors keine axial wirkende Fördereinrichtung vorgesehen ist, wird stets ein Brennstoffrest im Rotor der Dosiereinrichtung verbleiben, so dass bei einem Rückbrand durch die Förderschnecke die Gefahr besteht, dass der sich bis in den Rotor der Dosiereinrichtung er- streckende Rückbrand auf den Zuführschacht ubergreift 
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffschleuse zum Beschicken eines an einen Heizkessel angeschlossenen Schneckenförderers der eingangs geschilderten Art so auszugestalten,

   dass ein Rückbrand über die Brennstoffschleuse hinaus sicher unterbunden und eine Falschluftzufuhr zum Brenner ausgeschlossen werden kann. 



   Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Zellenrad als ein walzenförmiger Ro- tor ausgebildet ist, der auf einander diametral gegenüberliegenden Umfangsseiten je eine Aufnah- meausnehmung für den Brennstoff aufweist. 



   Da das Zellenrad als ein walzenförmiger Rotor mit nur zwei einander diametral gegenüberlie- genden Aufnahmeausnehmungen für den Brennstoff ausgebildet ist, ergeben sich zwischen diesen Aufnahmeausnehmungen in Umfangsrichtung durchgehende Dichtflächen, die mit dem zylindri- schen Gehäuse einen wirksamen Dichtungsspalt bilden, zumal der Rotor aufgrund seiner Walzen- form mit vergleichsweise geringen Toleranzen in das zylindrische Gehäuse eingesetzt werden kann. Dies bedeutet, dass sich zwischen den beiden Anschlussstutzen für die Brennstoffzu- und-ab- fuhr keine Brennstoffbrücken ergeben, über die sich ein Rückbrand auf die Beschickungsseite der Brennstoffschleuse durchschlagen kann.

   Aufgrund der vergleichsweise grossen Umfangslänge des Dichtungsspaltes zwischen dem walzenförmigen Rotor und dem zylindrischen Gehäuse kann bei den üblicherweise herrschenden Druckdifferenzen ein Strömungsdurchgriff vom Anschlussstutzen für die Brennstoffabfuhr auf den Anschlussstutzen für die Brennstoffzufuhr ausgeschlossen werden Selbst bei einem nur aufgrund sehr ungunstiger Druckverhältnisse möglichen Durchtritt von Rauch- gasen schliesst die im Dichtungsspalt auftretende Rauchgaskühlung eine Zündung von Brennstoff 

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 auf der Brennstoffzufuhrseite der Brennstoffschleuse aus.

   Die zumindest weitgehende Unterbin- dung eines Strömungsdurchgriffes von einem zum anderen der beiden Anschlussstutzen bringt ausserdem den Vorteil mit sich, dass über die Brennstoffbeschickung keine Falschluft zum Brenner des Heizkessels gelangen kann, in dem deshalb vorteilhafte Voraussetzungen für eine gute, emis- sionsarme Verbrennung des Brennstoffes sichergestellt werden können. 



   Die Aufnahmeausnehmungen für den Brennstoff im walzenförmigen Rotor können unterschied- lich ausgeformt sein. So ist es beispielsweise möglich, dass die Aufnahmeausnehmungen aus hinsichtlich des Querschnittes an die Anschlussstutzen angepassten, zylindrischen Kammern beste- hen. Diese topfartigen Kammern erlauben die Ausbildung eines über den Rotorumfang durchge- henden Dichtungsspaltes im Bereich der stirnseitigen Enden des Rotors. In Abhängigkeit vom je- weils eingesetzten Brennstoff kann es aber zu Schwierigkeiten kommen, wenn Brennstoffteilchen zwischen die Stirnseiten des Rotors und die anschliessenden Lagerschilde des Gehäuses gelan- gen, weil diese Brennstoffteilchen nicht ohne weiteres entfernt werden können.

   Um eine einfache Selbstreinigung sicherzustellen, können die Aufnahmeausnehmungen aus über die Rotorlänge durchgehenden, nutenartigen Aussparungen bestehen. Die in Umlaufrichtung des Rotors hinteren stirnseitigen Begrenzungskanten dieser nutenartigen Aussparungen bewirken ein Abscheren von allfälligen Brennstoffanlagerungen an den Lagerschilden. Da die nutenartigen Aussparungen ausserdem bis zu den die Aussparungen abschliessenden Lagerschilden mit Brennstoff gefüllt wer- den, bildet der entlang der Lagerschilde zwischen den beiden Anschlussstutzen geförderte Brenn- stoff einen Reibwerkstoff, der für die Selbstreinigung der Lagerschilde sorgt. 



   In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen 
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Brennstoffschleuse zum Beschicken eines an einen Heizkessel angeschlossenen Schneckenförderers in einem schematischen Axialschnitt und 
Fig. 2 diese Brennstoffschleuse in einem Schnitt nach der Linie   11-11   der Fig. 

Claims (3)

1. Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 1 der Brennstoffschleuse einen zylindrischen Mantel auf, der auf einander diametral gegenüberliegenden Umfangsseiten An- schlussstutzen 2 und 3 für die Brennstoffzu- und-abfuhr bildet. Da die Brennstoffschleuse entspre- chend der dargestellten Ausführungsform an einen in Förderrichtung ansteigenden Schneckenför- derer angeschlossen wird, um im Bereich dieses Schneckenförderers eine schwerkraftbedingte Verdichtung des Brennstoffes zu erreichen, sind die Anschlussflansche 4 der Anschlussstutzen 2,3 zueinander unter einem dem Steigungswinkel des Schneckenförderers entsprechenden Winkel geneigt, damit die Beschickungseinrichtung für die Brennstoffschleuse in herkömmlicher Weise vertikal aufgesetzt werden kann. Ein solcher Anstieg des Schneckenförderers ist selbstverständlich nicht zwingend. Den stirnseitigen Abschluss des zylindrischen Gehäuses 1 bilden zwei Lagerschilde 5, in denen die Antriebswelle 6 für einen walzenförmigen Rotor 7 über Wälzlager 8 drehbar gelagert ist. Der Antrieb der Welle 6 erfolgt vorzugsweise über den Antrieb der Förderschnecke, um beim Ausfall des Schneckenantriebes die Brennstoffzuförderung zur Förderschnecke automatisch zu unterbin- den. Der walzenförmige Rotor 7 ist mit einer vergleichsweise geringen Toleranz in das zylindrische Gehäuse 1 eingesetzt, so dass sich zwischen dem Gehäuse 1 und dem Rotor 7 ein Umfangsspalt 9 ergibt, der lediglich das für die Rotordrehung im Gehäuse 1 erforderliche Spiel sicherzustellen hat. Auf einander diametral gegenüberliegenden Umfangsseiten weist der Rotor 7 je eine Aufnahme- ausnehmung 10 für den Brennstoff auf. Diese Aufnahmeausnehmungen 10 bestehen gemäss dem Ausführungsbeispiel aus nutenartigen Aussparungen 11, die sich achsparallel durchgehend über die Rotorlänge erstrecken. An den Stirnseiten werden diese Aussparungen 11durch die Lager- schilde 5 des zylindrischen Gehäuses 1 abgeschlossen. Die Verbindung des walzenförmigen Ro- tors 7 mit der Welle 6 erfolgt über eine Schweissung im Bereich einer vom Grund der nutenartigen Aussparungen 11 ausgehenden Bohrung 12. Der durch eine vorgeschaltete Beschickungseinrichtung der Brennstoffschleuse zugeförderte Brennstoff gelangt über den Anschlussstutzen 2 für die Brennstoffzufuhr in die sich an diesem Anschlussstutzen 2 vorbeidrehende Aufnahmeausnehmung 10 des Rotors 7 und wird innerhalb dieser Aufnahmeausnehmung 10 zum gegenüberliegenden Anschlussstutzen 3 gefördert, wo der Brennstoff schwerkraftbedingt durch den Anschlussstutzen 3 dem Schneckenförderer aufgegeben wird. Während der Entleerung der einen Aufnahmeausnehmung 10 im Bereich des Anschlussstut- zens 3 wird die jeweils andere Aufnahmeausnehmung 10 über den Anschlussstutzen 2 mit Brenn- <Desc/Clms Page number 3> stoff gefüllt. Überschüssiger Brennstoff wird dabei an der in Drehrichtung 13 des Rotors 7 vorderen Verschneidungskante 14 zwischen dem Anschlussstutzen 2 und dem zylindrischen Gehause 1 vom Rotor 7 abgeschert. Wie insbesondere der Fig.

2 entnommen werden kann, bildet der Umfangsspalt 9 in der ge- zeichneten Drehstellung des Rotors 7 für die Brennstoffzu- und-abfuhr einen ausgeprägten Dich- tungsspalt, der sich über die Umfangslänge des zylindrischen Gehäuses 1 zwischen den beiden Anschlussstutzen 2 und 3 erstreckt. Bei der Drehung des Rotors 7 aus dieser Übernahme- und Übergabestellung werden die Anschlussstutzen 2 und 3 zunehmend durch den Rotor 7 verschlos- sen, wenn sich die Aufnahmeausnehmungen 10 aus dem Bereich der Anschlussstutzen 2 und 3 be- wegen. Da die Anschlussstutzen 2 und 3 durch den Rotor 7 völlig abgesperrt werden, bevor die Auf- nahmeausnehmungen 10 wieder in den Bereich des nunmehr jeweils gegenüberliegenden An- schlussstutzens 2 bzw. 3 gedreht werden, kann ein Durchgreifen eines ; des Brenn- stoffes vom Anschlussstutzen 3 zum Anschlussstutzen 2 sicher verhindert werden, zumal sich mit der Drehung der Aufnahmeausnehmungen 10 in den Bereich der Anschlussstutzen 2 und 3 der durch den Umfangsspalt 9 gebildete Dichtungsspalt zunehmend verlängert, was einen Strömungs- durchgriff zwischen den beiden Anschlussstutzen 2 und 3 bei den üblichen Druckunterschieden zwischen der Brennstoffzu- und-abfuhrseite der Brennstoffschleuse verhindert. Damit kann auch das Ansaugen von Falschluft über die Brennstoffschleuse vermieden werden. Die gegen die Lagerschilde 5 hin offenen, nutenartigen Aussparungen 11 ergeben eine Selbst- reinigungswirkung im Bereich der Lagerschilde 5, weil einerseits der an den Lagerschilden 5 anlie- gende Brennstoff für einen Abrieb von Ablagerungen an den Lagerschilden 5 sorgt und anderseits die in Drehrichtung 13 hinteren stirnseitigen Begrenzungskanten der nutenartigen Aussparungen 11 ein Abscheren von Ablagerungen bedingen, und zwar im Gegensatz zur Reibwirkung des geförderten Brennstoffes auch im Bereich der Rückdrehung der geleerten Aussparungen 11vom Anschlussstutzen 3 für die Brennstoffabfuhr zum Anschlussstutzen 2 für die Brennstoffzufuhr. PATENTANSPRÜCHE : 1. Brennstoffschleuse zum Beschicken eines an einen Heizkessel angeschlossenen Schne- ckenförderers mit stückeligem Brennstoff, bestehend aus einem zylindrischen Gehäuse mit zwei Anschlussstutzen für die Brennstoffzu- und-abfuhr auf gegenüberliegenden Umfangs- seiten und aus einem im Gehäuse gelagerten, antreibbaren Zellenrad, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Zellenrad als ein walzenförmiger Rotor (7) ausgebildet ist, der auf ein- ander diametral gegenüberliegenden Umfangsseiten je eine Aufnahmeausnehmung (10) für den Brennstoff aufweist. 2. Brennstoffschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeausneh- mungen (10) für den Brennstoff aus hinsichtlich des Querschnittes an die Anschlussstutzen (2,3) angepassten, zylindrischen Kammern bestehen.

3. Brennstoffschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeausneh- mungen (10) aus über die Rotorlänge durchgehenden, nutenartigen Aussparungen (11) bestehen