AT503043B1

AT503043B1 - Kipprost für biomassekessel

Info

Publication number: AT503043B1
Application number: AT7022006A
Authority: AT
Original assignee: Haslmayr Johann Dipl Ing
Priority date: 2006-04-26
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2007-07-15
Also published as: AT503043A4

Description

2 AT 503 043 B1

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kipp- oder Schwenkrost für Biomassekessel.

Die derzeit verwendeten Roste für Biomassefeuerungen bestehen meist aus einfachen Platten mit Bohrungen für die Verbrennungsluft. Die hohe Temperaturbeanspruchung verbunden mit 5 Verzug und Verschleiß reduziert die Lebensdauer dieser Roste stark. Für eine optimale Verbrennung sollte am Rost in der Primärverbrennungszone bei der CO-Bildung noch keine Wärme abgeführt werden. Die niedrige Rostplatte kann von der Verbrennungsluft nicht ausreichend gekühlt werden und strahlt eine erhebliche Wärmemenge nach unten ab. io Wenn ein Biomasseofen im Dauerbrand betrieben wird, ist zusätzlich die automatische und sichere Entfernung der Asche und Schlacke von großer Bedeutung. Besonders das Anbacken von geschmolzener Asche in den Rostöffnungen kann zu unangenehmen Verbrennungs- und Betriebsstörungen führen. 15 In EP 1 260 764 A1 wird ein Rost beschrieben, bei dem die Primärluftöffnungen durch Stifte zwangsgereinigt werden.

In WO 1999/00626 A1 werden die Primärluftöffnungen durch eine Relativbewegung von Rostteilen frei gehalten. 20

Bei beiden Rosten ist eine Wärmedämmung nach unten nicht möglich, da dann die Asche nicht mehr sicher abgeführt werden kann und die Oberflächentemperatur des Rostes zu hoch wird.

Aufgabe der Erfindung war es, einen nach unten wärmegedämmten Rost mit hoher Standzeit 25 zu entwickeln, dessen Rostöffnungen zusätzlich noch zwangsgereinigt werden können.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass unter der Aschebarriere eine Wärmedämmung oder annähernd parallel zur Aschebarriere mit einer Distanz nach unten ein Strahlungsschutzblech oder mehrere Strahlungsschutzbleche angeordnet sind. Dadurch wird der Wärme-30 Verlust nach unten auf ein Minimum reduziert. Die Verbrennungsluft kann die Unterseite des Rostes auf Handtemperatur kühlen und wird im Gegenstrom an der großen Oberfläche des aus mehreren Teilen bestehenden Rostes oder auch an den Strahlungsschutzblechen erwärmt. In der Glutzone des Brennstoffs und im Brenner stellen sich optimale Verbrennungsverhältnisse ein. 35

Da der mittlere feste Oberrostteil aus nichtmetallischem Feuerfestmaterial besteht, wird die Wärmeleitung vom zur Oberrost Aschebarriere wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit des nichtmetallischen Feuerfestmaterials reduziert. 40 Da der Antriebsimpuls für die relative Hubbewegung durch den Anschlag und die Rückbewegung durch die Feder oder durch Schwerkraft erfolgt, wird die relative Hubbewegung automatisch durch die Kippbewegung ausgelöst.

Wenn die Aschebarriere und der feste Oberrostteil zu einer gemeinsamen Einheit verbunden 45 sind und die Stirnseite zwischen Aschebarriere und Oberrost zumindest gegenüber der Kippachse offen ist, kann die Asche, die eventuell durch die Luftspalte fällt beim Kippen hinausrutschen. Der Wärmeverlust des Oberrostes wird durch den Abstand zur Aschebarriere reduziert.

Da ein seitliches Strahlungsblech, das am Brenner befestigt ist, vorgesehen ist, wird die stirn-50 seitige Wärmeabstrahlung des Rostes reduziert.

Ein gemeinsamer Antrieb für Rostbewegung zum Kippen oder Drehen und die Kesselreinigung erlaubt die Einsparung eines Antriebsmotors. 55 Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Fig. 1 zeigt im Schnitt den 3 AT 503 043 B1

Einbau und Kippantrieb des Rostes mit Wärmedämmung und einem keramischen festen Oberrostteil in der Mitte. Fig. 2 ist eine Darstellung des Rostes im Schnitt mit Wärmedämmung und einer Primärluftbohrung. Fig. 3 ist eine Darstellung des Rostes im Schnitt mit Strahlungsschutzblechen nach unten und einem beweglichen Rostteil in der Mitte. 5

Der Kipp- oder Schwenkrost ist Teil eines Biomassekessels 1 mit einem Brenner 2 und der dazugehörenden Brennkammer 3. Auf dem Oberrost 4 liegt der glühende Brennstoff 5. Die Verbrennungsluft 6 wird in Primärluft 7 und Sekundärluft 8 aufgeteilt. Die Primärluft kühlt die Wärmedämmung 9 oder die Strahlungsschutzbleche 10 und wird an der Oberfläche der ebenen io Aschebarriere 11 und des seitlichen Strahlungsschutzbleches 12 erwärmt und strömt durch den oder die Luftspalte 13 zur Glutzone des Brennstoffs 5 und ist für die Primärverbrennung mit der CO-Bildung verantwortlich. Da die CO-Bildung ein endothermer Prozess ist, sollte am Oberrost 4 keine Wärme abgeführt werden. Die Wärmedämmung 9 nach unten und ein eventuelles seitliches Strahlungsschutzblech 12 verhindern diese Wärmeabfuhr. Erst bei der Nachverbren-15 nung des CO mit Sekundärluft 8 wird die ganze Wärmeenergie des Brennstoffs in der Brennkammer 3 freigesetzt.

Da bei langer Brenndauer die Gefahr besteht, dass die Luftspalte 13 mit geschmolzener Asche zubacken, muss der Rost in gewissen Zeitintervallen nach unten gekippt 14 und gereinigt wer-20 den. Z.B. ein Hebel des Rostantriebes 15 oder die Drehachse 16, die mit der Kesselreinigung 17 über Hebel oder Zahnsegmente mechanisch verbunden ist, kippt und entleert den Rost nach unten 14. Gleichzeitig werden die Wärmetauscherflächen des Kessels durch Scheuer- und Klopfeinrichtung 18 und Wärmetauscherreinigung 19 gereinigt. Die Kippbewegung nach unten 14 wird durch den Anschlag 20 begrenzt. Dieser Anschlag 20 ist so eingestellt, dass er in der 25 unteren Stellung eine kleine relative Hubbewegung 21 der beweglichen Oberrostteile 22 hervorruft. Die beweglichen Oberrostteile sind mechanisch durch Stehbolzen oder Rohre 23 verbunden und in der Führung 24 axial verschiebbar gelagert. Da die Führung 24 mit der Aschebarriere 11 und daher auch mit den festen Oberrostteilen 25 verbunden ist, entsteht durch den Anschlag 20 die lineare, relative Hubbewegung 21. Durch diese Bewegung wird der Luftspalt oder 30 die Luftspalte 13 sicher gereinigt und die Betriebssicherheit des Kessels gewährleistet. Die Feder 26 sorgt beim Schließen des Rostes für die Rückwärtsbewegung der beweglichen Oberrostteile 22 und bewirkt in nicht gekippter Stellung des Rostes die Grundstellung durch Aufliegen der beweglichen Rosteinheit auf dem Distanzstück 27. Die Asche unterhalb des Oberrostes 4 ist schon feinkörnig und kann leicht bei der Kippbewegung über die offene Stirnseite zwischen 35 Oberrost 4 und Aschebarriere 11 hinausgerüttelt werden.

Als Material für die Wärmedämmung 9 kommt beispielsweise jedes Feuerfestmaterial auch auf Schamotte oder Glimmerbasis, bevorzugt Keramikfaser oder Steinwolle in Frage. 40 Der feste Oberrostteil 25 kann problemlos aus keramischen Material ausgeführt werden und sollte in der Mitte des Brenners 2 angeordnet sein, da hier die höchsten Temperaturen auftre-ten. Feuerfestmaterial hat eine wärmedämmende Wirkung und ist wesentlich temperaturbeständiger als hitzebeständiger Stahl oder Stahlguß. 45 Die beweglichen Oberrostteile 22 im Randbereich des Brenners 2 können wegen der geringeren Temperaturbelastung der Randzone aus Eisenwerkstoff, bevorzugt hitzebeständigem Stahl ausgeführt werden.

Wenn bei größerem Brennerdurchmesser im Zentrum des Rostes eine Luftzufuhr durch Luft-50 spalte 13 erforderlich ist, kann der bewegliche hitzebeständige Rostteil in der Mitte etwas unter dem Niveau des Oberrostes 4 angeordnet werden. Damit ist auch die Temperaturbelastung reduziert und eine gute Standzeit des Materials erreicht.

Eine kleine Luftöffnung 28 im Schamott braucht keine Zwangsreinigung, da die Öffnung im 55 heißen Schamott freibrennt.

Claims

4 AT 503 043 B1 Patentansprüche: 1. Kipp- oder Schwenkrost für Biomassefeuerungen, bei dem abwechselnd nebeneinander liegende bewegliche Oberrostteile (22) und feste Oberrostteile (25) beim Entaschen eine relative Hubbewegung (21) ausführen, gekennzeichnet dadurch, dass unter der Aschebarriere (11) eine Wärmedämmung (9) oder annähernd parallel zur Aschebarriere mit einer Distanz nach unten ein Strahlungsschutzblech (10) oder mehrere Strahlungsschutzbleche angeordnet sind.
2. Kipp- oder Schwenkrost für Biomassefeuerungen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere feste Oberrostteil (25) aus nichtmetallischem Feuerfestmaterial besteht.
3. Kipp- oder Schwenkrost für Biomassefeuerungen nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsimpuls für die relative Hubbewegung (21) durch den Anschlag (20) und die Rückbewegung durch eine Feder (26) oder Schwerkraft erfolgt.
4. Kipp- oder Schwenkrost für Biomassefeuerungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Aschebarriere (11) und der feste Oberrostteil (25) zu einer gemeinsamen Einheit verbunden sind und die Stirnseite zwischen Aschebarriere (11) und Oberrost (4) zumindest gegenüber der Kippachse offen ist.
5. Kipp- oder Schwenkrost für Biomassefeuerungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass ein seitliches Strahlungsblech (12), das am Brenner (2) befestigt sein kann, vorgesehen ist.
6. Kipp- oder Schwenkrost für Biomassefeuerungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Antrieb für die Rostbewegung zum Kippen oder Drehen und die Kesselreinigung (17) vorgesehen ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen