Feuerung für feste Brennstoffe mit kontinuierlicher Brennstoffzufuhr Die Erfindung betrifft eine Feuerung für feste Brennstoffe mit kontinuierlicher Brennstoffzufuhr zu mindestens einer von seitlichen Rosten umschlossenen schachtförmigen Verbrennungszone für den Brenn stoff, an deren Unterseite ein Walzenrost angeordnet ist, wobei die Brennstoffzufuhr zweckmässig in Ab hängigkeit vom Luftbedarf regelbar ist. Die be kannten Walzenroste sind zur Gänze im unteren Teil der Verbrennungszone untergebracht.
Sie haben die Aufgabe, als Schlackenbrecher zu wirken und zur Schlackenabfuhr zu dienen.
Bei den meisten Feuerungen wird nach der Ent schlackung des Feuerbettes das verbliebene Restglut bett bei Beschickung mit frischem Brennstoff von diesem zum grösseren Teil oder ganz zugedeckt und dadurch die Verbrennung unverbrannter Gase durch Zufuhr von Sekundärluft über dem Feuerbett unter bunden. Obwohl der frische Brennstoff sofort zu gasen beginnt, wenn er auf dem Restglutbett zu liegen kommt, strömen Gase unverbrannt in den Kamin, weil sie im Gasfeuerraum des Wärmeerzeugers vom Glutbett aus nicht entzündet werden können.
Die Nachverbrennung dieser Gase kann im Feuerraum erst dann einsetzen, bis die frische Brennstoffschichte auf dem Restglutbett ebenfalls glüht und die unver- brannten Gase im Feuerraum durch einen Feuergas strom aus dem Feuerbett entzündet werden. Erst dann ist die erforderliche Zündtemperatur von etwa 650 im Feuerraum vorhanden. Dieser Übelstand ist um so grösser, je weiter entfernt von der Feuerstromaus- trittsstelle des Feuerbettes die Zweitlufteinblasung erfolgt.
Die Erfindung zielt darauf ab, die unverbrannten Gase über dem Feuerbett einer Feuerung für feste Brennstoffe möglichst vollständig und fortlaufend zu verbrennen. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass der Walzenrost ein Paar, durch einen Antrieb gegenläufig drehbarer Walzen, deren Scheitel zonen je im Bereich des unteren Endes eines seit lichen Rostes der schachtförmigen Verbrennungszone liegen, aufweist, um oberhalb der Einzugsstelle der Walzen an der Brennstoffoberfläche eine von kon tinuierlich ankommendem frischem Brennstoff freie bzw.
im wesentlichen freie Glutmulde zu bilden, und dass über dem Glutbett Mittel zum Einblasen von Sekundärluft in den Gasfeuerraum vorgesehen sind. Auf diese Weise wird der Boden der Verbrennungs zone praktisch von zwei nach abwärts laufenden bogenförmigen Bahnen gebildet, so dass die Schlacke und Asche an der Einzugsstelle der Walzen rascher abgeführt wird als an den Randzonen und eine Muldenbildung in der Brennstoffoberfläche über der Einzugsstelle der Walzen entsteht.
Es wird also an der Oberfläche des Feuerbettes dauernd eine Feuer mulde gebildet, aus der ununterbrochen ein Feuergas strom herausströmt trotz der dauernden Zuführung von frischem Brennstoff, weil die Feuermulde durch den frischen Brennstoff nicht bzw. nicht wesentlich zugedeckt wird. Mit Vorteil erfolgt die Primärluft- zuführung einerseits durch die seitlichen Roste und anderseits durch die Walzenroste selbst.
Auf diese Weise kann mit Sicherheit eine vollständige und fort laufende gleichmässige Verbrennung der unverbrann- ten Gase im Feuerraum oberhalb des Feuerbettes erzielt werden, womit der eingangs angeführte Nach teil der Abströmung unverbrannter Gase vollständig beseitigt wird. Bei den erwähnten bekannten Walzen rosten kann es zu keiner Muldenbildung im Feuer bett kommen, da von den seitlichen Randzonen der Feuerung durch die den Rosten bzw.
Rostträgern zugewandten Walzenteile die Asche und Schlacke im gleichen Masse wie in der mittleren Zone abgeführt wird. Eine zweckmässige Ausbildung der seitlichen Roste, die die Verbrennungszone umschliessen, be steht darin, dass die Roste Querstege aufweisen und die einander gegenüberliegenden, einen Rostschlitz begrenzenden Flächen benachbarter Stege in Richtung zur Verbrennungszone zwecks Bildung von düsen artig wirkenden Luftschlitzen konvergierend ver laufen.
Nach einer weiteren zweckmässigen Ausführungs form der Erfindung ist das Walzenpaar nur an einem Teil seines Umfanges, etwa über den halben Wal zenumfang, rostartig ausgebildet und steht mit einem Antrieb zur Erzeugung einer hin und her gehenden Drehbewegung, z. B. Kurbeltrieb, in Verbindung. Wenn die Verbrennung langsam vor sich geht, genügt eine absatzweise Betätigung des Antriebes auch von Hand aus. Zweckmässig bestehen die Walzenroste aus zwei Walzensegmenten.
Eine solche Ausführung eignet sich besonders für eine langsam vor sich gehende Verbrennung, da auch dann der Aschen anfall langsam vor sich geht und daher bei einem kontinuierlichen Walzenantrieb die Umlaufgeschwin digkeit der Walzen zu klein werden könnte, um noch eine wirksame Aschenabführung und damit Mulden bildung im Glutbett zu erreichen. Es wird in diesem Falle zweckmässig sein, die Segmentroste absatzweise zu drehen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform be steht die Oberfläche der Walzen bzw. Segmente aus vom Scheitelbereich unter den Enden zweier seit licher Roste ausgehenden, rostartig durchbrochenen Teilen und daran anschliessenden, Zähne tragenden Teilen. Die Zähne haben die Aufgabe, dass bei der Drehung des Walzenrostes in Richtung zu den seit lichen Rosten das gegen diese geschobene Schlak- ken- und Aschenmaterial bei der Rückdrehung mit genommen und abgeführt bzw. dabei zu Asche zer kleinert wird. Es können die Zähne aber auch ent fallen, wenn die Roste allein ausreichen, da sich Schlackenteilchen in die Rostöffnungen klemmen und nach Art der Zähne wirken.
Ein Vorteil der segment- förmigen Ausführung liegt auch darin, dass diese durch Verdrehen über die seitlichen Roste hinaus das Austrittsende der Verbrennungszone freigeben können.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Feuerung mit einseitiger Brennstoffzufuhr und Fig. 2 eine Feuerung mit beidseitiger Brennstoff zufuhr in schematischer Darstellung, Fig.3 einen Längsschnitt durch die von den seitlichen Rostplatten und dem Walzenrost begrenzte Verbrennungszone, Fig. 4 und 5 Ausführungsformen von Roststegen im Querschnitt und Fig. 6 und 7 einen Querschnitt bzw.
eine Ansicht einer Walze des Walzenrostes und Fig. 8 eine bevorzugte Ausbildung des Walzenrostes in schematischer Darstellung.
Der Brennstoff, z. B. Braunkohle, befindet sich nach Fig. 1 in einem Bunker 1, aus dem er auf einer schiefen Bahn 2 infolge seines Eigengewichtes kon- tinuierlich abrutscht und unmittelbar in den Feue- rungsraum 3 gelangt. Die zur Verbrennung des Brennstoffes dienende Verbrennungszone 4 der Feue rung ist allseitig von Rosten umschlossen. Der Rost 5 schliesst an die schiefe Bahn 2 bzw. Entgasungs- platte an, während die anschliessenden Seitenroste so wie der Rost 6 an die Wände des Feuerraumes 3 anschliessen. Die Verbrennungsluft wird den Rostöff nungen 7 durch den Ventilator 8 zugeführt.
Die Verbrennungszone 4 ist an ihrer unteren oder Bodenseite durch eine aus zwei gegenläufig drehenden Zahnwalzen gebildete Entschlackungsmühle 9 abge schlossen. Die Entschlackungsmühle ist über Kegel rädergetriebe 10 mit dem Ventilator 8 gekuppelt, so dass sie in Abhängigkeit von der Luftzufuhr durch den Ventilator 8 angetrieben wird und dadurch ein dauerndes Entschlacken der Feuerung in Abhängig keit vom Abbrand stattfindet, so dass der frische Brennstoff ebenfalls dauernd entsprechend dem Abbrand nachrutscht.
Die Menge der Verbrennungsluft, welche sich nach dem Wärmebedarf richtet, kann dadurch ge regelt werden, dass der Motor 11 des Ventilators für die Luftzuführung zur Verbrennungszone mit von einem Druck- oder Temperaturanzeiger abhängigen Steuereinrichtungen 12 steuerbar ist. Soll die Hei zung eines Gebäudes sich beispielsweise nach der jeweiligen Aussentemperatur richten, so wird der Ventilator von einem die Aussentemperatur messen den Gerät gesteuert. So z. B. wird bei sinkender Aussentemperatur, also bei einem grösseren Wärme bedarf, der Ventilator auf höhere Umdrehungen-ge- bracht und der Kesselfeuerung eine grössere Luft menge zugeführt.
Gleichzeitig wird durch die Ver bindung des Ventilators mit der Regeleinrichtung 13' für die Brennstoffzufuhr und der Entschlackungs mühle 9 der Brennstofffluss der eingeblasenen Luft menge angepasst. Die Verbindung zwischen dem Ven tilator und der Regeleinrichtung 13' für die Brenn stoffzufuhr bzw. der Entschlackungsmühle kann ausser mechanisch, vgl. - mit Bezug auf die Mühle - die Welle 10' und die i7bersetzungsgetriebe 10, auch elektrisch erfolgen, wenn für den Antrieb der Regel einrichtung bzw. der Entschlackungsmühle eigene Antriebsmotoren vorgesehen sind, die über den Ven- tilatormotor gesteuert werden.
Es können natürlich diese Regeleinrichtungen bzw. Motoren auch un mittelbar von der nach dem Wärmebedarf sich ein stellenden Steuereinrichtung, wie Druck- und Tem peraturanzeiger, gesteuert werden, welche gleich zeitig auch die Steuerung der Verbrennungsluft be sorgen.
Nach Fig. 2 wird der Brennstoff von beiden Seiten der Feuerung zugeführt, daher sind auch zwei Ver brennungszonen 13, 14, vorhanden, welche von den Rostkörben 15 und 16 gebildet werden, die wieder unten durch Entschlackungsmühlen 17, 18 abge schlossen sind. Die Verbrennungsluft wird durch einen Ventilator 19 erzeugt, der von einem Motor 20 angetrieben wird, dessen Leistung wieder durch eine Steuereinrichtung 21 regelbar ist. Die Entschlackungs mühlen werden über eine gemeinsame Welle 22 von einem eigenen Motor 23 angetrieben, der über den Ventilatormotor oder, wie gezeigt, über die Steuerein richtung direkt steuerbar ist.
Da bei der Verbrennung fester Brennstoffe in einer Glutschicht die festen Kohlenbestandteile all gemein nicht vollständig zu COz verbrennen, son dern noch ein Teil CO mit dem Wärmestrom aus dem Glutbett in den Gasfeuerraum strömt, ist es notwendig, über der Glutschichtoberfläche sekundäre Verbrennungsluft zuzuführen, um auch das restliche CO zu COZ zu verbrennen.
Durch die kontinuierliche Arbeitsweise und Anordnung der Walzenroste derart, dass ihre Scheitelzonen je im Bereich des untern Endes eines Seitenrostes der Verbrennungszone 4 bzw. 13 bzw. 14 liegen, wird oberhalb der Einzugsstelle der Walzenroste am Eintritt der Verbrennungszone eine muldenförmige freie Brennstoffoberfläche gebildet, durch die der Wärmestrom in den Feuerraum strömt, ohne dass der nachrutschende frische Brennstoff wesentlich mit dem Wärmestrom in Berührung kommt bzw. die erwähnte Oberfläche wesentlich zu deckt.
Über der gebildeten Mulde der Brennstoff- oberfläche am Verbrennungszoneneintritt wird die zur vollständigen Verbrennung der Feuergase erfor derliche Sekundärluft durch eine Blaseinrichtung ein geblasen, z. B. ein Rohr 23', das in Fig. 1 strich- liert eingezeichnet ist, oder ein Hohlkörper 24 nach Fig. 2, der im freien Feuerraum im Bereich zwischen den Rostkörben angeordnet ist und bei dem die Grösse oder Anzahl der Luftdüsen mit Vorteil veränder lich ist.
Zweckmässig werden die Luftdüsen seitlich am Hohlkörper angeordnet, um eine Luftwirbelbil- dung zur Mitte des Feuerraumes zu erwirken. Um die Anzahl bzw. Anordnung der Luftdüsen verändern zu können, kann der Hohlkörper auch auswechsel bar sein. Die Zuführung der Sekundärluft wird zweck mässig in Abhängigkeit von der Primärverbrennungs- luft gesteuert, also bei Zunahme der Primärverbren- nungsluft auch die Sekundärluftmenge vergrössert und umgekehrt.
Wenn die Feuerung gemäss der Erfindung vorteil haft einen offenen Vorratsbehälter für die selbst tätige Brennstofförderung vom Brennstofflager in den Vorratsbehälter aufweist, ein offener Vorrats behälter, der mit dem Feuerraum direkt verbunden ist, aber die Gefahr in sich birgt, dass leicht entzünd bare Brennstoffe einen Bunkerbrand verursachen können, wird zweckmässig eine Signalanlage und eine Sicherungseinrichtung gegen Bunkerbrände vor gesehen.
Nach Fig. 3 sind die Stege 32 der seitlichen, die Verbrennungszone 4 umschliessenden Roste 31 in Rahmen 33 quer zur Brennstoffflussrichtung (Pfeil 35) angeordnet. Die zwischen den Stegen befindlichen Rostschlitze 36 werden von den Flächen 37, 38 be nachbarter Stege begrenzt. Diese Flächen verlaufen in Richtung der Verbrennungszone konvergierend, und zwar schräg nach aufwärts. Die Flächen können gekrümmt (37', 38' in Fig.4) oder eben (37", 38" in Fig. 5) sein.
Die Stegquerschnitte können trapez- förmig ausgebildet sein, wobei die zueinander schrä gen Begrenzungsflächen der Stege in Richtung der Verbrennungszone divergieren und somit die grösseren Parallelflächen 39 (Fig. 5) die Verbrennungszone be grenzen.
Die primäre Verbrennungsluft wird durch die Schlitze, die wegen der in der Strömungsrichtung stetig kleiner werdenden Durchtrittsquerschnitte wie Düsen wirken, der Verbrennungszone zugeführt. Wenn die Abstände der Stege voneinander vom oberen Teil der Verbrennungszone zum unteren Teil hin sich zunehmend vergrössern (Fig.3), wird den unteren Schichten der Verbrennungszone mehr Luft zugeleitet als den oberen. Die untern Rostschlitze können, wie Fig.3 zeigt, steiler ansteigen als die oberen.
Eine Ausbildung der Walzen des die Ver brennungszone. abschliessenden Walzenrostes 40 (Fig. 3) ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Die Wal zen weisen zwei stirnseitige Scheiben 41 auf, auf deren Umfängen achsparallel zahnförmige Rost stege 42 im Abstand; voneinander angeordnet sind, ,so dass zwischen den Stegen untereinander in Ver bindung stehende Schlitze 43 entstehen und Luft durch diese Schlitze zur Verbrennungszone strömen kann.
Nach Fig. 8 ist der Walzenrost von Walzenseg menten 53 gebildet, die die von den seitlichen Rosten 52 umschlossene Verbrennungszone 4 der Feuerung an ihrer Unterseite abschliessen. Die Segmente 53 sind um die Achsen 55 drehbar und werden durch einen Kurbeltrieb 56 betätigt, der an einen der Seg mente 53 angreift und über ein Getriebe das andere Segment im gegenläufigen Sinne dreht.
Die Oberfläche der Segmente besteht aus dem als Rost ausgebildeten Teil 57 und dem mit Zähnen 58 besetzten Teil. Bei Verdrehung der Segmente in Richtung, der Pfeile werden Schlacken- und Aschenteilchen gegen die Roste 52 geschoben, die dann bei der Rückdrehung durch die Zähne 58 er fasst und zwischen den Segmenten 53 abgeführt bzw. zerkleinert werden.
Es können die Walzensegmente 53 auch auf einem Walzengrundkörper, der strichliert dargestellt und mit 59 bezeichnet ist, angeordnet sein. Ohne die sen Grundkörper haben die Segmente aber den Vor teil, dass sie durch Verdrehen in die strichpunktierte Stellung die Unterseite der Verbrennungszone frei geben. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, reichen die Segmente 53 ungefähr vom Scheitelbereich der Walzen unter den Enden der seitlichen Roste 52 bis über die Einzugsstelle der Walzen.