CN102449398A - 用于焚烧炉的炉条和生产该炉条的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于焚烧炉(60)的炉条(1),其具有炉条基体(2)和至少在在运行中朝向燃烧室(62)的表面区域上覆盖炉条基体(2)的耐高温盖板(30)。盖板(30)通过热绝缘材料(20,21)与炉条基体(2)分隔开。为此,在炉条基体(2)朝向盖板(30)的一面和/或在盖板(30)朝向炉条基体(2)的一面上设置空腔(3),该空腔至少部分地被填以陶瓷纤维绝缘材料(20)。另外,本发明还涉及一种用于制造这种炉条(1)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于焚烧炉的炉条,该焚烧炉具有炉条基体和至少在运行中在朝向燃烧室的表面区域上覆盖炉条基体的耐高温盖板,在此,该盖板通过热绝缘材料与炉条基体分隔开。此外,本发明还涉及一种制造这种炉条的方法。
背景技术
上述类型的炉条安装在焚烧炉的燃烧炉排(Feuerungsrosten)中,特别是在用于固体燃烧物的焚烧设备中。这些固体燃烧物例如可以包括垃圾、替代燃烧物(例如分类和/或回收垃圾)、二次燃烧物、生物质(Biomasse)等等。这种燃烧炉排通常由炉栅结构(Rostkonstruktion)组成,炉栅结构具有许多瓦状叠加设置的炉层,每个炉层都具有多个平行并排安装的炉条。炉条的这种瓦状设置在此构成炉蓖面,燃烧物床通过燃烧室输送到该炉蓖面上,并在炉蓖面上进行燃烧。这种燃烧通过通常穿过炉条之间的间隙从下面进入燃烧室中的一次风保持。为了使燃烧物床运动,经常将燃烧炉排构造为,使每个第二炉层的炉条都可以沿炉条的纵向往复运动,相对地使其他炉层的炉条保持不动。通过每个第二炉层的循环往复运动,可以使在焚烧期间位于瓦状炉栅结构上的燃烧物床从预热区斜向下输送到主燃烧区中,并进一步输送到后燃烧区中。
在这种焚烧设备中将会产生持续位于800℃到1300℃的温度,或者在短时间内甚至超过此温度。炉条的整个前半部分在位于上方的炉层的炉条下面伸入瓦状叠加层的内部,因而暴露于较大的热负荷中。此外,对燃烧物床的运输和各第二炉层的往复运动,也会造成巨大的机械负荷。此外,特别在固体燃烧物焚烧设备中,会使炉条暴露于由燃烧物的特殊成分在其使用范围内所造成的化学侵袭当中。
为了降低热负荷,可以使用各种不同的方式使炉条冷却。所以,存在利用空气冷却进行工作的系统。在这里,使通常保持燃烧所必需的空气从炉条上经过以使炉条冷却。但是到目前为止,对于高温应用而言,空气冷却往往不足以保证炉条具有令人满意的较长的使用寿命。对损坏的炉条的更换只能在整个设备长时间的停机期间进行,而这将导致较高的成本。因此,所使用的大多数系统(也可以是附加地)利用水冷工作。但是这样的系统都相对比较昂贵,因为需要在炉条中引入管道,并且必须将每个炉条都集成到将要实现的冷却水循环当中。另外,必须永久确保整个冷却水循环的性能足够安全,并为此安装相应的安全系统。如果没有设置这种冷却,炉条的使用寿命将会大大降低。
另一种提高炉条使用寿命的方法是,建立本文开始所述类型的多层结构。为此,将炉条基体例如由钢制成,优选是钢铸件。然后,将在运行中朝向燃烧室的表面区域,即支承燃烧物床的侧面,使用耐高温的盖板(特别优选由陶瓷制成)加以覆盖。这种具有钢制底座和陶瓷盖板的结构例如在专利文献EP 0382045 A2和EP 1705425 A1中有所描述。在专利文献DE 9312738U1中描述了一种炉条,每个炉条都具有作为底座的固定元件和固定在底座上的陶制盖板,其中,为了在固定元件和盖板之间实现隔绝,设置气隙或连续的绝缘垫(Isoliervlies),以使盖板与固定元件完全分开。此外,在专利文献DE 32368 A中描述了一种炉条,其具有由铸铁或钢制成的底座和由陶瓷材料制成的顶层,其中,陶瓷板和钢制或铁制得炉条基体被由不良热传导材料制成的薄层分开。通过这种简单的隔离层,的确可以在一定程度上降低炉条基体的热负荷。但是,对于目前一般所能达到的温度范围来说,这并不足以在气冷式炉排系统中使炉条具有足够高的使用寿命。因此,在现代的固体燃烧物焚烧设备中,仍然普遍使用更加昂贵的水冷式系统。
发明内容
本发明的目的在于,提出一种改进的本文开始所述类型的炉条,以及一种制造这种炉条的方法,这种炉条可以利用简单的气冷以足够的使用寿命使用于现代的固体燃烧物焚烧设备中。
本发明的目的一方面通过一种如权利要求1所述的炉条实现,另一方面通过一种如权利要求13所述的用于制造炉条的方法实现。
根据本发明,在炉条基体的朝向盖板的一面和/或在盖板的朝向炉条基体的一面上设置具有环形壁的空腔,也就是具有环绕在四周的壁的凹洞,对其至少部分地填以陶瓷纤维绝缘材料。一方面,这种陶瓷纤维绝缘材料本身是抗高温的。另一方面,与传统的热绝缘材料相比,例如绝缘水泥(Isolierzement),其具有明显更高的绝缘效果。特别通过在空腔中装入陶瓷纤维绝缘材料(通过使用盖板覆盖炉条基体,该空腔在炉条中形成封闭的内部空间),可以确保:陶瓷纤维绝缘材料具有特定的扩展空间,从而在绝缘材料中一直包含有一定数量的空气,这些空气有助于在盖板和炉条基体之间形成极其良好的热绝缘。因此总体而言,在达到1000℃并且相对于已知的炉条更高的非常高的燃烧床温度下,炉条基体上的热负荷本身会明显降低。因此,通过简单的气冷,在这种设备中也可以达到炉条的使用寿命,就如同它通常仅使用水冷所能达到的那样。总而言之,安装有根据本发明的炉条的燃烧炉排由此可以非常经济地进行生产,并且首先在连续运行中相比于目前已知的利用水冷的燃烧炉排成本更低。
在根据本发明的生产炉条的方法中,炉条基体优选例如由铸钢铸造而成,并至少在在运行中朝向燃烧室的表面区域上覆盖耐高温盖板。在此,在制造炉条基体时,在炉条基体的朝向盖板的一面和/或在制造盖板时在盖板的朝向炉条基体的一面上设置空腔。在将炉条基体和盖板组装在一起之前,对该空腔至少部分地填充陶瓷纤维绝缘材料。
从属权利要求和下面的描述中含有本发明的特别优选的扩展方案和实施方式,其中,类似于从属权利要求所提及的炉条,根据本发明的这种方法也可以进一步发展,反之亦然。
盖板原则上可以由不同的耐高温材料制成。优选是陶瓷盖板,陶瓷材料不仅耐高温,而且还具有较高的抗化学侵蚀性。在此特别优选采用碳化硅(SiC)陶瓷。已经发现,硅渗透反应结合的碳化硅材料是特别适用的,其通常具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性,优良的抗温度变化性和很高的断裂强度。
如上所述,由于燃烧棒(Brennstab)的表面还受到机械负荷,因此盖板应该具有特定的最小厚度。特别优选盖板的厚度至少为5mm,特别优选的是至少为10mm。更优选的是厚度位于15mm至35mm之间。同样如上所述,可以将用于容纳陶瓷纤维绝缘材料的空腔设置在盖板中。但是,为了使盖板不至于过厚,且还必须使之达到尽可能高的稳定性,优选使空腔至少占有炉条基体的绝大部分,甚至在炉条基体中是唯一的。特别是可以在以钢铁铸造工艺制造炉条时,在没有较大的额外花费的前提下,通过适当的铸模设计,在炉条基体中设置合适的空腔。替代地还可以利用切削加工方法或与之相结合来制造空腔,甚至整个炉条基体。
作为陶瓷纤维绝缘材料,不同的材料会由于不同的坚固性和实施方式而出现问题。例如,可以使用松散的鳞片状陶瓷纤维绝缘材料。但是优选采用陶瓷纤维绝缘垫形式的绝缘材料。这种陶瓷纤维绝缘材料易于加工,例如,可以将其适当地按照空腔的尺寸制作,并插入其中。此外,它也具有限定的厚度,从而就此实现精确设定的绝缘效果。
优选使用这样的陶瓷纤维材料,其主要成分包括SiO2(优选>重量的60%)和CaO(优选>重量的25%)。此外,这种陶瓷纤维材料还包含其他的成分MgO,Al2O3和Fe2O3,其中,后两种物质优选以重量的1%或以下的数量级使用,MgO的重量优选占重量的2%至10%。平均纤维直径优选在3μm至3.5μm之间。优选在平均温度800℃时,在密度为128kg/m3时导热性仅为0.23Watt/m K。
在空腔旁并构成空腔壁的平面区域中,优选将绝缘水泥层或绝缘粘结层设于炉条基体和盖板之间。绝缘水泥层或绝缘粘结层明显比陶瓷纤维绝缘材料的层高或空腔的深度更薄。通过该绝缘水泥层或绝缘粘结层可以确保,在炉条基体和盖板没有被陶瓷纤维绝缘材料分开的范围内实现一定程度的热绝缘。除此以外,这种层还可以弥补在炉条基体上面和盖板底面中的轻微的不平坦,以确保盖板的安全位置,从而提高抗断裂强度。优选将这种绝缘水泥层或绝缘粘结层环形围绕空腔地设置在炉条基体和盖板之间。通过这种方式可以特别密封地包围陶瓷纤维绝缘材料,并保护燃烧室不受影响,首先是防止经过燃烧而液化的燃烧物和燃烧产物,特别是固体燃烧物,侵入陶瓷纤维绝缘材料中,并降低绝缘效果。
为了使空腔旁边的区域尽可能地小,该区域并不像空腔区域一样具有良好的热绝缘,优选使空腔的宽度至少延伸超过盖板的宽度,也就是炉条宽度的80%。特别优选使空腔的长度至少延伸超过盖板长度的60%,从而使盖板的与燃烧床相接触的区域受到保护。
优选将空腔的深度以及陶瓷纤维绝缘材料的层厚度选择为,当炉条基体和盖板被组装在一起时,陶瓷纤维绝缘材料在炉条基体和盖板之间完全没有被施加预应力,或最大被施加特定程度的预应力,也就是说,在炉条基体和盖板之间被压紧。如果陶瓷纤维绝缘材料完全没有受到压力,则它将具有最大程度的热绝缘效果。另一方面,通过一定程度的预应力(当然该预应力不应该过于强烈),可以使绝缘材料被压缩至极限,但在陶瓷纤维绝缘材料中仍然保留足够的空气,由此将确保,从燃烧室侧施加于盖板上的冲击会向下衰减。在一种特别优选的实施方式中,陶瓷纤维绝缘材料的厚度精确地等于空腔的深度加上绝缘水泥层或绝缘粘结层的厚度,或者在任何情况下都稍大于空腔的深度加上绝缘水泥层或绝缘粘结层的厚度。空腔的深度优选位于5mm和20mm之间,特别优选为在8mm和15mm之间。
优选将盖板构造为,使其面对燃烧室完全覆盖炉条基体,从脚部区域开始,经过头部或端面最后直到暴露于燃烧室中的炉条的上部区域中,在此,在脚部区域,炉条在安装状态下被平放于设置在下面的炉层的炉条上。在此,特别优选将盖板构造为包括顶板和头部部件两部分。在此,顶板和头部部件在位于头部并垂直于炉条纵向延伸的分离位置或分离线上彼此分开。分离位置或分离线优选位于头部的中间区域,也就是说,大约在炉条的脚部区域和上部之间的中间高度上。盖板在头部的这种中断有利于降低盖板上的机械负荷。通过第二炉层的循环往复运动,盖板在脚部区域承担特定的机械负荷,在此,始终有作用力沿炉条的纵向施加于脚部区域上。该作用力特别在位于炉条上部与炉条头部之间的分离位置上引发扭矩,从而可能在这里轻易地发生破裂。通过在头部中将盖板分为顶板和头部部件,将避免该扭矩通过推进移动施加于盖板上。分离位置本身优选构造为阶梯形的,即,无论是头部部件还是顶板都具有适当的相互成阶梯形的端部,这些端部彼此交织在一起。由此使液态和/或细微分割的燃烧物不能通过分离位置进入盖板和炉条基体之间。
盖板的这种两件式结构原则上适用于由炉条基体和单独盖板构成的所有炉条,而与绝缘层或与绝缘材料在这两部分之间是否存在以及以何种方式存在无关。就此而言,通过这种想法也可以与根据本发明的绝缘层的结构无关地显著改善炉条的使用寿命。但是,通过将所述的使根据本发明的在盖板和炉条基体之间设置绝缘和盖板的这种两件式构造相结合,可以实现特别长的使用寿命。
在用于制造这种炉条的方法中,盖板在生产过程中已经被制造为具有顶板和头部部件两部分。这些组件这样安装在炉条基体上:顶板在上部区域和在炉条的头部侧直至在头部区域中垂直于炉条纵向伸展的分离位置覆盖炉条基体,而头部部件则从该分离位置开始在其余的头部区域和炉条的脚部区域中覆盖炉条基体。
对于盖板和炉条基体的连接有各种不同的方案。理论上可以使用螺丝、纯粹的粘接等方法。但是优选使盖板与炉条基体形状配合地连接。由此可以放弃使用诸如螺丝等机械连接件。在一种优选的实施方式中,盖板通过槽-弹簧连接(Nut-Feder-Verbindung)或榫接合连接(Spundverbindung)与炉条基体相连接,特别优选通过燕尾连接使二者相连接。
在一种特别优选的变形中,在炉条基体的朝向盖板的一面和/或在盖板的朝向炉条基体的一面上设置用于凹槽-弹簧连接或榫接合连接的凹槽,使其从炉条的第一纵向边缘开始垂直延伸到达与炉条的相对的第二纵向边缘有一定距离处。当在炉条基体上安装盖板时,将用于连接的弹簧从炉条的第一纵向边缘移入凹槽中,也就是说,在进行榫接合连接时(其中,将应该嵌接在凹槽中的弹簧元件直接模制在没有凹槽的部件上),可以使盖板和炉条基体从第一纵向边缘开始,即垂直于凹槽路线的纵向彼此重叠地移动。由于炉条稍后在燃烧炉排的内部以直接连接的方式并排放置,因此凹槽总是被直接毗邻设置在凹槽开口上的炉条覆盖。这使得盖板不会再在侧面从炉条基体滑下来。在凹槽-弹簧连接中,可以通过同样的方式使单独的弹簧从炉条的第一纵向边缘出来插入到凹槽中。
如上所述,优选将这种炉条安装在燃烧炉排中,燃烧炉排具有许多瓦状叠加设置的炉层,其中,在每个炉层中总是使多个炉条平行并排放置。特别在将盖板和炉条基体之间的连接构造为凹槽-弹簧连接或榫接合连接时(其中,如上所述,凹槽从炉条的第一纵向边缘开始延伸进入炉条基体和/或盖板中),将炉层优选设置为,使凹槽总是从炉条的同一(第一)纵向边缘开始延伸进入炉条基体和/或盖板中。炉层在侧面上(其朝向所说的炉条第一纵向边缘)具有甚至可能更薄的、具有牢固安装的陶瓷表面的尾炉条(Abschluss-Roststab),该尾炉条朝向侧面覆盖位于倒数第二炉条中的凹槽。替代地还可以在炉层中安装至少一个与凹槽和弹簧设置相关且相对于炉条纵轴线左右颠倒设置的炉条,作为最后的炉条,其盖板只能准确地沿与倒数第二炉条相反的方向侧向向外移动。这种左右颠倒的炉条基本上可以安装在炉层的多个位置上。例如,可以总是成对地使两个具有不同凹槽方向的炉条并排设置,从而使它们相对封锁盖板从凹槽向外的移动。
配备有根据本发明的炉条燃烧炉排原则上可以用在任何焚烧炉的燃烧室中。特别优选在固体燃烧物焚烧的领域内使用根据本发明的炉条,因为在这里会以非常高的温度工作,而且相对于未知的化学化合物也必须具有特殊的化学耐受性。
附图说明
下面将参考附图并根据实施例再次对本发明做进一步地说明。在各个不同的附图中,对相同的组件使用相同的附图标记。
图1示出了根据本发明的炉条的实施例的斜向上的透视图,
图2示出了如图1所示炉条的斜向上的透视分解图,
图3示出了如图1所示炉条的斜向下的透视分解图,
图4示出了如图1所示炉条的具有部分截面的俯视图,
图5示出了如图1所示的炉条沿图4示出的交截线A-A的纵截面图,
图6示出了由如图1所示的炉条构成的燃烧炉排的三个炉层的透视图,
图7示出了固体燃烧物焚烧设备的简化截面视图,该固体燃烧物焚烧设备具有由如图6所示的炉条所构成的燃烧炉排。
具体实施方式
在不失一般性的前提下,下面假设:在图1至图5中所示的炉条用于固体燃烧物焚烧设备内。
这种炉条包括由铸钢一体化制成的炉条基体2,其沿纵向R延伸(见图1)。炉条基体2基本上可以分为两段:前段2a和止动段(Halteabschnitt)2b。
在此止动段2b在纵向上位于与炉条1的头部侧1K或端面相对的端部上,并具有两个钩11。如图6中的燃烧炉排成品50的三个炉层51、52和53的截面透视图所示,该止动段2b并没有暴露在燃烧室中,因为炉层52、53中的炉条1的后部区域分别被位于上方的炉层51、52的炉条1所覆盖。
只有前段2a分别从位于上方的炉条1的下面伸出。因此,该区域将完全被由陶瓷材料制成的盖板30所覆盖。在所示出的实施例中,所用陶瓷材料为SiC陶瓷,因为这种材料具有良好的耐温性、高机械稳定性,此外还具有较高的抗化学侵蚀性。SiC在此是一种硅渗透反应烧结的SiC,其总重量的88%由SiC组成,并具有占总重量11%的游离硅,游离硅过滤进入(einfiltrieren)SiC中。
由于炉条1在每个炉层51、52和53中被紧密地并排封装,因此,炉条1的整个直接暴露在燃烧的燃烧物床中的部分受到陶瓷盖板30的保护。
此外,如图6所示,炉层51、52和53的每个单独的炉条都与炉条基体2的止动段2b的钩11一起安放在垂直于炉条1的纵向R伸展的支承杆54或对应的支承杆上。通过垂直于纵向R的钩11中的孔12可以将相邻的炉条1彼此拧紧,从而使炉层51、52和53的全部炉条形成牢固的联合体,该联合体安放在相应的支承杆54上。每两个支承杆54,在此为中间炉层52的支承杆54通过机械装置(未示出)耦合,通过该机械装置可以使支承杆54沿平行于炉条纵向R的移动方向B往复移动,从而使整个炉层52沿该移动方向往复移动。通过这种方式,可以将燃烧物床倾斜向下地从炉层到炉层地传输。每个第二炉层52的这种移动会导致额外的机械负荷,因为位于每个炉条上方的炉层都以前面的脚部区域1F(见图1)在位于下方炉层的上部区域1S上往复滑动。基于这个原因,将陶瓷盖板30构造为,使其还完全围绕炉条1的头部侧1K建立,并同时覆盖脚部区域1F。
这些炉条1,也就是每个炉条1的炉条基体2和盖板30,在前段2a的区域内从上方看并不是完全直角形的,而是分别在纵向侧上具有凹部10。这些凹部10在炉条之间构成通风口,空气可以通过这些通风口从下面吹入燃烧炉排中,以一方面保持燃烧过程,另一方面通过引入的空气冷却炉条。
在图2中可以清晰地看到,根据本发明,在被盖板30所覆盖的炉条基体2的前段2a的上设有较大的连续空腔3。该空腔3延伸经过前段2a的大部分表面。
在利用陶瓷盖板30覆盖之前,在空腔3中设置陶瓷纤维绝缘垫20。该绝缘垫可以毫无问题地应用于平均温度在800℃到1000℃的情况下,甚至可以短暂地应用于温度为1200℃的情况下。
在其他围绕空腔3的整个表面区域上,也就是在位于炉条基体2侧面的边条和炉条基体2的、陶瓷盖板30直接置于其上的所有其他的区域上,设置非常薄的绝缘水泥层21,用于弥补不平坦之处。通过绝缘垫20和绝缘水泥层21可以确保,使得由铸钢制成的炉条基体2相对于由陶瓷材料制成的耐高温盖板30被非常良好地热绝缘。由此使炉条基体2只需要承担一部分作用于炉条1的陶瓷盖板30上的热负荷。
空腔3的尺寸优选选择为,使空腔3的宽度bK至少占炉条1的整个宽度b的90%,而空腔3的长度lK至少等于盖板30的长度l的70%,盖板的长度指从炉条1的头部侧1K至盖板30的尾部端部,在该尾部端部上,盖板与炉条基体2的止动段2b相邻。这意味着,当盖板的长度l为560mm时,空腔的长度lK优选为392mm,而当炉条1的宽度b为140mm时,空腔的宽度bK约为126mm。空腔3的大小还可以优选为,尽可能良好地充分利用位于炉条基体2中的表面,并使围绕空腔3的环形壁尽可能得薄,因为在所剩下的“边条”区域中,即使使用绝缘水泥也只能实现与其中嵌入陶瓷纤维绝缘垫20的空腔3的区域相比更低的热绝缘效果。
这样选择陶瓷纤维绝缘垫20的厚度d:使其尽可能精确地等于空腔3的深度t(见图5)加上绝缘水泥21的层厚。这样,空腔3就被完全填满,绝缘垫20在陶瓷盖板30和炉条基体2之间完全没有被压缩,或在任何时候都被最小程度地压缩,从而使绝缘垫可以发挥最大的热绝缘效果。
在此将盖板30构造为两件式的,其具有:顶板30a,其覆盖位于炉条1的上部区域1S中的炉条基体2的前段2a和炉条1的头部侧1K的上部;和分立的头部部件30b,其覆盖炉条1的头部侧1K的下部区域,并在下面延伸经过炉条1的脚部区域1F。
位于盖板30的两个部分30a和30b之间的分离位置39在炉条1的头部侧1K的中间伸展。盖板30的顶板30a和头部部件30b的边界面31、32分别彼此相对应地构造为阶梯状的,从而使分离位置39在横截面上与炉条纵向R相对应地成阶梯状延伸(见图5)。
将陶瓷盖板30分为顶板30a和头部部件30b有以下优点:作用于盖板30的脚部区域1F中的前边缘上的摩擦力FR将不再在炉条1的从上部1S到头部1K的过渡区域内产生可以作用于盖板30上的过大的机械扭矩M。如图5所示,由力FR在炉条1的上部前边缘区域中产生的扭矩M为:
M=FR×(h1+h2)
其中,h1为从脚步边缘到位于盖板30的头部部件30b和顶板30a之间的分离位置39的高度,h2为从分离位置39到所述位于盖板30的上部前边缘的位置的距离,在该位置上,扭矩作用于盖板上,并可能在那里引发断裂。
替代地,通过将盖板30在分离位置39上的分开,作用于头部部件30b上的扭矩仅为
M=FR×h1,
因为顶板30a和头部部件30b被构造为,在分离位置39上留有一定的间隙。这通过以上所述的边界面31、32的阶梯状结构实现,而不会使炉条基体2在该位置上暴露,从而可以确保该分离位置相对于有可能侵入的液态和/或细密分开的燃烧物是相对密封的。因此扭矩因此对盖板30的上部前边缘不会产生丝毫影响,也就是说,由各第二炉层52的持续移动所产生的机械负荷不会增加陶瓷盖板30的断裂风险,也不会降低炉条1的使用寿命。
在所述优选的实施例中,盖板30与炉条基体2的连接纯粹通过形状配合连接,也就是通过所谓的榫接合连接,或者凹槽-弹簧连接来实现,其中,在将要连接的这两个组件的一个(在此为炉条基体2)中设置凹槽4、6、7、8,并将与此相应的弹簧2直接模制在另一个组件(在此为陶瓷盖板30)上。
为此,炉条基体2总共具有四个凹槽4、6、7、8。第一凹槽4平行于炉条基体2的表面向下延伸进入止动段2b中,从而在位于止动段2b中的凹槽4的上方设置鼻(Nase)5。相应地在陶瓷盖板30或其顶板30a上,在远离炉条1的头部1K的端部上模制弹簧37,其平行于顶板30a的表面延伸。弹簧37在装配过程中插入位于止动段2b中的鼻5下方的凹槽4中。另一个凹槽6在炉条基体2的前段2a中位于炉条基体2的端面和凹进部分3之间。相应地,在此顶板30a在朝向炉条基体2的底面上具有模制弹簧38,其插入凹槽6中。
此外,在基体2中,在头部侧1K中有更大的凹槽7,相应的弹簧33、34插入其中,弹簧33、34在顶板30a和头部部件30b的头部侧端部向内朝着炉条基体2延伸。即,在这里插入的、位于陶瓷盖板30上的弹簧在分离位置39分为两个分弹簧33、34,其中,分弹簧33设置在顶板30a上,而第二个分弹簧34设置在盖板30的头部部件30b上。
此外,在炉条基体2的在脚部区域1F中的底面上还有凹槽8,弹簧40插入其中,凹槽8安装在陶瓷盖板30的头部部件30b的脚侧端部上,并从脚部区域向上伸展。
优选将凹槽4、6、7、8以及相应的弹簧37、38、33、34和40构造为在横截面上轻微向凹槽底部扩展的梯形的,从而由此获得燕尾状连接,以确保安全止动。
位于止动段2b的凹槽4、位于前段2a上部的凹槽6和位于炉条基体2的脚部区域的凹槽8都从第一纵向边缘1L延伸进入炉条基体2中,并在与炉条1的与之相对的第二纵向边缘相距为s处终止(特别见图4)。距离s优选为10mm到30mm。也就是说,凹槽4、6、8并非完全从一边到另一边横向穿过基体2。相应地可以更短地构造模制在盖板30上的弹簧37、38、40。凹槽和弹簧的这种实施方案的优点在于,顶板30a和头部部件30b可以只从第一纵向侧面1L开始在炉条基体2上移动。如果稍后在炉层51、52、53(见图6)内部的连接中,有相邻的炉条贴靠在该第一纵向边缘1L上,则两件式的盖板30就不能再沿此方向从凹槽中滑落,并被可靠地固定,而不需要其他的止动件。
为了防止在炉层51、52、53中,在沿朝着炉条1的第一纵向侧面1L方向的一侧上设置为炉层51、52、53的最后的炉条1上的盖板30可能由于从凹槽中侧向滑出而从炉条基体2脱离,在每个炉层中在该侧上设置较薄的炉条截止板35。
如图7所示,由这样的具有根据本发明的炉条1的炉层51、52、53构成的燃烧炉排可用于固体燃烧物焚烧设备60中。在此,燃烧炉排50在燃烧室62中位于下方。待焚烧的固体燃烧物通过供料槽61被持续供应给燃烧室62。在燃烧过程中,燃烧物床在燃烧室62中通过每个第二炉层的前移运动连续经过燃烧炉排50倾斜向下传输。燃烧炉排50的面向供料槽61的上部区域在此是干燥和脱气区,主焚烧发生在中间区域,后焚烧发生在底部区域。
在燃烧炉排50的下面设置有漏斗状的灰烬收集器66,其将在燃烧过程中产生的、有可能通过炉条之间的间隙落下的灰烬储存在一起,然后供应给输送装置67。在燃烧炉排的下端部上有残渣输送装置69。灰烬和残渣通过适当的装置被进一步清除,在此不对其做详细说明。锅炉烟道位于燃烧室62的上方,通过该锅炉烟道引导烟雾,由此使烟雾在锅炉烟道的加热面上释放其能量。然后引导已冷却的烟雾通过仅粗略示出的过滤设备64,而后使经过过滤的烟雾通过出口65出来到达固体燃烧物焚烧设备60。在此需要明确指出的是,固体燃烧物焚烧设备在图7中只是非常粗略地示出的,因为这种固体燃烧物焚烧设备的结构在原理上是为专业人员所公知的,而其他的组件,特别是用于收集、清除灰烬和残渣、过滤烟雾以及向焚烧设备中发送燃烧物的装置,对于本发明并非是必需的。
最后还要再次重申,以上所述的炉条、炉层或燃烧炉排和焚烧设备仅为实施例,它们可以被专业人员在不超出本发明范围的情况下以各种方式进行修改。
由于根据本发明的炉条本身通过简单的气冷就能够达到如通常仅使用水冷才能达到的使用寿命,因此,正如以上所说明的那样,其优选使用气冷的燃烧炉排结构,以便替代例如水冷的炉条。但是这并不排除,也可以在水冷炉条的范围内附加地使用本发明,以便进一步提高使用寿命,或针对还要高的温度应用来构造燃烧炉排。
另外,本文中所使用的不定冠词“一个”并不排除,所涉及到的特征也可以是多个的。
Claims (15)
1.一种用于焚烧炉(60)的炉条(1),其具有
炉条基体(2),
至少在在运行中朝向燃烧室(62)的表面区域上覆盖所述炉条基体(2)的耐高温盖板(30),
其中,所述盖板(30)通过热绝缘材料(20,21)与所述炉条基体(2)分隔开,
其特征在于,
在所述炉条基体(2)的朝向所述盖板(30)的一面和/或在所述盖板(30)的朝向所述炉条基体(2)的一面设置具有环形壁的空腔(3),该空腔至少部分地填充有陶瓷纤维绝缘材料(20)。
2.如权利要求1所述的炉条,其特征在于,所述陶瓷纤维绝缘材料(20)包括陶瓷纤维绝缘垫(20)。
3.如权利要求1或2所述的炉条,其特征在于,所述空腔(3)的深度(t)以及所述陶瓷纤维绝缘材料(20)的层厚(d)选择为,使所述陶瓷纤维绝缘材料(20)在组装状态下在所述炉条基体(2)和所述盖板(30)之间没有被施加预应力,或者最多被施加特定程度的预应力。
4.如权利要求1到3中任一项所述的炉条,其特征在于,在所述炉条基体和所述盖板之间、所述空腔(3)旁边的区域中,设有绝缘水泥层(21)或绝缘粘结层。
5.如权利要求4所述的炉条,其特征在于,在所述炉条基体(2)和所述盖板(30)之间设有环形围绕所述空腔(3)的绝缘水泥层(21)或绝缘粘结层。
6.如前面任一项权利要求所述的炉条,其特征在于,所述空腔(3)至少延伸超过所述盖板(30)宽度(b)的80%,和/或至少超过所述盖板(30)长度(l)的60%。
7.一种用于焚烧炉(60)的炉条(1),特别是如权利要求1到6之一所述的炉条(1),具有炉条基体(2)和至少在在运行中朝向燃烧室(62)的表面区域(10)上覆盖所述炉条基体(2)的耐高温盖板(30),其特征在于,所述盖板(30)在所述炉条(1)的脚部区域(1F)、头部侧(1K)和上部区域(1S)覆盖所述炉条基体(2),以及所述盖板(30)构造为包括顶板(30a)和头部部件(30b)两件式的,其中,所述顶板(30a)和所述头部部件(30b)在位于所述头部侧(1K)并垂直于炉条纵向(R)延伸的分离位置(39)上彼此分开。
8.如前面任一项权利要求所述的炉条,其特征在于,所述盖板(30)与所述炉条基体(2)形状配合地连接。
9.如权利要求8所述的炉条,其特征在于,所述盖板(30)通过凹槽-弹簧连接和/或榫接合连接与所述炉条基体(2)相连接。
10.如前面任一项权利要求所述的炉条,其特征在于,在所述炉条基体(2)的朝向所述盖板(30)的一面和/或在所述盖板(30)的朝向所述炉条基体(2)的一面设置用于凹槽-弹簧连接和/或榫接合连接的凹槽(6,7),该凹槽从所述炉条(1)的第一纵向边缘(1L)开始垂直延伸到距离(s)所述炉条(1)的相对的第二纵向边缘(1G)处。
11.一种燃烧炉排(50),具有多个瓦状重叠设置的炉层(51,52,53),每个炉层分别具有多个平行设置的炉条(1),其特征在于,至少一部分所述炉条(1)是根据权利要求1到10中的任一项构造的炉条。
12.一种焚烧炉(60),特别是用于固体燃烧物焚烧设备的焚烧炉(60),具有燃烧室(62),该燃烧室在下部区域中具有如权利要求11所述的燃烧炉排(50)。
13.一种制造用于焚烧炉(60)的炉条(1)的方法,其中,制造炉条基体(2)以及至少在在运行中朝向燃烧室(62)的表面区域上覆盖该炉条基体的耐高温的盖板(30),其中,在将所述炉条基体(2)和所述盖板(30)组装在一起时,在所述盖板(30)和所述炉条基体(2)之间设有热绝缘材料(20,21),
其特征在于,
在制造所述炉条基体(2)时,在所述炉条基体(2)的朝向所述盖板(30)的一面中,和/或在制造所述盖板(30)时,在所述盖板的朝向所述炉条基体(2)的一面中设置空腔(3),以及
在将所述炉条基体(2)和所述盖板(30)组装在一起之前,对所述空腔(3)至少部分地填充陶瓷纤维绝缘材料(20)。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,在所述炉条基体(2)的朝向所述盖板(30)的一面和/或在所述盖板(30)的朝向所述炉条基体(2)的一面设置用于凹槽-弹簧连接和/或榫接合连接的凹槽(6,7),该凹槽从所述炉条(1)的第一纵向边缘(1L)开始垂直延伸到距离(s)所述炉条(1)的相对的第二纵向边缘(1G)处,以及在将所述盖板(30)安装到所述炉条基体(2)上时,从所述炉条(1)的第一纵向边缘(1L)将弹簧(33,34,37,38,40)移入所述凹槽(6,7)中。
15.一种制造用于焚烧炉(60)的炉条(1)的方法,特别是如权利要求13或14所述的方法,其中,制造炉条基体(2)以及至少在在运行中朝向燃烧室(62)的表面区域上覆盖该炉条基体的耐高温的盖板(30),其特征在于,将所述盖板(30)制造成具有顶板(30a)和头部部件(30b)的两件式的,其中,该顶板(30a)在上部区域(15)及在所述炉条(1)的头部侧(1K)直至垂直于炉条纵向(R)的在所述头部侧(1K)上延伸的分离位置(39)覆盖所述炉条基体(2),而所述头部部件(30b)从所述分离位置(39)开始在其余的头部侧(1K)和所述炉条(1)的脚部区域(1F)中覆盖炉条基体。
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