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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren
zur Förderung von Material aus einem Verbrennungskessel.
Die Erfindung findet insbesondere Verwendung bei Anlagen mit zumindest
einem Verbrennungskessel, bspw. Anlagen zur Verbrennung fossiler
Brennstoffe und/oder Abfallverbrennungsanlagen. Darüber
hinaus betrifft die Erfindung auch eine entsprechende Anlage mit
wenigstens einem Verbrennungskessel und einer unterhalb des Verbrennkessels
angeordneten Vorrichtung.
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Die
Förderung von Material betrifft dabei den Abtransport von
Schlacke, Asche bzw. von Verbrennungsrückständen,
die nachfolgend als „Material” bezeichnet werden.
Dabei ist es von besonderer Bedeutung, einerseits eine gezielte
Erstarrung bzw. Verfestigung der heißen, teilweise noch
schmelzförmigen Materialien zu erreichen, so dass insbesondere
eine Förderung bzw. Weiterverarbeitung dieser Materialien
nach Abzug aus dem Verbrennungskessel ermöglicht wird.
Darüber hinaus ist es auch wünschenswert, die
noch in dem heißen Material befindliche Energie zu nutzen
und damit den Gesamtwirkungsgrad der Anlage bzw. des Verbrennungskessels
zu verbessern.
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Nachdem
zunächst davon ausgegangen wurde, dass für eine
Förderung der heißen Materialien eine Abschreckung
im Wasserbad erforderlich ist, was als „Nassaustragung” bezeichnet
wird, haben sich seit den 90er Jahren auch so genannte trockene
Abzugssysteme durchgesetzt. Dabei wird das heiße Material
auf Förderbänder gelegt und auf diesen weiter
transportiert. Hierbei erfolgt ggf. eine Nachverbrennung bzw. eine
gezielte Abkühlung des heißen Materials, was zumindest
teilweise auch auf dem Förderband erfolgt. Die hierbei
zum Einsatz gelangenden Werkstoffe, insbesondere die des Förderbandes,
sind somit hohen Temperaturen, einer korrosiven Umgebung und/oder
hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt, denen sie standhalten
müssen. Die Förderbänder sind zudem gegenüber
der äußeren Umgebung in einem Gehäuse
gekapselt ausgeführt. Dazu weisen die Förderbänder
wenigstens ein Gehäuse auf, welches verhindert, dass noch bei
der Förderung des Materials entstehende Verbrennungsgase
ohne weiteres in die Umgebung austreten können. Zudem werden
die Verbrennungskessel mit einem leichten Unterdruck betrieben,
so dass die vom Material produzierten Verbrennungsgase durch einen
entsprechenden Sog hin zum Verbrennungskessel abgezogen werden.
Die so in den Kessel eingesaugten Verbrennungsgase sind zudem gleichzeitig
vorgewärmt, so dass neben der Ableitung unerwünschter
Verbrennungsgase der energetische Wirkungsgrad des Verbrennungskessels
hierdurch verbessert werden kann.
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Eine
energetisch brauchbare und hinsichtlich des Abkühlverhaltens
speziell eingerichtete Abzugsvorrichtung kann der
EP 0 471 055 B1 entnommen werden.
Dort wird klargestellt, dass es sinnvoll sei, das heiße
Material in zwei getrennten Kühlstufen mit einem zwischengelagerten
Zerkleinerungsschritt für das heiße Material abzukühlen.
Dabei soll insbesondere ein Kühlluftstrom nach dem Gegenstromprinzip verwirklicht
werden, der am Ende der zweiten Kühlstufe und am Ende der
ersten Kühlstufe bereitgestellt werden. Besondere Effekte
werden dort im Hinblick auf die Zerkleinerung des heißen
Materials sowie im Hinblick auf die Umschichtung erläutert,
so dass insgesamt auch ein effektiver Betrieb des Verbrennungskessels
ermöglicht sein soll.
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Bei
dieser Konstruktion ist jedoch zu berücksichtigen, dass
hierfür regelmäßig ein beachtlicher Bauraum
zur Verfügung stehen muss. Außerdem darf nicht
unberücksichtigt bleiben, dass gerade durch die Bereitstellung
der Zerkleinerungsstufe zwischen den beiden Kühlstufen
ein erhöhter apparativer Aufwand und im Hin blick auf die
Kopplung der Systeme besondere Anforderungen an die Dichtheit der
Systeme auch bei hohen thermischen und/oder dynamischen Wechselbeanspruchen
erforderlich sind.
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Hiervon
ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug
auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu
lösen. Insbesondere soll eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Förderung von Material aus einem Verbrennungskessel
angegeben werden, die einen besonders geringen Bauraumbedarf aufweist,
besonders langlebig ist und einen zuverlässigen Betrieb
bei gleichzeitig gutem energetischem Wirkungsgrad gewährleistet.
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Diese
Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung gemäß den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einem Verfahren gemäß Patentanspruch
10. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten
Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale
in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert
werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung
definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen
angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert
und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt werden.
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Vorliegend
wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Förderung von
Material aus einem Verbrennungskessel gelöst, die wenigstens
ein Gehäuse, wenigstens ein Förderband und wenigstens
eine Umlenkeinrichtung umfasst, wobei das Förderband das
Material zunächst so mit einer ersten horizontalen Richtungskomponente
fördert und nach Durchlaufen der Umlenkeinrichtung mit
wenigstens einer davon abweichenden zweiten horizontalen Richtungskomponente
fördert, wobei weiter das Material mit der ersten Richtungskomponente
außerhalb der Umlenkeinrich tung durch das Gehäuse
stets vom Material mit der zweiten Richtungskomponente getrennt
ist und die erste Richtungskomponente und die zweite Richtungskomponente
einen Winkel von 135° bis 180° aufspannen.
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Durch
den Abtransport des Materials zunächst in eine Hinrichtung
(erste Richtungskomponente) und danach in eine zumindest annähernd
entgegengesetzte Rückrichtung (zweite Richtungskomponente)
kann die Länge des Förderweges des Materials im
Gehäuse verlängert werden, und ohne dass gleichzeitig
der Bauraumbedarf der Vorrichtung in der Horizontale erheblich ansteigt.
Im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen kann bei gleicher Förderlänge
der Bauraumbedarf sogar erheblich reduziert werden. Mit dem Begriff „Richtungskomponente” soll auch
zum Ausdruck gebracht werden, dass hier ggf. (nur) die Projektionen
der tatsächlichen Förderrichtungen in der Horizontalen
betrachtet und miteinander verglichen werden, die Förderbänder
also ggf. auch noch eine vertikal Richtungskomponente (hinauf und/oder
hinunter) aufweisen können. Hierbei wird regelmäßig
nur der Bereich „außerhalb” der Umlenkeinrichtung
betrachtet, weil hier das Material ggf. ohne eine horizontale Richtungskomponente
gefördert werden kann (also z. B. nur in vertikaler Richtung).
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Die
Vorrichtung kann (bevorzugt) grundsätzlich so aufgebaut
sein, dass mehrere Förderbänder zum Einsatz kommen,
beispielsweise jeweils ein Förderband pro Richtungskomponente.
Allerdings kann auch eine Art Endlosförderband das Material
in verschiedenen vertikal übereinander liegenden Höhen und
unterschiedlichen horizontalen Richtungskomponenten transportieren.
Diese Förderbänder sind dann günstiger
weise vertikal übereinander angeordnet und weisen zueinander
zumindest eine teilweise Überdeckung in vertikaler Richtung
auf. Bei einer Rückführung des Materials mit einem
Winkel von 180° entspricht die zweite Richtungskomponente dann
beispielsweise genau der entgegengesetzten ersten Förderrichtung.
Bevorzugt ist also, dass der Winkel nahe bei 180° liegt,
also z. B. auch größer als 165°. Klar
ist auch, dass diese Winkel hier nur eine Drehrichtung betrachten,
diese Drehrichtung (rechts oder links) ausgehend von der ersten
Richtungskomponente jedoch frei wählbar ist.
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Im
Hinblick auf den hier angegebenen Winkelbereich ist auch anzumerken,
dass nach Möglichkeit eine nahezu vollständige
Richtungsumkehr erwünscht ist, so dass die Förderbänder
in der Horizontalen im Wesentlichen einen signifikant kleineren Stellplatz
benötigen als die Summe der Einzelstellplätze
für jeden Teilförderweg bzw. jeden Förderer. Dazu überdecken
sich die Förderbänder, sind also z. B. nach Art
von Etagen (teilweise) übereinander angeordnet, wobei dies
hier regelmäßig nicht (nur) für den Übergabebereich
bzw. den Bereich der Umlenkeinrichtung gilt.
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Zudem
ist auch regelmäßig nur ein, den gesamten Förderweg
ausbildendes Gehäuse vorgesehen. Das heißt mit
anderen Worten auch, dass alle Förderbänder in
einem einzelnen Gehäuse gekapselt angeordnet sind, wobei
diesen selbstverständlich auch mit einer Mehrzahl von Gehäuseteilen
zusammengesetzt sein kann. Insbesondere bildet das Gehäuse
für jedes Förderband eine separate Gehäusekammer
aus, so dass z. B. jedes Förderband von dem Gehäuse
umgeben ist. Demnach kann das Gehäuse z. B. eine mäanderförmige
Gestalt aufweisen, wobei sich in den horizontalen Abschnitten ein
Förderband und in den seitlichen Verbindungsabschnitten
eine Umlenkeinrichtung befindet.
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Vorteilhafterweise
ist das wenigstens eine Förderband in einem zentralen Bereich
einer Richtungskomponente überlappend angeordnet. Ganz besonders
bevorzugt ist also eine Vorrichtung zur Förderung von Material
aus einem Verbrennungskessel, bei der ein einzelnes Gehäuse,
mindestens zwei Förderbänder und wenigstens eine
Umlenkeinrichtung vorgesehen ist, wobei das erste Förderband das
Material zunächst so mit einer ersten horizontalen Richtungskomponente
fördert und nach Durchlaufen der Umlenkeinrichtung das
zweite Förderband das Material mit wenigstens einer davon
abweichenden zweiten horizontalen Richtungskomponente fördert
und die Förderbänden sich dabei in ihren zentralen
Bereichen überlappen. Mit dem „zentralen Bereich” ist
insbesondere ein Teilbereich des Förderbandes gemeint,
das den mittigen Teilbereich des Förderbandes erfasst,
also genau hier (auch) eine Überdeckung der Förderbänder
vorliegt. Hierbei können bspw. die Förderbänder überkreuzend
angeordnet sein, wobei eine Übergabe des Materials an den Enden
bspw. mittels Rutschen auf das nächste Förderband
erfolgt. Bevorzugt spannen die erste Richtungskomponente und die
zweite Richtungskomponente hier ebenfalls einen Winkel von 135° bis
180° auf.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass wenigstens zwischen der ersten Förderung mit der ersten
horizontalen Richtungskomponente und der zweiten Förderung
mit der zweiten horizontalen Richtungskomponente eine dritte Förderung
in vertikaler Richtung erfolgt. Die dritte Förderung erfolgt
dabei vorzugsweise im Wesentlichen in vertikaler Richtung, beispielsweise
durch trichterförmige Führungen oder im einfachsten
Falle im senkrecht freien Fall. Durch die dritte Förderung
kann bspw. ein Bandwechsel von einem ersten Förderband
zu einem zweiten Förderband erfolgen. Der Begriff „Förderung” wird
insbesondere für Teil des Förderweges des Materials
im Gehäuse verwendet.
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Ebenfalls
vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung von einem Gehäuse
umschlossen ist, welches wenigstens gezielt vorgesehene Einlass-
und Auslassöffnungen für die Kühlluft
umfasst und ansonsten die zur Führung von Luftmassen erforderliche
Dichtigkeit aufweist. Über die Einlassöffnung
kann in diesem Fall gezielt Frischluft in das Gehäuse eingesaugt werden
und an einer Auslassöffnung gezielt, bspw. an einen daran
angeschlossenen Verbrennungskessel abgegeben werden. Hierzu kann
etwa der im Verbrennungskessel herrschende Unterdruck genutzt werden.
Das übrige Gehäuse sollte im Wesentlichen luftdicht
ausgebildet sein, so dass keine unerwünschte Falschluft
in das Gehäuse eingesaugt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt,
dass die an der Einlassöffnung eingesaugten Luftmengen
das geförderte Material über eine gesamte Förderweglänge überstreicht
und somit eine vollständige Nachverbrennung einerseits
und eine besonders gute Vorwärmung der zum Verbrennungskessel
zuströmenden Luftmengen gewährleistet ist. Einlassöffnungen
für die Luft können z. B. nahe einem Endabschnitt
eines Förderbandes und/oder unterhalb eines Förderbandes
vorgesehen sein, wobei z. B. die unterhalb des Förderbandes
vorgesehenen Einlassöffnungen ggf. auch einem separaten
Kühlsystem für die Antriebselemente des Förderbandes
(Kette, Rollen, etc.) zuführbar sind.
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Bei
einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens
eine zusätzliche Kühlvorrichtung an der Vorrichtung
vorgesehen. Diese Kühlvorrichtung kann insbesondere Luft
oder Wasser zur Kühlung in das Gehäuse zuführen.
Vorteilhafterweise ist dazu vorgesehen, dass die Kühlvorrichtung
wenigstens einen Kühllufteinlass zur kontrollierten Zufuhr
von Kühlluft umfasst. Anstelle der Kühllufteinlässe
oder in Kombination dazu können aber auch Sprühdüsen
zur kontrollierten Zufuhr von Wasser als Kühlmedium eingesetzt
werden. Bei Bedarf kann so das zu fördernde Material durch
Luft oder Wasser gekühlt werden, um bspw. Beschädigungen
der Förderbänder, Umlenkeinrichtung und/oder sich
anschließender Fördereinrichtungen aufgrund zu
hoher Temperaturen zu vermeiden. Darüber hinaus kann über
die Kühllufteinlässe die Strömungsrichtung
der eintretenden Kühlluft gesteuert werden, so dass diese
an die besonders stark aufgeheizten Stellen in kontrollierte Weise
geleitet wird.
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Für
einen kontinuierlichen Betrieb ist es weiterhin vorteilhaft, wenn
in der Vorrichtung eine Zerkleinerungsvorrichtung im Verlauf der
Förderung vorgesehen ist. Diese Zerkleinerungsvorrichtung
kann vorzugsweise an oder in einer Umlenkein richtung angeordnet
sein und die Zerkleinerung von übergroßen Materialstücken
vorsehen. Hierzu können bspw. gegenläufig arbeitende
Brecherwalzen eingesetzt werden.
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Ein
anderer Vorteil lässt sich dadurch erzielen, dass die Umlenkeinrichtung
der Vorrichtung zur Veränderung einer Förderweglänge
ausgebildet ist. Die Förderweglänge ist dabei
die gesamte Weglänge, die ein Material von der am Verbrennungskessel befindlichen
Auslassöffnung bis hin zu der gegenüberliegenden
Einlassöffnung im Gehäuse zurücklegt. Bei
der Verwendung mehrerer Förderbänder kann diese
Förderweglänge variiert werden, wenn die Umlenkeinrichtung
so ausgebildet ist, dass sie beispielsweise das Material von einem
ersten Förderband unter Umgehung eines zweiten Förderbandes
direkt zu einem dritten vorgesehenen Förderband weiterleitet. Mittels
einer solchen Umlenkeinrichtung kann das Material wahlweise alle
drei Förderbänder durchlaufen oder alternativ
z. B. nur das erste und dritte Förderband. Weist das Material
etwa besonders hohe Temperaturen auf, so ist es sinnvoll, die Förderweglänge
zu verlängern und eine weitere Abkühlung des Materials
vorzunehmen. Im umgekehrten Fall kann bei geringer Last oder nicht
so heißem Material die Förderweglänge
reduziert und eines oder mehrere Förderbänder
außer Betrieb genommen werden, wodurch die Lebensdauer
der Förderbänder erhöht und die Instandhaltungskosten
gesenkt werden.
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Bei
einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
wird eine Anlage mit wenigstens einem Verbrennungskessel und einer
unterhalb des Verbrennungskessels angeordneten Vorrichtung vorgeschlagen,
die wenigstens ein Förderband und wenigstens eine Umlenkeinrichtung
umfasst, wobei die Vorrichtung in der zuvor genannten, erfindungsgemäßen
Weise ausgebildet ist. Bei einer solchen Ausgestaltung ist das Gehäuse
z. B. mit den Bodenöffnungen des Verbrennungskessels verbunden,
so dass das heiße Material von dort aus auf das erste Förderband
aufgegeben werden kann, wobei dazwischen Klappen und/oder Gitter angeordnet
sein können, um eine gezielte Aufgabe nach Größe
und/oder Menge erreicht wird. Damit kann insbesondere auch eine
Kühlluft-Strömung durch das Gehäuse mit
Hilfe eines mit Unterdruck arbeitenden Verbrennungskessels realisiert
werden. Nach der oben genannten Ausgestaltung der Vorrichtung können
folglich z. B. mehrere Förderbänder bzw. ein mäanderförmiger Förderweg
unterhalb des Verbrennungskessels beziehungsweise unterhalb der
Bodenöffnungen des Verbrennungskessels ausgebildet sein,
so dass eine lange Kühlstrecke auf besonders kleinem Bauraum verwirklicht
ist.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der Anlage ist wenigstens eine
Messeinrichtung am Gehäuse oder darin vorgesehen. Als Messeinrichtungen kommt
beispielsweise zumindest ein Sensor zur Ermittlung wenigstens eines
der folgenden Parameter im Inneren des Gehäuse in Betracht:
Temperatur, Feuchtigkeit, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Sauerstoff,
Wärmestrahlung oder Dichte des geförderten Materials.
Dabei können mehrere (unterschiedliche) Sensoren entlang
der Förderweglänge angeordnet sein. So kann etwa
bereits mit einer einzigen Temperaturmesseinrichtung bspw. an der
Einlassöffnung oder der Auslassöffnung ein Messwert
zur Bestimmung der erforderlichen Förderweglänge
erfasst werden.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Anlage so ausgebildet
ist, dass eine Steuerungseinrichtung, vorgesehen ist, die zumindest
mit der Messeinrichtung oder der Umlenkeinrichtung steuerungstechnisch
verbunden ist. Gegebenenfalls kann die Steuerungseinrichtung auch
auf beide Einrichtungen einwirken. In diesem Fall kann die Steuerungseinrichtung
bspw. aufgrund entsprechender Programmierung auf der Grundlage der
von der Messeinrichtung gelieferten Eingangsgröße
Steuerungsmaßnahmen an der Anlage ausführen. Eine
solche Steuerungsmaßnahme kann bspw. die Aktivierung oder
Ausrichtung der Umlenkeinrichtung darstellen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Abtransport eines
Materials aus einem Verbrennungskessel, auf das sich die Erfindung
ferner richtet, umfasst zumindest die folgenden Schritte:
- a) Erzeugen eines heißen Materials
durch Verbrennen eines Brennstoffes im Verbrennungskessel;
- b) Fördern des Materials mit einer ersten horizontalen
Richtungskomponente mit einem Förderband;
- c) mindestens einmaliges Umlenken des Materials mittels einer
Umlenkeinrichtung;
- d) Fördern des Materials mit einer zweiten horizontalen
Richtungskomponente mit einem Förderband, wobei das Material
nach Schritt b) vom Material nach Schritt 4 getrennt gehalten wird
und die horizontalen Richtungskomponenten so gewählt werden,
dass sie einen Winkel von 135° bis 180° aufspannen.
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Das
Verfahren lässt sich insbesondere auch mit der erfindungsgemäß beschriebenen
Vorrichtung, bzw. Anlage, realisieren, so dass hier ergänzend
auch auf die entsprechenden Erläuterungen hingewiesen wird.
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Gemeint
sind damit insbesondere die unmittelbar aufeinander folgenden horizontalen
Richtungskomponenten. Diese sind bspw. die Richtungskomponenten
von zwei aufeinander folgenden Förderbändern,
wobei hier die im Wesentlichen vertikale Förderung in der
Umlenkeinrichtung von einem Band zu einem weiteren Band unberücksichtigt
bleiben kann.
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Mit
diesem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich
besonders kompakte Anlagen betreiben, die extrem wenig Bauraum benötigen.
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Schließlich
ist bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens vorgesehen, dass die Anzahl der Umlenkungen mittels der
Umlenkvorrichtung in Abhängigkeit von wenigstens einer
Messgröße bestimmt und ausgeführt wird.
Die Messgröße stellt dabei insbesondere einen
Parameter des zu fördernden Materials und/oder der Umgebung
im Gehäuse dar, wie z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Kohlenmonoxid,
Kohlendioxid, Sauerstoff, Wärmestrahlung und/oder Dichte
des geförderten Materials.
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Die
Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand
der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen,
dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten
der Erfindung zeigen, auf diese jedoch nicht beschränkt
ist. In der Zeichnung zeigt schematisch:
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1:
eine Seitenansicht einer ersten erfindungsgemäßen
Anlage;
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2:
eine Seitenansicht einer zweiten erfindungsgemäßen
Anlage;
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3:
eine Seitenansicht einer dritten erfindungsgemäßen
Anlage;
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4:
eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Anlage
nach 1; und
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5:
eine Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Anlage.
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In 1 ist
eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung 1 in einer seitlichen schematischen Ansicht
dargestellt. Die Vorrichtung 1 ist unterhalb eines Verbrennungskessels 2 angeordnet,
in dem ein Brennstoff, bspw. Abfälle und/oder ein fossiler
Brennstoff wie Kohle, verbrannt wird. Die Vorrichtung 1 bildet
zusammen mit dem Verbrennungskessel 2 eine Anlage 3,
die dazu geeignet ist, einen Brennstoff zunächst zu verbrennen
und danach abzutransportieren, und das dabei entstehende Material 5 in
einem Behälter 4 anzusammeln. Die in 1 gezeigte
Vorrichtung 1 besteht aus einem ersten Förderband 6 und
einem zweiten Förderband 7 sowie einer Umlenkeinrichtung 8.
Das an der Unterseite (über Bodenöffnungen) des Verbrennungskessels 2 austretende
Material 5 gelangt über eine Auslassöffnung 9 auf
das erste Förderband 6. Von dort wird es in Richtung
des ersten Pfeils 10 über das erste Förderband 6 in
Richtung der Umlenkeinrichtung 8 geführt. Bei
der gezeigten Vorrichtung 1 ist die Umlenkeinrichtung 8 besonders
einfach durch einen Fallschacht ausgebildet. Nachdem das Material
auf dem Förderband 6 zunächst mit einer
ersten horizontalen Richtungskomponente 11 gefördert
worden ist, wird sie danach auf dem zweiten Förderband 7 in
Richtung des zweiten Pfeils 12 mit einer zweiten horizontalen
Richtungskomponente 13 gefördert. Während
die erste horizontale Richtungskomponente 11 in der 1 sowohl
in dem horizontalen Abschnitt des Förderbandes 1 als
auch in dem geneigten Abschnitt nach rechts weist, ist die zweite horizontale
Richtungskomponente 13 in dieser Figur nach links gerichtet
(also mit einem Winkel von 180° entgegengesetzt). In der
Umlenkeinrichtung 8 wird das Material 5 zusätzlich
noch mit einer vertikalen Richtungskomponente 14 entsprechend
dem dritten Pfeil 15 gefördert.
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Die
Summe der Förderlängen des ersten Förderbandes 6,
des zweiten Förderbandes 7 und der Fallhöhe
in der Umlenkeinrichtung 8 ergeben eine Förderweglänge.
Die Förderung entlang dieser Förderweglänge
kann mittels einem einzigen Förderband oder mehreren separaten
Förderbändern erfolgen. Bei dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist die Förderung des Materials 5 über
die Förderweglänge mittels drei Förderungen
realisiert. Die erste Förderung 16 erfolgt mit
dem ersten Förderband 6. Die zweite Förderung 17 erfolgt
mit dem zweiten Förderband 7. Die dritte Förderung 18 bildet schließlich
die mit vertikaler Richtungskomponente 14 erfolgende Förderung
innerhalb der Umlenkeinrichtung 8. Wäh rend der
Förderung des Materials 5 entlang der Förderweglänge
von der Auslassöffnung 9 hin zur Einlassöffnung 19 in
dem Gehäuse, wird diese von Luft überströmt,
die in Richtung der vierten strichpunktierten Pfeile 20 von
der Einlassöffnung 19 in Richtung des Verbrennungskessels 2 strömt.
Hierbei sorgt die Frischluft für ausreichend Sauerstoff,
um eine Nachverbrennung des im Material 5 vorhandenen restlichen
Brennstoffes zu bewerkstelligen. Andererseits wird die vom Material 5 abgegebene
Energie dazu genutzt, um die aufgrund von Unterdruck im Verbrennungskessel 2 angesaugte
Luft vor dem Einströmen in den Verbrennungskessel 2 vorzuwärmen.
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Zur Überwachung
der Vorrichtung 1 ist eine Messeinrichtung 21 vorgesehen,
die über eine Messleitung 22 mit einer Steuerungseinrichtung 23 verbunden
ist. Bei der gezeigten einfachen Ausführungsform ist die
Messeinrichtung 21 als Temperatursensor ausgebildet, der
nahe der Auslassöffnung 9 angeordnet ist. Mit
der gezeigten Steuerungseinrichtung 23 kann mm die Temperatur
nahe der Auslassöffnung 9 überwacht werden,
um zu vermeiden, dass innerhalb eines Gehäuses 24 zu
hohe Temperaturen auftreten, welche die Förderbänder 6, 7 beschädigen würden.
Treten bspw. zu hohe Temperaturen auf, so kann über eine
Kühlvorrichtung 25 in gezielter Weise kühle
Außenluft in Richtung der fünften Pfeile 26 in das
Gehäuse 24 eingeleitet werden, um die darin befindlichen
Förderbänder 6, 7 zu kühlen.
Hierzu sind Kühllufteinlässe 27 vorgesehen,
die einzeln oder gemeinsam betätigbar sind.
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Durch
die in der 1 dargestellte Realisierung
des Abtransportes des Materials 5 in wenigstens zwei in
vertikaler Richtung übereinander liegenden Höhen
ist es möglich, eine Vorrichtung 1 bzw. eine Anlage 3 zu
schaffen, die besonders geringe räumliche Abmaße
aufweist. Trotz der geringen Abmessungen kann jedoch gleichzeitig
eine ausreichend große Förderweglänge
bereitgestellt werden, um eine Abkühlung des Materials 5 und
eine ausreichende Aufwärmung der zuströ menden
Luftmengen zu gewährleisten. Die in vertikaler Richtung
zumindest teilweise angeordneten Förderbänder 6, 7 sind bei
diesem Ausführungsbeispiel mit genau entgegengesetzt gerichteten
Richtungskomponenten versehen, die somit einen Winkel von 180° auf.
Alternativ können aber auch bei anderen Winkelanordnungen, die
zwischen 90° und 180° liegen (wenn eine Überlappung
der einzelnen Förderungen im zentralen Bereich vorgesehen
ist), die hier angegebenen Vorteile erreicht werden. Insbesondere
vorteilhaft wird es dabei, wenn der Winkel größer
als 135° wird, da sich hierbei dann signifikante Überlappungen
ergeben.
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In 2 ist
eine weitere Ausführungsform einer Anlage dargestellt.
Die dort gezeigte Anlage 3 weist wiederum einen Verbrennungskessel 2 auf,
unter dem die Vorrichtung 1 angeordnet ist. Neben dem ersten
Förderband 6 und dem zweiten Förderband 7 verfügt
diese Vorrichtung 1 zusätzlich über ein
drittes Förderband 28. Hierdurch wird die gesamte
Förderweglänge nochmals verlängert. Die
Kühllufteinlässe 27 sind bei dieser Anlage über
eine zweite Leitung 29 mit der Steuerungseinrichtung 23 verbunden,
so dass sie im Bedarfsfall ein Öffnen bzw. Schließen
der Kühllufteinlässe 27 veranlassen kann.
Darüber hinaus ist die Steuerungseinrichtung 23 über
Messleitungen 22 mit weiteren Messeinrichtungen 21 verbunden,
die im Bereich des zweiten Förderbandes 7 und
des dritten Förderbandes 28 angeordnet sind. Neben
der Temperatur können diese Messeinrichtungen auch Parameter
wie bspw. die relative Luftfeuchtigkeit oder den Gehalt an Kohlenmonoxid,
Kohlendioxid oder Sauerstoff erfassen. Die Messeinrichtungen 21 können
dabei bspw. im Bereich der Einlassöffnung 19,
der Auslassöffnung oder entlang der Förderweglänge
angeordnet sein. Weiterhin weist die in 2 gezeigte
Vorrichtung 1 eine zweite Umlenkeinrichtung 30 auf,
an der das Material 5 vom zweiten Förderband 7 auf
das dritte Förderband 28 übergeben wird.
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Zusätzlich
ist bei dieser Anlage 3 noch im Bereich der ersten Umlenkeinrichtung 8 eine
Zerkleinerungseinrichtung 31 vorgesehen, die aus zwei gegenläufig
beweg ten Walzen besteht (hier kann ggf. auch eine Einwalze arbeiten
oder ein beliebiger anderer Zertrümmerer). Die Zerkleinerungseinrichtung 31 kann
bei Bedarf, z. B. bei einem sich verringernden Luftstrom, von der
Steuerungseinrichtung 23 über eine Steuerleitung 29 in
Betrieb gesetzt werden oder von dieser außer Betrieb genommen
werden. Auch bei dieser Anlage 3 ist der Vorteil der besonders geringen
Baugröße bei sehr langer Förderweglänge für
den Abtransport des Materials 5 verwirklicht. Dieser Vorteil
wird durch die übereinander liegende Anordnung der Förderungen 16, 17, 35 erreicht,
wobei diese in vertikaler Richtung gesehen eine Überdeckung
von mindestens 30%, vorzugsweise aber von mindestens 50 bis 70%
der in die Horizontale projizierten Fläche der Förderbänder
aufweisen.
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In 3 ist
eine dritte Variante einer Anlage dargestellt, bei der wiederum
unterhalb des Verbrennungskessels 2 die gesamte Vorrichtung 1 angeordnet
ist. Die hier gezeigte Vorrichtung 1 weist ein erstes Förderband 6,
ein zweites Förderband 7 und ein drittes Förderband 28 auf
sowie die erste Umlenkeinrichtung 8 und die zweite Umlenkeinrichtung 30.
Bei dieser Anlage 3 ist die Umlenkeinrichtung 8 so
gestaltet, dass sie das Material 5 wahlweise auf das zweite
Förderband 7 oder direkt auf das dritte Förderband 28 umlenken
kann. Hierzu sind bewegliche Umlenkmittel 32 vorgesehen,
die wahlweise in die mit der durchgezogenen Linie gezeigte Stellung
oder in die gestrichelt dargestellte Stellung verbindbar sind. Vorzugsweise
wird die Stellung der Umlenkmittel 32 über die
Steuerungseinrichtung 23 bestimmt und veranlasst. Die Umlenkmittel 32 können
dazu bspw. motorisch angetrieben sein, wobei die vorzugsweise als Elektromotoren
ausgebildeten Motoren steuerungstechnisch über die Steuerungsleitung 29 mit
der Steuerungseinrichtung 23 verbunden sind. Wird in diesem
Fall über die Messeinrichtung 21 bspw. eine besonders
niedrige Temperatur des Materials 5 im Bereich der Auslassöffnung 9 gemessen,
so kann das Material 5 während des Durchlaufens
der Umlenkeinrichtung 8 unmittelbar auf das dritte Förderband 28 umgelenkt
werden, da keine starke nachträgliche Abkühlung
mehr erforderlich ist. Umgekehrt kann bei sehr hohen Temperaturen
die Förderweglänge des Materials 5 durch
Hinzunahme des zweiten Förderbandes 7 und der
zweiten Umlenkeinrichtung 30 erheblich verlängert
werden, um somit eine deutlich bessere Abkühlung des Materials 5 zu
erzielen.
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Zusätzlich
kann unabhängig davon auch die Kühlvorrichtung 25 aktiviert
werden, wobei diese neben der Zuleitung von Luft auch das Einleiten
von Wasser bzw. Wasserdampf zur Kühlung umfassen kann.
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In 4 ist
nun eine Draufsicht auf die Anlage 3 nach 1 dargestellt.
Unterhalb des Verbrennungskessels 2 ist das Gehäuse 24 der
Vorrichtung 1 erkennbar. Der mit einer Volllinie gezeigte
erste Pfeil 10 gibt dabei die erste horizontale Richtungskomponente 11 an,
während der zweite Pfeil 12, der punktiert dargestellt
ist, die zweite horizontale Richtungskomponente 13 angibt.
Links findet sich der Behälter 4 mit dem darin
angesammelten Material 5, welches vom zweiten Förderband 7 dorthin
abgegeben wird.
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Im
unteren Teil der 4 sind die beiden Pfeile 10 und 12 nochmals
unmittelbar aneinandergrenzend dargestellt. Dort ist gut zu erkennen,
dass beide Pfeile 10 und 12 einen Winkel α aufspannen, der
180° beträgt. Wichtig hierbei ist, dass die beiden aufeinander
folgenden horizontalen Richtungskomponenten zu betrachten sind.
Eine ggf. dazwischen vorgenommene vertikale Förderung ist
nicht zu berücksichtigen, solange diese keine wesentliche
horizontale Richtungskomponente (z. B. über eine Erstreckung
größer ca. 1 m) umfasst. Bei dieser Ausführungsform
nach 4 ist auch gut erkennbar, dass das erste Förderband 6 das
darunter liegende zweite Förderband 7 in vertikaler
Richtung gesehen zu praktisch 100% überdeckt. Grundsätzlich
ist dabei zu verstehen, dass je größer der Grad
der Überdeckung ist, desto geringer der horizontale Bauraumbedarf
der Anlage 3 ist.
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Bei
der Ausführungsform der Anlage 3 nach 5 wird
das Material 5 aus dem Verbrennungskessel 2 über
ein erstes Förderband 6, ein zweites Förderband 7 und
ein drittes Förderband 28 zum Behälter 4 abtransportiert.
Zwischen den horizontalen Richtungskomponenten 11 und 13 bzw. 13 und 34 sind
die Winkel α bzw. β aufgespannt. Bei der gezeigten
Ausführungsform betragen beide Winkel α und β annähernd
135°. In der Draufsicht ist auch wiederum erkennbar, dass
die Anlage 3 trotz der großen Förderweglänge
nur einen relativ geringen Bedarf an Grundfläche aufweist,
der zudem mit ansteigenden Winkeln α bzw. β sich
verringert. Bei dieser Ausführungsform sind zudem in vertikaler
Richtung Überdeckungsgrade von 10 bis 20% zwischen den
Gehäuseabschnitten der Förderbänder 6, 7 und 28 realisiert,
die als Untergrenze angesehen werden.
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Im Übrigen
ist die vorliegende Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Stattdessen sind vielmehr zahlreiche Abwandlungen
der Erfindung im Rahmen der Patentansprüche möglich.
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Verbrennungskessel
- 3
- Anlage
- 4
- Behälter
- 5
- Material
- 6
- erstes
Förderband
- 7
- zweites
Förderband
- 8
- Umlenkeinrichtung
- 9
- Auslassöffnung
- 10
- erster
Pfeil
- 11
- erste
horizontale Richtungskomponente
- 12
- zweiter
Pfeil
- 13
- zweite
horizontale Richtungskomponente
- 14
- vertikale
Richtungskomponente
- 15
- dritter
Pfeil
- 16
- erste
Förderung
- 17
- zweite
Förderung
- 18
- dritte
Förderung
- 19
- Einlassöffnung
- 20
- vierter
Pfeil
- 21
- Messeinrichtung
- 22
- Messleitung
- 23
- Steuerungseinrichtung
- 24
- Gehäuse
- 25
- Kühlvorrichtung
- 26
- fünfter
Pfeil
- 27
- Kühllufteinlass
- 28
- drittes
Förderband
- 29
- Steuerleitung
- 30
- zweite
Umlenkeinrichtung
- 31
- Zerkleinerungseinrichtung
- 32
- Umlenkmittel
- 33
- sechster
Pfeil
- 34
- dritte
horizontale Richtungskomponente
- 35
- vierte
Förderung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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