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Feuerung mit Walzenrost für feste Brennstoffe mit kontinuierlicher
Brennstoffzufuhr Die Erfindung betrifft eine Feuerung für feste Brennstoffe mit
kontinuierlicher Brennstoffzufuhr zu mindestens einem von seitlichen Rosten umschlossenen
schachtförmigen Verbrennungsraum, an dessen Unterseite ein aus einem Paar gegenläufiger
Walzen bestehender Walzenrost angeordnet ist, wobei die Brennstoffzufuhr zweckmäßig
in Abhängigkeit vom Luftbedarf regelbar ist. Die bekannten Walzenroste sind zur
Gänze im unteren Teil der Verbrennungszone untergebracht. Sie haben die Aufgabe,
als Schlackenbrecher zu wirken und zur Schlackenabfuhr zu dienen.
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Bei den meisten Feuerungen wird nach der Entschlackung des Feuerbettes
das verbliebene Restglutbett bei Beschickung mit frischem Brennstoff von diesem
teilweise oder ganz zugedeckt und dadurch die Zweitluftverbrennung oder Schwebegasfeuerung
durch Zufuhr von Zweitluft über dem Feuerbett unterbunden. Obwohl der frische Brennstoff
`söfört zu gasen beginnt, wenn er auf dem Restglutbett - zu liegen kommt, strömen
die Heizgase unverbrannt in den Schornstein, weil die Schwebegase im Feuerraum des
Wärmeerzeugers vom Glutbett aus nicht zur Zündung gebracht werden können. Die Nachverbrennung
der Heizgase kann im Feuerraum erst dann einsetzen, bis die frische Brennstoffschicht
auf dem Restglutbett ebenfalls glüht und die Schwebegase im Feuerraum durch einen
Feuergasstrom aus dem Feuerbett gezündet werden. Erst dann ist die erforderliche
Zündtemperatur von etwa 650° C im- Feuerraum vorhanden. Dieser Übelstand ist um
so größer, je Weiter entfernt von der Feuerstromaustrittsstelle des Feuerbettes
die Zweitlufteinblasung erfolgt: Die Erfindung zielt darauf ab; die Schwebegase
über dem Feuerbett eine= Feuerung für feste Brenn= stoffe vollständig und fortlaufend
zu verbrennen. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die oberen, der
Verbrennungszone zugewandten Scheitel der Walzen im Bereich der unteren Enden der
seitlichen Röste des schachtförmigen Verbrennungsraumes liegen, um oberhalb der
Einzugsstelle der Walzen in der Brennstöffoberfläche eine von der kontinuierlichen
Brennstoffzufuhr freie Glutmulde zu biIden, und daß über dem Glutbett eine Einrichtung
zumEinblasen von Zweitluft gegen die Glutmulde vorgesehen ist. Auf diese Weise wird
der Boden der Verbrennungszone von zwei nach abwärts laufenden bogenförmigen Bahnen
gebildet, so daß Schlacke und Asche an der Einzugsstelle der Walzen rascher abgeführt
werden als an den Randzonen und eine Muldenbildung in der Brennstoffoberfläche über
der Einzugsstelle der Walzen entsteht. Es wird also auf der Oberfläche des Feuerbettes
eine dauernde Feuermulde gebildet, aus der ununterbrochen ein Feuergasstrom herausströmt
trotz der dauernden Zuführung frischen Brennstoffes, weil die Feuermulde durch den
frischen Brennstoff nicht zugedeckt werden kann. Die Intensität bzw. die Dichte
des Feuergasstromes (Wärmestromgradient) wird erfindungsgemäß durch die Erstluftzuführung
einerseits durch die seitlichen Roste und anderseits durch die Walzen selbst erreicht.
Auf diese Weise wird eine vollständige und fortlaufende gleichmäßige Verbrennung
der Schwebegase im Feuerraum oberhalb des Feuerbettes erzielt, womit der eingangs
angeführte Nachteil der Abströmung unverbrannter Schwebegase beseitigt wird. Bei
den erwähnten bekannten "Walzenrosten kann es zu keiner Muldenbildung im Feuerbett
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: -Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstandes dar, und zwar zeigt Abb. 1 die Feuerung mit einseitiger
Brennstoffzufuhr, Abb. 2 die Feuerung .mit beidseitiger Brennstoffzufuhr in vereinfachter
Darstellung, Abb. 3 einen Längsschnitt durch die von den seitlichen Rostplatten
und dem Walzenrost begrenzte Verbrennungszone, Abb.4 und 5 Ausführungsformen von
Roststegen im Querschnitt, Abb: 6 und 7 einen Ouerschnitt bzw. eine Ansicht einer
Walze des Walzenrostes und
Abb. 8 eine bevorzugte Ausbildung des
Walzenrostes in vereinfachter Darstellung.
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Der Brennstoff, z. B. Braunkohle, befindet sich nach Abb. 1 in einem
Bunker 1, aus dem er auf einer schiefen Bahn 2 infolge seines Eigengewichtes abrutscht
und unmittelbar in den Feuerungsraum 3 gelangt. Die Verbrennungszone 4 der Feuerung
ist allseitig von roten umschlossen. Die Rostfläche 5 schließt an die schiefe Bahn
2 bzw. Vergasungsplatten an, während die anderen Rostflächen so wie der Rost 6 an
die Wände des Feuerraumes 3 anschließen. Die Verbrennungsluft wird den Röstöffnungen
7 durch den Ventilator 8 zugeführt.
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Die Verbrennungszone ist an ihrer unteren oder Bodenseite durch eine
aus zwei Zahnwalzen gebildete Entschlackungsmühle 9 abgeschlossen. Die Entschlakkungsmühle
ist über hegelrädergetriebe 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 Abhängigkeit vom Abbrand stattfindet, so daß der frische
Brennstoff ebenfalls dauernd entsprechend dein Abbrand nachrutscht.
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Die Menge der Verbrennungsluft, welche sich nach dem Wärmebedarf richtet,
kann dadurch geregelt 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 Heizung eines Gebäudes sich beispielsweise nach der jeweiligen
Außentemperatur richten, so wird der Ventilator von einem die Außentemperatur messenden
Gerät gesteuert. So z. B. wird bei sinkender Außentemperatur, also bei einem größeren
Wärmebedarf, der Ventilator auf höhere Umdrehungen gebracht und der Kesselfeuerung
eine größere Luftmenge zugeführt. Gleichzeitig wird durch die Verbindung des Ventilators
mit den Regeleinrichtungen 13' für die Brennstoffzufuhr und die Entschlackungsmühle
9 der Brenristofffluß der eingeblasenen Luftmenge angepaßt. Die Verbindung zwischen
dem Ventilator und den Regeleinrichtungen 12 für die Brennstoffzufuhr bzw. die Entschlackungsmühle
kann außer mechanisch, z. B. mittels Welle 10'
und entsprechenden Übersetzungsgetrieben
10, auch elektrisch erfolgen, wenn für den Antrieb der Regeleinrichtungen bzw. der
Entschlackungsmühle eigene Antriebsmotoren vorgesehen sind, die über den Ventilatormotor
gesteuert werden. Es können diese Regeleinrichtungen bzw. Motoren auch unmittelbar
von der nach dem Wärmebedarf sich einstellenden Steuereinrichtung, wie Druck- und
Temperaturanzeiger, gesteuert werden, welche gleichzeitig auch die Steuerung der
Verbrennungsluft besorgen.
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Nach Abb. 2 wird der Brennstoff von beiden Seiten der Feuerung zugeführt,
daher sind auch zwei Verbrennungszonen 13, 14 vorhanden, welche von den Rostkörben
15 und 16 gebildet werden, die wieder durch Entschlackungsmühlen 17, 18 abgeschlossen
sind. Die Steuerung des Antriebes dieser Mühlen erfolgt durch einen Ventilator 19
bzw. seinen Motor 20, dessen Leistung wieder durch eine Steuereinrichtung 21 regelbar
ist. Die Entschlackungsmühlen werden über eine gemeinsame Welle 22 von einem eigenen
Motor 23 angetrieben, der über den Ventilatormotor oder über die Steuereinrichtung
direkt steuerbar ist.
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Da bei der Verbrennung fester Brennstoffe in einer Glutschicht die
festen Kohlenbestandteile allgemein nicht vollständig zu CO2 verbrennen,
sondern noch ein Teil C O mit dem Wärmestrom aus dem Glutbett in den Feuerraum strömt,
ist es notwendig, über der Glutschichtoberfläche Zweitluft zuzuführen, um auch das
restliche C O zu CO, zu verbrennen. Durch die kontinuierl;che Arbeitsweise
gemäß der Erfindung wird-am Eintritt der Verbrennungszone eine muldenförmige freie
Brennstoffoberfläche gebildet, durch die der Wärmestrom in den Feuerraum strömt,
ohne daß der nachrutschende frische Brennstoff auf der Vergasungsplatte wesentlich
mit dem Wärmestrom in Berührung kommt. Über der gebildeten :Dulde der Brennstoffoberfläche
am Verbrennungszoneneintritt wird die zur vollständigen Verbrennung der Feuergase
erforderliche Zweitluft durch eine Regeleinrichtung eingeblasen, z. B. ein Rohr
23', das in Abb. 1 gestrichelt eingezeichnet ist, -oder einen Hohlkörper 24 nach
Abb. 2, der im freien Feuerraum zwischen den Rostkörben angeordnet ist und bei dem
die Größe oder Anzahl der Luftdüsen geregelt werden kann. Zweckmäßig werden die
Luftdüsen seitlich am Hohlkörper angeordnet, um eine Luftwirbelbildung zur Mitte
des Feuerraumes zu erwirken. Um die Anzahl bzw. Anordnung der Luftdüsen verändern
zu können, kann der Hohlkörper auch auswechselbar sein. Die Zuführung der Zweitluft
wird zweckmäßig in Abhängigkeit von der Verbrennungsluft gesteuert, also bei Zunahme
der Verbrennungsluft auch die Zweitluftmenge vergrößert, und umgekehrt.
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Da eine selbsttätige Feuerung gemäß der Erfindung vorteilhaft einen
offenen Vorratsbehälter für die selbsttätige Brennstofförderung vom Brennstofflager
in den Vorratsbehälter aufweisen soll, ein offener Vorratsbehälter, der mit dem
Feuerraum direkt verbunden ist, aber die Gefahr in sich birgt, daß leicht zündbare
Brennstoffe einen Bunkerbrand verursachen können, werden zweckmäßig eine Signalanlage
und eine S icherungseinrichtunggegenBunkerbrände vorgesehen.
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Nach Abb. 3 sind die Stege 32 der seitlichen, die Verbrennungszone
4 umschließenden Roste 31 in Rahmen 33 quer zur Brennstoffrichtung (Pfeil 35) angeordnet.
Die zwischen den Stegen befindlichen Rostschlitze 36 werden von den Flächen 37,
38 benachbarter Stege begrenzt. Diese Flächen verlaufen in Richtung der Verbrennungszone
konvergierend, und zwar schräg nach aufwärts. Die Flächen können gekrümmt (37',
38' in Abb. 4) oder eben (37", 38" in Abb. 5) sein. Gemäß der Erfindung können die
Stegquerschnitte trapezförmig ausgebildet sein, wobei die schrägen Begrenzungsflächen
der anschließenden Schlitze in Richtung der Verbrennungszone divergieren und somit
die größeren Parallelflächen 39 die Verbrennungszone begrenzen. Die Erstluft wird
durch die Schlitze, die wegen der in der Strömungsrichtung stetig kleiner werdenden
Durchtrittsquerschnitte wie Düsen wirken, der Verbrennungszone zugeführt. Da die
Abstände der Stege voneinander vom oberen Teil der Verbrennungszone zum unteren
sich stetig vergrößern (Abb.3), wird den unteren Schichten der Verbrennungszone
mehr Luft zugeleitet als den oberen. Es können, wie Abb. 3 zeigt, die unteren Rostschlitze
steiler ansteigen als die oberen.
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Eine Ausbildung der Walzen des die Verbrennungszone abschließenden
Walzenrostes 40 (Abb. 3) ist in den Abb. 6 und 7 dargestellt. Die Walzen
weisen zwei stirnseitige Scheiben 41 auf, auf deren Umfängen achsparallel zahnförmige
Roststege 42 im Abstand voneinander angeordnet sind, so daß zwischen den Stegen
untereinander in Verbindung stehende Schlitze 43 entstehen und Luft von der freien
Walzenfläche zur Verbrennungszone strömen kann.
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In Abb. 8 ist der Walzenrost von Walzensegmenten 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
54,55 drehbar und werden durch einen Kurbeltrieb 56 betätigt, der an einem
der Segmente 53 angreift und über ein Getriebe das andere Segment im gegenläufigen
Sinne dreht.
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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 erfaßt und zwischen den Segmenten 53
zerkleinert und abgeführt werden.
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Es können die Walzensegmente 53 auch auf einem Walzengrundkörper,
der gestrichelt dargestellt und mit 59 bezeichnet ist, angeordnet sein. Ohne diesen
Grundkörper haben die Segmente aber den Vorteil, daß sie (durch Verdrehen in die
gestrichelte Stellung) die Unterseite der Feuerung freigeben. 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.