-
Feuerung für durch Schwerkraft aus einem Fülltrichter zugeführte feste
Brennstoffe Es sind Feuerungen bekannt, die ein oberes, aus einem Füllschacht gespeistes
Brennstoffbett aufweisen, das auf einer luftundurchlässigen, schrägen Abrutschplatte
aufliegt und durch eine natürliche Böschung begrenzt ist; unterhalb dieses oberen
Brennstoffbettes befindet sich ein unteres Brennstoffbett, das aus dem oberen Brennstoffbett
gespeist wird und durch eine der ersten Böschung entgegengesetzt verlaufende natürliche
Böschung begrenzt ist. Dieses untere Brennstoffbett liegt auf einem Rost auf. Die
obere Abrutschfläche ist dachartig ausgebildet, so daß insgesamt zwei obere und
zwei untere Brennstoffbetten, d. h. also auch zwei Roste für die beiden unteren
Brennstoffbetten, vorhanden sind. Zwischen diesen beiden Rosten ist ein Zwischenraum
frei gelassen, durch den bei verschlackter Rostfläche die Verbrennungsluft von der
Seite her in das untere Brennstoffbett eintreten soll. Durch diese Öffnung soll
auch die Schlacke in den Aschenraum befördert werden.
-
Wenn man eine solche Feuerung mit einem Schlackendrücker versehen
will, so ist es äußerst wichtig, dafür zu sorgen, daß der Schlackendrücker möglichst
wenig unverbrannten oder nur teilverbrannten Brennstoff in den Aschenraum befördert.
Würde man bei einer bekannten Feuerung der geschilderten Art einen der üblichen
Schlackendrücker vorsehen, der im wesentlichen aus einer verhältnismäßig flachen,
über der Rostplatte hin- und herbeweglichen Platte besteht, so würde diese Bedingung
keinesfalls eingehalten werden können.
-
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer mit selbsttätiger Speisung
durch Schwerkraft arbeitenden und zusätzlich mit einem Schlackendrücker versehenen
Feuerung, bei der praktisch kein unverbrannter oder nur teilverbrannter Brennstoff
in den Aschenraum gelangen kann.
-
Gemäß der Erfindung ist der Träger des unteren Brennstoffbettes als
undurchlässige Platte oder aber als Rost mit nur sehr geringem freiem Querschnitt
ausgebildet, so daß der weitaus überwiegende Teil der Erstverbrennungsluft dauernd
durch die Böschung des unteren Brennstoffbettes strömt; auf diesem Träger des unteren
Brennstoffbettes ist ferner ein an sich bekannter, in Richtung auf dessen Böschung
arbeitender Schlackendrücker vorgesehen, dessen Höhe mindestens gleich der halben
Höhe des unteren Brennstoffbettes ist. Der Träger des unteren Brennstoffbettes kann
entweder etwa horizontal oder aber auch in Richtung auf die Böschung des unteren
Brennstoffbettes ansteigend verlaufen.
-
Dadurch, daß der Träger des unteren Brennstoffbettes entweder völlig
luftundurchlässig oder aber nur mit sehr geringem freiem Querschnitt ausgebildet
ist, so daß allenfalls feine Aschenteilchen durch diesen Rost hindurchfallen können,
findet die Verbrennung und somit die Schlacken- und Aschebildung praktisch ausschließlich
an der Böschung des unteren Brennstoffbettes statt, und zwar ausgehend von der gesamten
Oberfläche dieser Böschung nach hinten hin, d. h. zum Schlackendrücker hin, und
allenfalls etwas nach oben, in Richtung auf das untere Ende der Auflageplatte des
oberen Brennstoffbettes.
-
Bei Betätigung des Schlackendrückers in seiner Ausstoßrichtung wird
infolge seiner in bezug auf die Höhe des unteren Brennstoffbettes verhältnismäßig
großen Höhe die hinter der Schlacken- und Ascheschicht befindliche brennende Brennstoffschicht
und die hinter dieser befindliche, vorgewärmte Brennstoffschicht zwischen dem Schlackendrücker
und der Schlacken- und Ascheschicht etwas zusammengedrückt, und sodann werden die
Schlacken- und Ascheschicht durch den Schlackendrücker als Ganzes über den Rand
des Trägers des unteren Brennstoffbettes geschoben und in den Ascheraum befördert.
An die Stelle der auf diese Weise abgeworfenen Schlacken-und Ascheschicht tritt
die dahinter befindliche brennende Brennstoffschicht, welche die neue Böschung des
unteren Brennstoffbettes bildet, hinter der sich die bereits erwähnte vorgewärmte
Brennstoffschicht befindet, die infolge ihrer Vorwärmung leicht zündet.
-
Sobald nun der Schlackendrücker zurückgezogen wird, füllt sich der
von ihm vorher eingenommene
Raum mit dem darüberliegenden, ebenfalls
vorgewärmten Brennstoff, der seinerseits durch den ebenfalls schon vorgewärmten
Brennstoff vom unteren Ende des oberen Brennstoffbettes ersetzt wird.
-
Infolgedessen spielt sich die eigentliche Verbrennung bei der erfindungsgemäßen
Feuerung an der gleichen Stelle ab, und die erzeugte Wärmeleistung sowie die sonstigen
Betriebsbedingungen der Feuerung bleiben weitgehend gleichmäßig. Es ist auch unmöglich,
daß unverbrannter oder nur teilverbrannter Brennstoff ausgeschoben wird. Würde man
dagegen, wie bei den bekannten Feuerungen mit zwei in unterschiedlichen Höhenlagen
angeordneten Brennstoffbetten, von denen das obere das untere Brennstoffbett speist,
als untere Auflage einen normalen Rost mit verhältnismäßig großem freiem Querschnitt
verwenden, so würde sich die Schlacke- und Aschebildung im wesentlichen auf der
Rostoberfläche vollziehen, und bei Betätigung eines für diesen Rost vorgesehenen
Schlackendrückers würden von der dem Ascheraum zugekehrten freien Böschung des unteren
Brennstoffbettes zwangläufig größere Mengen an unverbranntem oder nur teilverbranntem
Brennstoff mit in den Ascheraum ausgestoßen. Verwendete man andererseits einen der
üblichen Schlackendrücker mit nur verhältnismäßig geringer Höhe, so würde immer
nur der untere Teil der sich an der freien Böschung bildenden Schlackenschicht ausgestoßen.
Der obere Teil rutschte nach, und es würde unverbrannter Brennstoff aus dem oberen
Brennstoffbett über die Böschungsfläche nach unten in denAscheraum fließen können.
Bei der erfindungsgemäßen Feuerung wird dies durch die zusammenhängende Schlackenschicht
auf der dem Ascheraum zugekehrten Seite des unteren Brennstoffbettes mit Sicherheit
vermieden. Praktische Versuche mit der erfindungsgemäßen Feuerung haben daher auch
ergeben, daß der Anteil an Unverbranntem in der Asche nur gering ist.
-
Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Feuerung
sowie der in Verbindung mit derselben verwendeten Schlackendrücker dar.
-
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Kesselfeuerung gemäß der Erfindung
im Schnitt; Fig.2 zeigt eine entsprechende Teilansicht einer anderen Anordnung;
Fig. 3 und 4 sind Teilansichten einer Ausführungsform des Schlackendrückers im Längsschnitt
und von vorn; Fig. 5 ist eine Seitenteilansicht einer Ausführungsabwandlung des
Schlackendrückers.
-
Im Mantel 1, welcher wenigstens teilweise doppelwandig ausgeführt
ist, läuft das zu erhitzende Wasser um. Dieser Mantel besitzt in seinem mittleren
Teil einen Einfülltrichter 2 für den Brennstoff, welcher sich etwa von der
Vorderseite bis zu der Rückseite des Mantels 1 erstreckt und über einer dachartigen
Abrutschplatte 3 liegt; die Unterseite ist nach oben hin gewölbt. Die dachartige
Abrutschplatte 3 ist zweckmäßig hohl und wird durch Anschluß ihres Innenraums an
die Doppelwand des Mantels 1 von Wasser durchströmt. Unterhalb der Abrutschplatte
erfolgt Druckluftzufuhr durch eine Düse 4.
-
Der untere. Rand des Trichters 2 und die Oberseite des Körpers oder
der Düse 3 begrenzen Durchlasse. durch welche der Brennstoff aus dem Trichter durch
Schwerkraft abrutschen und ein Bett 5 bilden kann, welches durch natürliche Böschungen
5a und an seinem unteren Teil durch die Innenwand des Mantels 1 begrenzt ist und
dessen Abmessung E zweckmäßig einstellbar ist.
-
Hierfür enthält der Trichter 2 in an sich bekannter Weise einen inneren
beweglichen Teil 2a, dessen Stellung der Höhe nach einstellbar ist. Dieser Teil
wird z. B. durch mit in geeigneten Abständen voneinander angeordneten abgestuften
Lochungen 2b versehene Platten gebildet, welche mittels dieser Lochungen an Stiften2c
aufgehängt sind, welche innen in denTrichter 2 vorspringen. Zu einem weiter unten
erläuterten Zweck läßt der innere bewegliche Teil 2 a zweckmäßig zwischen sich und
dem Körper des Trichters Durchlässe 2d bestehen. Ferner ist eine Verbindung regelbaren
Querschnitts 2e zwischen dem oberen Teil des Trichters und der Außenluft vorgesehen.
-
Oberhalb des Aschkastens 6 sind beiderseits der Abrutschplatte 3 Träger
7 angebracht, welche sich über die ganze Innenlänge des Mantels 1 unterhalb der
Durchlässe Sb zu der lotrechten Mittelebene der Feuerung bis zu einem Abstand von
den Seitenrändern des Teils 3 erstrecken. welcher so bemessen ist, daß der Brennstoff
sich auf den Trägern 7 ablagern und bei 8 natürliche Böschungen bilden kann. Auf
jeden Fall bleibt ein hinreichend freier Raum zwischen den Innenenden der Träger
7 erhalten.
-
Die Träger 7 sind vorzugsweise lose angebracht, indem sie einfach
mit einer geringen Kippfreiheit auf an dem Mantel 1 befestigten Haltestäben 7a aufliegen,
wobei sie mit ein gewisses Spiel ermöglichenden Verbindungen 7 b an ähnlichen
weiteren Haltestäben 7c befestigt sind. In einer Flucht oder annähernd in einer
Flucht mit den Oberseiten der Träger 7 sind Schlackendrücker 9 angeordnet, welche
sich über die ganze Länge des Mantels 1. erstrecken. Diese Schlackendrücker sind
zweckmäßig als Kolben ausgebildet und so angebracht. daß sie sich sehr frei in ihren
Lagerungen 10 bewegen können, welche, wie dargestellt, durch Konsolen 12 gebildet
werden können, welche an dem Mantel l in der Nähe der Vorderseite und der Rückseite
und gegebenenfalls an Zwischenstellen seiner Seitenwände befestigt sind.
-
Den Kolben 9 sind Betätigungsmechanismen zugeordnet, welche ihnen
Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen erteilen können. Derartige Mechanismen werden
z. B. durch Lenker 13 gebildet. welche auf Drehung fest mit einer in dem Mantel
1 gelagerten Welle 14 verbunden sind und mit Hilfe von Schlitzen 15 an an den Kolben
9 angebrachten Achsen 16 oder einer entsprechenden Vorrichtung angreifen, wobei
die Welle 14 außerhalb des Mantels 1 einen Betätigungshebel
17 trägt. Wenn Kolben 9 auf beiden Seiten der Feuerung angebracht sind, wie
bei dem darg; -stellten Beispiel, werden die Betätigungsvorrichtungen der Kolben
zweckmäßig miteinander gekuppelt, z. B. durch eine Steuerung durch Hebel
18 und Lenker 19.
welche den Wellen 14 so zugeordnet ist. daß die Kolben
9 svncliron arbeiten.
-
Obwohl die Höhenabmessung der Kolben 9 grundsätzlich beliebig sein
kann, ist es zweckmäßig. sie der Ausdehnung der Böschungen 8, d. h. dem Abstand
e anzupassen, welcher gemäß bekannter bestimmender Faktoren von der zu entwickelnden
Heizleistung abhängt. Wenn man den Druckkolben 9 eine dem Abstand e entsprechende
Höhenabmessung gibt. so erreicht man, daß bereits bei einer verhältnismäßig kleinen
Verstellung das Zusammendrücken der bereits teilweise aschehaltigen Brennstoffmasse
vor den Kolben ausreichend wird, um auf die Asche und
Schlacke in
der Nähe der freien Flächen der Böschungen 8 einzuwirken und diese durch
Herausbeförderung über die Innenkanten der Träger 7 herauszudrücken.
-
Ferner kann die Innenseite der Druckkolben 9
grundsätzlich eine
beliebige Form haben und z. B. senkrecht zu der Verstellungsrichtung liegen. Es
hat sich jedoch gezeigt, daß es zweckmäßig ist, sie mit einem einspringenden Winkel
oder einer entsprechenden Krümmung zu versehen, was das Zusammendrücken begünstigt
und die Entfernung zusammenhängender Schlacke erleichtert. Die Druckkolben können
mit einem Ansatz versehen sein, der an seiner vorderen oberen Kante nach vorn vorspringt.
Außerdem können sie, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, an ihren Enden mit Flanschen 9a
versehen sein. welche auf flügelförmige Verlängerungen der Schlacke einwirken können.
-
Der Aschkasten 6 ist mit Türen 20 versehen, welche nicht nur zur Entleerung
des Aschkastens dienen können, sondern auch als Druckregler, wenn die Feuerung mit
eingeblasener Verbrennungsluft gesp-,ist wird. Sie sind dann so ausgebildet, daß
sie sich nach außen öffnende Klappen bilden.
-
Der Rauchabzug ist mit 21 und der Verschlußdeckel für den Trichter
2 mit 22 bezeichnet.
-
Nach Einfüllung des Brennstoffes in den Fülltrichter 2 rutscht dieser
durch die Schwerkraft ab und bildet die Betten 5 und hierauf über die Durchlässe
5 b die unteren Betten und Böschungen B. Nach Zündung wird die unter Druck
stehende Verbrennungsluft bei 4 zugeführt und setzt den Aschkasten 6 unter Druck,
dessen Klappen bildende Türen 20 für den betreffenden Druck eingestellt wurden.
Von dort tritt die Luft in die Böschungen 8 ein, wo eine mehr oder weniger kräftige
Verbrennung erfolgt und sich weiter fortpflanzt, so daß die unteren Betten und hierauf
die oberen Betten sich allmählich zünden und die Flammen von den Böschungen 5(i
der Betten 5 in die anschließenden Kammern aufsteigen.
-
Der Verbrennungsvorgang dauert an, bis die Anhäufung der Asche und/oder
die Schlackenmenge eine Verlangsamung hervorruft. welche eine Entschlackung erforderlich
macht. Der Hebel 17 wird dann so betätigt, daß die Druckkolben 9 sich vorwärts
bewegen, wodurch sie die benachbarten Teile der Betten vor sich her stoßen und zusammendrücken.
Diese Wirkung pflanzt sich weiter fort und führt die sich an den Böschungen
8 oder in der Nähe derselben befindliche Asche und'oder Schlacke über die
Kanten der Träger 7 hinaus. Gleichzeitig werden diese Böschungen durch den
Brennstoff wieder gebildet, welcher sich an den entfernteren Teilen der Träger 7
befand und von dem Druckkolben 9 bei ihrer Vorwärtsbewegung vor sich her gestoßen
wird, wozu noch gegebenenfalls von den oberen Betten kommende Zusatzmengen hinzukommen,
wobei alle diese Brennstoffmengen in Glut sind und die Fortsetzung der Verbrennung
ermöglichen.
-
Bei der Rückkehr der Kolben in ihre Ausgangsstellung werden die vor
ihnen entstandenen leeren Räume durch Brennstoffmengen ausgefüllt, welche aus den
oberen Betten abrutschen, welche ihrerseits durch von dem Fülltrichter kommenden
Brennstoff wieder gebildet werden.
-
Die Verbrennungsluft könnte der Feuerung auch durch natürlichen oder
durch künstlichen Zug zugeführt werden. In diesem Fall dienen jedoch die Türen
20 nicht als Druckklappen, sondern werden in dem gewünschten Maße geöffnet,
um als Ansaugeklappen zu dienen.
-
Bei Betrieb mit eingeblasener Verbrennungsluft werden die Träger 7
durch nicht durchbrochene Teile gebildet. Bei Betrieb mit künstlichem oder natürlichem
Zug können diese Träger durch durchbrochene Teile gebildet werden.
-
Die Träger 7 können aus zwei übereinanderliegenden durchbrochenen
Teilen bestehen, welche so aufeinandergleiten, daß ihre Durchbrechungen abgedeckt
oder freigelegt werden.
-
Die Träger 7 können auch schräg lagern, wie in Fig. 2 dargestellt.
Bei dieser Ausführung ist der Teil 3 durch einen Abschnitt einer Schrägfläche gebildet.
welche unten durch einen Teil 3a an den Kesselwasserumlauf angeschlossen wird.
23 bezeichnet die Hauptzufuhr für die Erstluft.
-
Der Träger 7 liegt schräg, und der Druckkolben 9 ist so angeordnet.
daß seine Bewegung der Schräglage des Trägers entspricht. Es ist zu bemerken, daß
unter diesen Bedingungen für die gleiche Nutzausdehnung des Trägers und für denselben
Hub des Druckkolbens der in der Richtung von der Vorderseite nach der Rückseite
der Feuerung eingenommene Raum erheblich kleiner wird, wodurch auch der gesamte
Platzbedarf des Kessels verringert wird.
-
Ein weiterer Vorteil der Schräglage des Trägers 7 besteht darin, daß
der Brennstoff, welcher während des Vorschubs des Druckkolbens von dem oberen Bett
abwärts gleiten kann, eine geringere Neigung zeigt, in Richtung auf das Abfuhrende
des Trägers 7 abzurutschen und so mit der Asche und Schlacke abgeführt zu werden.
-
Die Arbeitsweise ist die gleiche wie bei Fig.l, jedoch mit dem Unterschied,
daß die der Böschung 5 a zugeführte Zweitluft nicht von außen in den Fülltrichter
eingeführt wird, sondern von dem Aschkasten 6 kommt, wobei sie zwischen der Wand
3 und einer Verlängerung 3 b derselben und der Innenwand des Mantels 1 hindurchströmt.
Durch Annäherung oder Entfernung der Verlängerung 3 b der benachbarten Wand des
Mantels, z. B. mittels einer einstellbaren Befestigung 3 c, kann man die der Böschung
5a zugeführte Zweitluftmenge verändern.
-
Bei den beschriebenen Vorrichtungen sind die Träger 7 eben; sie können
auch als gekrümmte Teile ausgeführt werden, wie in Fig. 5 gezeigt, wobei eine derartige
Anordnung in erheblichem Maße die Vorteile des schrägen Trägers gemäß Fig. 2 aufweist,
jedoch wenigstens teilweise die Vergrößerung der Leistung vermieden wird, welche
für den Vorschub eines schrägen Druckkolbens erforderlich ist.
-
Die Feuerung oder der Kessel kann mit einem Servomotor ausgestattet
sein, welcher den Druckkolben oder die Druckkolben, insbesondere mittels des Hebels
17 und zugeordneter Organe, unter der Kontrolle eines Apparats betätigt, welcher
auf die von der Feuerung, insbesondere von der Böschung oder den Böschungen 8, abgestrahlte
Wärme anspricht, oder es kann ein dem Wasserumlauf des Kessels zugeordneter Thermostat
als Impulsgeber dienen.