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Verbrennungsrost für die Verbrennung von Stadt- und induatrieabfa
1l Die Erfindung@betrifft einen Verbrennungsrost für die Verbrennung von Stadt,-und
Industrieabfall in Durchschürausführ ung mit den Durchfall des Brenngutes verhindernden
Roststäben.
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Die effektive Verbrennung von Stadt- und Industrieabfall stellt ein
schwieriges Problem dar insbesondere deswegen, weil das Heizvermögen, die Körnigkeit,
die Struktur und die Verbrennungseigenschaften der Abfälle sehr unterschiedlich
sind je nach dem, welchen Produktionsvorgängen sie entstammen. So beinhalten die
Abfälle der Sommerzeit überwiegend Anteile pflanzlicher Herkunft, während im Gegensatz
dazu die des Winters größtenteils Haushaltsasche enthalten. Eine wirtschaftliche,
vollkommene und hygienisch einwandfreie Entfernung von Abfällen durch Verbrennung
ist deswegen sehr schwierig.
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Es sind schon eine große Anzahl von Rosten und Roststäben zum Zwecke
der Verbrennung von Stadt- und Industrieabfällen bekannt geworden. Dabei haben sich
die Roste naht ganz bewährt, bei denen der Brennstoff nur zugeführt wird und die
Übertragung des Feuers nur durch den Durchfall von schon brennenden Brennstoffteilen
in die unteren Brennstoffschichten unter Einwirkung der Gravitation erfolgt. Es
werden deshalb vorteilhafter Bandroste
und Verschieberoste angewandt.
Der Brennstoff liegt auf diesen Rösten verhältnismäßig ruhig, und wird über den
Rost nur vom Beschickungstrichter bis zum Rostende geführt. Es tritt hier also keine
Relativbewegung der Abfallteile auf, und die Verbrennung ist daher umso schlechter,
je feinkörniger und kompakter der Brennstoff ist, da die Durchmischung nicht genügend
intensiv ist. -Es wurde auch ein Rost bekannt, der in mehrere längsverlaufende .Bänder
geteilt ist, von denen eines immer beweglich und ein anderes feststehend angeordnet
ist. Auch bei diesem Rost kommt es nicht zu einer ausreichenden.Durchmischung der
Abfälle, weil diese nur vorwärtsgeschoben werden. Die ganze Länge des Rostes wird
in den einzelnen Bändern als eine einzige Baueinheit ausgebildet und es ist deswegen
nicht möglich, eine Bewegungsgeschwindigkeit und einen Hub der Roststäbe in den
einzelnen Bändern zu erreichen.' Es wurde auch schon versucht, einen Durchschürrost
zu verwenden. Bei den bekannten Ausführungen ist der Rost aber schräg mit großer
Neigung ausgebildet. Alle Roststäbe sind beweglich ausgeführt und haben den gleichen
Hub und die gleiche Geschwindigkeit. Es ist nicht möglich, die Zündung, die eigentliche
Verbrennung und die Nachbrennung nach den Brennstoffeigenschaften zu regeln. Denn
die die beweglichen Roststäbe tragenden Wagen sind durch- . laufend über die ganze
Rostlänge angeordnet. Auch ist ein vollkommenes Abdichten des Wagendurchganges durch
die Bandbleche konstruktiv sehr schwierig und verursacht ständige Betriebsschwierigkeiten,
obwohl es zum Einstellen der notwendigen Vorbrennungsluftmenge in die einzelnen
Bänder je nach dem Verlauf der Verbrennung sehr wichtig ist.
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Die bekannten Lösungen ziehen auch nicht den Umstand in Betracht,
daß bei der Verbrennung den gebackenen Brennstoffes
oder des die gebackene
Sehlacke bildenden Brennstoffes in be-
stimmten Rostteilen
ein Anhäufen der gebackenen "Rasse verursacht wird. Der Rost müßte deswegen so angeordnet
werden, daß die Bildung einer Anhäufung der gebackenen Masse möglichst verhindert,
wird, bzw. daß es gegebenenfalls möglich ist, diese Passe automatisch durch die
Wirkung der Rostfunktion zu zerdrücken und abzuleiten.
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Bei anderen bekannten Ausführungen bestehen die Roste aus zwei oder
mehreren waagerechten oder auch geneigten Rosten, von denen der erste kürzere Rost
höher gelagert ist und als Beschickungs-und Vortrocknungsrost dient , und der andere
als eigentlicher Verbrennungsrost dient. Bei diesen Ausführungen fehlt aber ein
Schichtschieber zum Einstellen der Höhe der Abfallschicht. Die Abfallschicht auf
dem Beschickungsrost, welche sich je nach der Höhe der Austrittsöffnung des Beschickungstrichters
und dem Böschungswinkel der Abfälleauebildet, wird automatisch auf dem Beschickungsvortroeknungsrost
in großer Höhe aufgeschichtet, wodurch aber eine gute Vortrocknung und die Zündung
der Abfälle behindert wird.
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Hichtjzuletzt wird die Wirkungsweise des Rostes zur Verbrennung von
Abfällen durch die Roststäbe beeinflußt, aus denen der Rost zusammengesetzt ist.
Am besten haben sich dabei bisher die sogenannten schlackendurchfallhindernden Roststäbe
mit Kühlungsrippen erwiesen. Bei diesen bekannten Ausführungen sind aber die Rippen
so angeordnet, daß die Roststäbepaare Katarakte, Kammern, Meander und Kanäle bilden,
welche die Kühlluftströmung erheblich abbremsen und verzögern, wodurch die Kühlungsintensität
der Roststäbe herabgesetzt wird. Die unterbrochene Linie der Kühlrippen, und zwar
überwiegend im oberen, termisch maxi-@ mal beanspruchten Teil der Roststäbe verursacht
eine völlig unzulängliche Wärmeableitung. Die Angüsse an der Oberfläche der Roststäbe
bilden ein Hindernis für den über den Roststab verlaufenden Brennstoffvorschub und
bewirken eine Verstopfung der mit Kühlungs- und Verbrennungsluft zu durchströmenden
Zücken Und
Kanäle. Die Lebensdauer dieser bekannten Roststäbe ist
deswegen gering.
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Die angeführten Nachteile werden durch die Erfindung dadurch beseitigt,
daß der Rost aus festen und beweglichen Roststäben besteht,-welche jeweils auf einem
System von inneren und äußeren Wagen angeordnet sind und der Rost in Längsrichtung
in mindestens drei Bewegungsfelder aufgeteilt ist, welche jeweils selbständig betätigbar
und in einer selbständigen, abgedichteten Luftzone mit regelbarer Luftzuführung
angeordnet sind. Jeder zweite Roststab ist beweglich ausgeführt, und der zugehörige
Antrieb ist derart ausgebildet, daß ein beweglicher Roststab immer entgegengesetzt
zu dem vorhergehenden beweglichen Roststab bewegbar ist und die Hublänge und die
Geschwindigkeit der beweglichen Roststäbe im Bewegungsfeld einstellbar sind. Die
inneren und die äußeren Wagen zum Antrieb der beweglichen Roststäbe sind auf derart
verstellbaren Rollenstützen gelagert, daß die Feradlinige Bewegung der beweglichen
Roststäbe in eine Schwenkbewegung umgewandelt werden kann.
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Der Roststab weist Rippen auf, die zu seiner Oberfläche schräg verlaufen,
während der Roststabkopf in der Längsrichtung glatt ausgeführt ist. Dabei sind die
Rippen voll und fächerartig mit sich in Richtung zur Roststabfront vergrößender
Neigung ausgeführt. Im unteren Teil der Roststaboberfläche sind nur zwischen die
Rippen des benachbarten Röststabes hineinragende Angüsse angeordnet. Der Roststab
ist mittels eines Gehänges mit Spiel gegenüber dem Roststabträger gelagert, und
die Berührungsflächen der benachbarten Roststäbe sind schräg ausgeführt und in Richtung
nach unten geöffnet. Ein Teil des Roststabes weist beim Gehänge eine Ausnehmung
zum Durchgang. der Verbrennungsluft auf.
Im folgenden ist die Erfindung
durch ein Ausfi:=:runt: s@eispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei
zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht des Rostes in Längsrichtung, Fig. 2 und die Trag-
und Bewegungseinrichtung 3 eines Rostfeldes im Längs- und Querschnitt, Fig. 4 eine
kippbare und einstellbare Rollenstütze, Fig. 5 bis einzelne Arbeitsphasen des erfin-8
dungsgemäßen Rostes, Fig. 9 die Seitenansicht eines Roststabes Fig. 10 einen Schnitt
in der Schnittebene A - A der Fig. 9, Fig. 11 die Schnittebene B - B der Fig. 9
Fig. 12 die Schnittebene C - C der Fig. 9, und Fig. 13 eine Ansicht in Richtung
D der Fig. 9.
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In der Fig. 1 ist eine Anordnung des erfindungsgemäßen Rostes gezeichnet,
bei welcher eine Verteilung des Rostes auf drei Bewegungsfelder durchgeführt ist.
Der Rost besteht aus den erwähnten durchfallverhindernden Roststäben, wobei die
Roststäbe 4
beweglich und die Roststäbe 6 feststehend sind. Der
Bewegungsteil eines Rostfeldes ist aus dem äußeren Wagen 2 und dem inneren Nagen
1 gebildet. Jede Zone ist selbständig betätigbar, sodaß es möglich ist, im Laufe
des Betriebes sowohl die Geschwindigkeit fl 1s auch den Hub der beweglichen Roststäbe
4 einzustellen.
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In den Fig. 2 und 3 ist die Anordnung eines Rostfeldes in der Mittellage
gezeichnet. Die Reihen der festen Roststäbe 6 werden von den Trägern 5 aufgenommen.
Die Bewegungsteile des Rostes werden durch den äußeren Wagen 2 und den inneren V7agen
1 gebildet, die auf den kippbaren Rollenstützen 7 gelagert sind. Die Reihen der
beweglichen Roststäbe 4 sind durch die auf den Wagen 1 und 2 befestigten Träger
3 gehaltert. Die Bewegung der !Vagen 1, 2 wird durch die Schwenkbewegung der Welle
15 mittels der festgekeilten Hebel 14, der Zugstangen 12, 16, der Zapfen 11,13 und
der Konsolen 10.bewirkt.. Zum Zwecke der Regulierung der Geschwindigkeit, und der
Hublänge der beweglichen Roststäbe wird ein System angewandt, welches aus dem Variatorantrieb
mit drehbarer Kurbel 20, der Zugstange 19 und dem Kulissenhebel 17 mit Regulierrad
18 gebildet wird. Die Welle 15 ist in den Kugellagern 21 gelagert, welche in den
Seitenteilen 22 des Rostes gehaltert sind. Die Grenzlagen der beweglichen Roststäbe
4 sind gestrichelt gezeichnet.
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In der Fig. 4 ist die kippbare Rollenstütze 7 in der Mittellage gezeichnet.
Durch die Verdrehung der Rollenstütze 7 um den Zapfen 8 herum ist es möglich, die
geradlinige Bewegung der beweglichen Roststäbe 4 in eine Schwenkbewegung umzuwandeln
zum Zwecke einer besseren Durchmischung und Verbrennung.des Brennstoffes auf dem.
Roste. Die Grenzlagen der Tragrollen 9 .und der beweglichen Roststäbe 4 sind gestrichelt
gezeichnet.
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In den Fig. 5 bis 8 sind die einz'Inen Arbeitsphasen des erfindungsgemäßen
Rostes schematiqch dargestellt.
In der Fig. 5 sind die Roststäbe
6 in der Mittellage gezeichnet. Die festen Roststäbe 6 sind dunkel gezeichnet. Die
beweglichen Roststäbe 4 sind hell gezeichnet. Jeder zweite Roststab ist beweglich,
wobei er immer entgegengesetzt zu dem vorhergehenden beweglichen Roststab bewegbar
ist.
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In der Fig. 6 ist eine Endlage der Roststabreihen dargestellt, wo
der äußere Wagen 2 die Reihe der beweglichen Roststäbe 4 in die höchste obere Zage
herausgeschoben hat, und der innere ,Vagen 1 die bewegliche Reihe in die tiefste
Zage geschoben hat.
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In der Fig. 7 ist eine Endlage dargestellt, wo der innere Wagen 1
in der höchsten oberen Zage ist, und der äußere Wagen 2 in der tiefsten unteren
Zage ist.
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In der Fig. 8 ist die Bahn des Durchganges der Abfälle längs des Rostes
dargestellt.
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Wie aus Fig. 9 und 10 ersichtlich, ist der Kopf 23 des durchfallverhindernden
Roststabes in der Längsrichtung glatt und ohne Rippen ausgeführt, sodaß der Brennstoff
in der.Richtung zur Front 27 des Roststabes vorgeschoben werden kann. Der Absatz
24 der Oberfläche des Roststabes verhindert eine Rückwärtsbewegung des fortgeschalteten
Brennstoffes. Die Rippen 25, welche in der fächerartigen Richtung 26 angeordnet
sind, verbessern die Berührung des Roststabes mit der Kühlluft und führen die Luft
in entgegengesetzter Richtung den fortgeschalteten Abfällen zu. Die Verhinderung
des Durchfalles wird nur durch die im unteren Teil der Roststaboberfläche angeordneten
und zwischen die Rippen 25 des benachbarten Roststabes hineinragenden Angüsse 28
erzielt. 1:an ' erreicht auf diese Weise einen minimalen Widerstand der strömender.
Kühlungs- und Verbrennungsluft. Der Roststab ist mittels des Gehänges 29 mit einem
Spiel gegenüber dem Träger gelagert. Auch die Form des Roststabes ist so ausgeführt,
daß die benachbarten
Roststäbe gegeneinander ungefähr um
1,5 mm verschoben werden können. Dadurch ist die :Möglichkeit des Abbröckelns
von feinen Teilen von Abfällen gegeben, die zwischen den Roststäben festsitzen geblieben
sind. Zu diesem Zwecke sind auch die Berührungsflächen 30 der benachbarten Roststäbe
abgeschrägt und in der Richtung nach unten geöffent. Die Kühlungs- "und Verbrennungsluft
kann also immerfort längs der ganzen Rostst"3bfl,che strömen.
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Ein Teil der Roststabfl-iche bei dem Gehinge 29 weist die Ausnehmung
31 auf zum Zwecke der müheloseren Strömung der Kühlunps-und Verbrennungsluft um
den Roststab herum. Durch die Tatsache, daß der erfindungsgemäße Rost als Durchschürrost
mit durchfallverhindernden Roststäben in oben beschriebener Ausführung ausgeführt
ist, ist er den Erfordernissen zur Verbrennung von Stadt-und Industrieabfällen speziell
angepaßt, und optimale Verbrennungsverhältnisse sind gesichert. Es läßt sich die
Hublänge und die Bewegungsgeschwindigkeit der Roststäbe einstellen, und ;ran kann
auch die Verbrennungsluftmenge im Laufe des Betriebes regulieren. Dadurch sind die
Bedingungen zur besseren Verbrennung -on Abfällen unter Berücksichtigung ihrer Variabilität
erf;;llt. Der Rost weist einen guten Durchschüreff ekt auf, die Ab:'- 1e werden
ständig locner gemacht. Durch die Arbeit des Rostes wird eine gute Durchmischung,
ein gutes Durchschüren und ein Umwälzer. der Abfälle erzielt. Durch die Ausbildung
von hohen Stufen, r;askaden, und tiefen Vertiefungen in den Endlagen der Roststäbe
wird das Backen vor. Abfällen in große Stücke verhindert, der Zutritt der Strahlungswärme
in die Abfallschicht ermöglicht, und der vollkommene Zutritt von Verbrennungsluft
erzielt. Der Rost ist wanFerecht ausgeführt, sodaß er eine geringe Bauhöhe aufweist
und die Anforderungen an die Höhe und den ausgemauerter. Raum der Vorkammer.bzw.
der Verbrennungskammer minimal sind. Der Rost sichert optimale hygienische Bedingungen,
da das Bedienungspersonal fast überhaupt nicht mit den Abfällen in Berührung kommt.
Der Bewegungsmec::anismus enthält eine nur kleine Anzahl von Funktionstei-.. len,
die einer Abnutzung unterliegen. Das System der Tragvagen ist in allen Lagen ausgewuchtet,
wodurch ein geringer Au.'wand'an
Antriebskraft zum Antrieb des
Rostes benötigt wird. Da bei dem Rost durchfallverhindernde Roststäbe benützt werden.,
die ohne Katarakte, Kammern, und ineinander einragende Rippen ausgeführt sind, kommt
es ständig zur intensiven Kühlung der Roststäbe, weshalb sie keine Abbrandstellen
aufweisen und ihre Lebensdauer lang ist. Die glatte Ausführung der noststabköpfe
in Längsrichtung macht einen ununterbrochenen Vorschub der Abfälle in Richtung der
Roststabfront möglich.
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Der erfindungsgemäße Rost ist zwar besonders für die Verbrennung von
Abfällen bestimmt, man kann ihn aber auch ,Lit Vorteil zum Verbrennen von rinderwertigen
und stark aschehaltigen Brennstoffen verwenden.