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Doppelwandiger Müllverbrennungsofen Die Erfindung betrifft einen doppelwandigen
Müllverbrennungsofen und befaßt sich insbesondere mit einem derartigen Verbrennungsofen
zur vollkommenen Verbrennung von Abfällen.
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Riesige Mengen von Abfällen, die in den großen Städten jeden Tag entstehen,
werden im allgemeinen mit Hilfe von Verbrennungsöfen beseitigt. In solchen Abfällen
sind aber auch Gummi, Leder, Chemiefasern und andere Stoffe enthaiten, welche während
der Verbrennung viel Rauch erzeugen, so daß man solche Abfälle nur sehr ungern innerhalb
der Städte verbrennt. Wenn sich außerdem in den Abfällen ein hoher Prozentsatz von
Kohle oder Schwefel befindet, dann entstehen giftige Abgase wie Kohlenmonoxid oder
Schwefeldioxid, die schädliche Wirkungen ausüben können.
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Es ist selbstverständlich möglich, den Rauch und die giftigen Abgase,
die bei der Verbrennung der Abfälle entstehen, durch einen in den Rauchdurchlaß
eingebauten Filter herauszufiltern, jedoch sind solche Filter zur Zeit nicht nur
kostspielig, sondern auch wenig wirksam. Die beste grundsätzliche Möglichkeit, den
Rauch und die giftigen Abgase bei der Verbrennung der Abfälle
zu
vermindern, besteht darin, die Verbrennung der Abfälle vollkommen durchzuführen.
Die Verbrennung eines Stoffes wird durch Verstärkung der Oxydation des Stoffes-beschleunigt,
und sie hängt folglich von der Temperatur und der Menge des zugeführten Sauerstoffs
ab. Das heißt also, daß eine vollkommene Verbrennung von Stoffen dadurch erreicht
werden kann, daß den Stoffen mehr Wärme und größere Mengen von Sauerstoff zugeleitet
werden.
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Bei bekannten Verbrennungsöfen wird die Luft des Gebläses direkt in
den Verbrennungsraum hineingeleitet, wodurch es schwer ist, die innere Temperatur
des Ofens zu erhöhen; und wenn diese Schwierigkeit auch durch mehr Luftzufuhr beseitigt
werden sollte, ergibt sich dann die unvermeidliche Schwierigkeit, daß die Ofenwand
durch die zu große Hitze beschädigt wird. Vollkommene Verbrennung der Abfälle ist
also mit den bekannten Verbrennungsöfen nicht zu erwarten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen doppelwandigen Müllverbrennungsofen
zu schaffen, mit dem die zu verbrennenden Stoffe vollkommen verbrannt werden, so
daß die Erzeugung von Rauch oder giftigen Abgasen stark vermindert ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Trennwände den Zwischenraum
zwischen der Innenwand und der Außenwand in mehrere Kammern einteilen, daß die von
der Innenwand und den Trennwänden umschlossenen Kammern Luftvorwärmkammern sind,
daß die Luft vorwärmkammern durch mehrere Durchbohrungen in der Innenwand mit dem
Verbrennungsraum verbunden sind, daß die von der Innenwand, der Außenwand und den
Trennwänden umschlossenen Kammern einen odor mehrcro Wasserräumo bilden und daß
ein Luftrohr zu den Luftvorwärmkammern führt.
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Durch diese Anqrdnung wird die Luft in den Luftvorwärmkammern erhitzt,
bevor sie in den Verbrennungsraum eiRgelitet wird, wodurch wiederum eine höhere
Temperatur bei der Verbrennung entsteht.
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Ferner wird die Innenfläche der Innenwand durch das in der Wasserkammer
enthaltene Wasser gekühlt, wodurch wiederum eine Beschädigung der Innenwand durch
die hohen Temperaturen des Verbrennungsraumes vermieden wird.
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Bei dem ?llverbrennungsofen wird die erwärmte Luft durch mehrere Durchbohrungen
in der Innenwand von den Luftvorwärmkammern in den Verbrennungsraum eingeführt.
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Die Richtung der in der Innenwand geformten Durchbohrungen ist zweckmäßigerweise
so gewählt,-daß sich im Innern des Verbrennungaraumes ein kreisender oder absteigender
Luftstrom ergibt.
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Eine Aus führungs form der Erfindung wird nachstehend an Hand der
Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigern: Fig. 1 einen Längsschnitt
durch einen doppelwandigen MUllverbrennungsofen gemäß der Erfindung.
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Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Big. 1 und Fig. 3 einen
vergrößerten Schnitt längs der Linie II 1-111 der Fig. 1.
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In den Figuren 1, 2 und 3 ist ein Verbrennungsraum 10 des Verbrennungsofens
dargestellt, welcher aus einem waagerecht verlaufenden Hauptverbrennungsraum 11
und einem senkrecht verlaufenden Zusatzverbrennungsraum 12 besteht. Der Hauptverbrennungs
raum 11 ist durch ein Fundament 13 aus Ziegelsteinen und einer Ofenwand 14 aus Stahlguß
gebildet, die auf Stufen 131 und 132 des Fundamentes 13 sitz, und er erstreckt sich
in längsrichtung.
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Am vorderen Ende der Ofenwand 14 und der Stufen 131 und 132 des Fundamentes
13 ist ein Rahmen 15 vorgesehen, an dem Türen 161 und 162 mit Hilfe von Gelenken
171 und 172 freibeweglich angebracht sind. Ein Ende einer Stange 19 ist durch einen
Stift 18
drehbar an der Tür 162 angebracht, und die Stange 19 ist
in zwei U-förmige Teile 201 und 202, die an den Türen 161 und 162 befestigt sind,
eingesetzt, wodurch die Türen 151 und 152 geschlossen gehalten werden. Die Ofenwand
14 ist doppelwandig ausgeführt und weist eine Innenwand 21 und eine Außenwand 22
auf. Die Innenwand 21 hat ein bogenförmiges Profil, und auf ihrer äußeren Ob-arfläche
ist eine gebogene, im Querschnitt U-förmige Trennwand 23 aus Stahlblech aufgesetzt.
Im mittleren Teil der gebogenen Oberfläche der Trennwand 23 ist eine Durchbohrung
(nicht bezeichnet) vorgesehen, welche mit einem Ende eines Luftrohres 241 verbunden
ist, welches die Außenwand 22 durchsetzt und mit seinem anderen Ende nach außen
ragt. Auf der Außenfläche der Innenwand 21 sind neun im Profil U-förmige Trennwände
25 und 26 aus Stahlblech in Längsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet. Ein
Ende jeder Trennwand 25-und 26 ist geschlossen, und das andere Ende ist an der Seite
der Trennwand 23 befestigt. Die Trennwand 23 weist dort wo die Trennwände 25 und
26 ansetzen Ausschnitte auf, so daß die Räume unter den Trennwänden 25 und 26 und
der Trennwand 23 untereinander verbunden sind. Der Zwischenraum zwischen der Innenwand
21 und der Außenwand 22 ist somit durch die Trennwände 23, 25 und 26 in eine Wasserkammer
27 und iuftvorwärmkammern 28 geteilt.
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Die Wasserkammer 27 ist von der Innenfläche der Außenwand 22, den
Außenflächen der Trennwände 23, 25 und 26 und der Außenfläche der Innenwand 21 umschlossen;
die Luftvorwärmkammern 28 sind von der Außenfläche der Innenwand 21 und den Innenflächen
der Trennwände 23, 25 und 26 umichlossen. In den Teilen der Innenwand 21, die den
Luftvorwärmkammern 28 gegenüberliegen, sind mehrere Durchbohrungen 29 vorgesehen.
Die Durchbohrungen 29 verlaufen neben dem oberen Teil der Außenwand 22 rechtwinklig
sur InnenflELcile der Innenwand 21, sie sind in der einen Wand fläche neben dem
oberen Teil gegen den unteren Teil des Iiauptverbrennungsraumes 11 geneigt und in
der anderen Wandflä-' ehe neben dem oberen Teil gegen den oberen Teil des Hauptverbrennungsraumes
11 geneigt. Am oberen Ende des Luftrohrs 241;
welches zu dem oberen
Teil der Außenwand 22 ragt, ist ein Plansch 242 angebracht, welche; mit einem Flansch
313 am Ende eines Zweigrohres 31 eines Luftrohres 30 durch Nieten 32 verbunden ist,
welches zu einem Gebläse (nicht dargestellt) führt.
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Der Zusatzverbrennungsraum 12 ist durch eine zylinderförmige Ofenwand
33 gebildet, deren innerer Durchmesser einem kreisförmigen Loch am hinteren Teil
des oberen Teiles an der Ofenwand 14 entspricht und ist rechtwinklig auf die Ofenwand
14 aufgesetzt. Die Ofenwand 33 ist doppelwandig ausgebildet und weist eine Innen-
und eine Außenwand 34 und 35 aus Stahlguß auf. An einem Teil der äußeren Oberfläche
der Innenwand 34 ist eine kreisförmige Trennwand 36 aus Stahlblech mit U-förmigem
Profil angebracht. In einem Teil der senkrechten Fläche der Trennwand 36 sind Durchbohrungen
(nicht bezeichnet) angebracht, diese Durchbohrungen führen zu einem Ende eines Luft
rohres 371, welches durch die Außenwand 35 hindurchgeht und dessen äußeres Ende
nach außen ragt. Am äußeren Ende des tuftrohrs 371 ist ein Flansch 372 angebracht,
welcher durch Nieten 28 mit einem Blansch 314 am vorderen Ende eines Zweigrohrs
312 des Luftrohrs 30 verbunden ist, welches zu dem Gebläse (nicht dargestellt) führt.
Auf der Innenwand 34 sind zwölf Trennwände 39 und 40 von U-förmigem Querschnitt
aus Stahlblech in Längsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet. Ein Ende jeder
Trennwand 39 und 40 ist geschlossen, und das andere Ende ist an die waagerechte
Seite der Trennwand 36 angesetzt. Die Trennwand 36-weist dort wo die Trennwände
39 und 40 ansetzen Ausschnitte auf, so daß die Räume unter den Trennwänden 39 und
40 und der Trennwand 36 untereinander verbunden sind. Der Zwischenraum zwischen
der Außenwand 35 und Innenwand 34 ist durch die Trennwände 36, 39 und 40 in eine
Wasserkammer 41 und Luft vorwärmkammern 42 geteilt. Die Wasserkammer ist von der
Innenfläche der Außenwand 35, den Außenflächen der Trennwände 36, 39 und 40 und
von der Außenfläche der Innenwand 34 umschlossen, während die Luftvorwärmkammern
42 von der Außenfläche der Innenwand
34 und den Innenflächen der
Trennwände umschlossen-sind.
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In dem Teil der Innenwand 34 der den Luftvorwärmkammer gegenüberliegt
sind mehrere Durchbohrungen 43 angebracht. Die Durchbohrungen sind am oberen Ende
des Zusatzverbrennungs raum es schräg nach unten gerichtet, und an einem unteren
Ende stehen sie in gewissem Winkel zur Radiusrichtung des Zusatzverbrennungsraumes
12. Am oberen Ende der Ofenwand 33 ist ein mit dem Zusatzverbrennungsraum 12 verbundener
Schornstein angesetzte Im folgenden wird die Arbeitsweise des beschriebenen Ausführungsbeispiels
an Hand der Zeichnungen erläutert. Zunächst wird Wasser in die Wasserkammern 27
und 41 gefüllt, dann werden die zu verbrennenden Abfälle in den Hauptverbrennungsraum
11 eingeführt und angezündet. Am Anfang ist die Wirkung des Feuers noch schwach,
weil das Innere des Verbrennungsraumes 10 kalt ist und sich wenig Glühendes darin
befindet; nach einer Weile aber wird das Feuer etwas stärker1 und es tritt schwarzer
Rauch auf. Dann sollen die Türen 161 und 162 geschlossen und das Gebläse (nicht
dargestellt) in Betrieb gesetzt werden. Der vom Gebläse erzeugte Luftstrom wird
den Luftvorwärmkammern 28 durch das Luftrohr 30, das Zweigrohr 31 und das Luftrohr
241 zugeführt. Die in die Luftvorwärmkammern 28 eingeführte Luft wird durch die
Verbrennungswärme- der im Hauptverbrennungsraum 11 verbrennenden Brennstoffe erhitzt,
und durch die Durchbohrungen 29 in den Hauptverbrennungsraum 11 als heißer Strahl
eingeblasen. Die Durchbohrungen 29 sind, wie schon oben erläutert, im oberen Teil
der Innenwana 21 rechtwinklig auf der Innenfläche der Innenwand'21 angeordnet und
sind in der einen Wandfläche neben dem oberen Teil schräg nach unten in den Hauptverbrennungsraum
11 geneigt und der anderen Wandfläche neben dem oberen Teil schräg nach oben in
den Hauptverbrennungsraum 11 geneigt, so daß im Hauptverbrennungsraum 11 zwei heiße-Windströme
entstehen, von denen der eine direkt zum Brennstoff gerichtet ist und zu von denen
der andere im Hiluptverbrennungsr2llm 11 kreist.
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Auf diese Weise wird dem ganzen Brennstoff im Ilauptverbrerlnungs
raum 11 Sauerstoff wirkungsvoll zugeführt, so daß der Brennstoff
in
ausreichendem Naße verbrannt wird. Der Brennstoff wird aber im Iiauptverbrennungsraum
11 nicht vollkommen verbrannt, so daß der nicht vollständig verbrannte Luftstrom
in den Zusatzverbrennungsraum 12 einströmt. Während der nicht vollkommen verbrannte
Luftstrom durch den Zusatzverbrennungsraum 12 strömt, wird Luft aus den Luftvorwärmkammern
42 durch die Durchbohrungen 43 in den nicht vollkommen verbrannten Strom im Zusatzverbrennungsraum
12 geführt, nachdem die Luft von dem Gebläse (nicht dargestellt) durch das Luftrohr
30, das Zweigrohr 312 und das Luftrohr 37 in die Luftvorwärmkammern 42 geführt und
in diesen Luftvorwärmkammern 42 erhitzt ist. Der nicht vollkommen verbrannte Strom
wird also hier noch einmal verbrannt, bis 3r durch vollkommene Verbrennung durchsichtig
wird. Die Durchbohrungen 43 sind zum Teil, wie oben erwähnt, nsch dem unteren Teil
des Zusatzverbrennungsraumes 12 gerichtet/und zum Teil verlaufen sie unter einem
gewissen Winkel zur Radius richtung des Zusatzverbrennungsraumes 12, so daß der
heiRe Strom aus den Durchbohrungen 43 zwei Luftströme erzeugt7 von denen der eine
nach unten gerichtet ist, um die Asche zum Ofenboden zurückzufördern, statt sie
aus dem Schornstein 44 emporzuschleudern, und von denen Der andere Strom im Zusatzverbrennungsraum
12 kreist, wodurch die Innenfläche der Innenwand 91 sauber gehalten wird.
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Wie oben erklärt, wird der zu verbrennende Stoff vollständig verbrannt,
und aus dem Schornstein 44 tritt ein durchsichtiger Strom ohne giftige Abgase und
Asche aus.
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Verbrennung eines Stoffes ist ein schneller Vorgang einer Oxydation,
wobei feste oder flüssige Körper durch hochgradige Erhitzung zunächst vergast werden,
und aas Gas sich dann mit dem Sauerstoff der Luft verbindet, so daß hohe Temperatur
und die Menge des Sauerstoffes also die beiden wichtigsten Faktoren bei der Verbrennung
darstellen. Deshalb soll ein Brennstoff für eine vollkommene Verbrennung einer genügend
hohen Temperatur bei ausreichender Zufuhr an Sauerstoff ausgesetzt werden, jedoch
verbrennt
die Wand des Verbrennungsraumes dabei auch und ihre Lebensdauer
verkürzt sich, wenn die Temperatur zu sehr steigt.
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Für die Verbrennung ist es jedoch wirkungsvoller, wenn die zu liefernde
Luft heiß ist, als zu kalt.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die vom Gebläse (nicht
dargestellt) gelieferte kalte Luft in die Luftvorwärmkammern 28 und 42 geschickt
und dort erhitzt, bevor sie in den Verbrennungsraum 10 geblasen wird, so daß ein
hoher thermischer Wirkungsgrad entsteht. Auch das Wasser in den Wasserkammern 27
und 41 steht in direktem Kontakt zur Außenseite der Innenwände 21 und 34, so daß
die Wandfläche der Innenwände 21 und 34 selbst nicht zu sehr erhitzt wird und deshalb
eine lange Lebensdauer aufweist, auch wenn die Innenfläche der Innenwände 21 und
34 übermäßig erhitzt wird.
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Es ist nicht Sinn des Verbrennungsofens die Verbrennungswärme auszunutzen,
es ist aber leicht einzusehen, daß man das heiße Wasser oder den Dampf, welche aus
dem Wasser für die Abkühlung der Ofenwände durch Wärmeaustausch erzeugt werden,
zweckmäßig verwenden kann.