-
-
-ot lbt} OS
Verfahren und
zum Verbrennen von Materialien in einer Brennkammer Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und einen Rost zum Verbrennen von Materialien, insbesondere Müll und anderen Abfällen,
in einer, einen Rost aufweisenden Brennkammer, die durch einen Luftkanal bildende
Wände begrenzt wird, denen brennkammerseitig eine weitere mit Luft aus dem Luftkanal
beaufschlagte Abschlußwand vorgesetzt wird.
-
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist der Rost von einer
mit Unterluft gespeisten zweischaligen Kammerwand umgeben. Der inneren,zur Brennkammer
weisenden siebartigen Wandschale ist mit Abstand eine weitere Siebwand vorgesetzt
und der von beiden begrenzte Zwischenraum mit faserartigem Füllstoff gefüllt, durch
den die im Luftkanal strömende Luft zur Brennkammer gelangt. Mit dieser Vorrichtung
soll die Temperatur der Innenwand mittels Transpirationskühlung herabgesetzt werden,
wobei die vor allem durch Strahlung nach außen übertragene Wärme die durch die Luft
in die Brennkammer zurückgeführt wird und dadurch die Außenwand kühlgehalten werden
kann.
-
In Kenntnis dieses Standes der Technik ist später versucht worden,
bei einer solchen Vorrichtung auf den faserartigen Füllstoff zu verzichten und in
den Raum zwischen dem brennkammerseitigen Siebbiech und der benachbarten innern
Siebwand die Luft undefiniert strömen zu lassen, siehe die US-PS 4 006 693 bzw.
die DE-PS 23 17 046. Danach kann die brennkammerseitige Wand auch in Einzelplatten
aufgelöst werden, deren mit Abstand zueinander verlaufende Kanten statt der Sieblöcher
die strömungstechnische Verbindung zur Brennkammer darstellen. Die hier ebenfalls
auftretende Temperaturabsenkung der Brennkammerwand-verhindert Anbackungen durch
schmelzende Asche; durch die Luft wird ebenfalls Wärme in die Brennkammer zurückgeführt.
-
Die Anordnung luftführender Wände als Begrenzung der Brennkammer führt
demnach immer auf eine Wärmeabfuhr nach aussen und damit auf eine Temperaturabsenkung
in der brennkammerseitigen Wand. Dies kann nachteilig sein, da dadurch die Reaktionsfähigkeit
der in den Rauchgasen gewöhnlich nicht zu vermeidenden CO-Gase herabgesetzt wird.
-
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und
den Rost der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass durch ein Ueberangebot
an Luft verhältnismässig hoher Temperatur an allen Wandpartien der brennkammerseitigen
Wandfläche eine vollständige Oxydation der Brenngase zu C02 erreicht und eine reduzierende
Atmosphäre zuverlässig vermieden wird.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß di Luft zwischen einem luftkanalseitigen
Lufteintritt und einem brennkammerseitigen Luftaustritt in einer allseitig geschlossenen
Luftkammer zwischen Luftkanal und Abschlußwand zwangsläuftge-- bevorzugt in der
Luftkammer zwischen dem Lufteintritt und dem Luftaustritt in mindestens einer Schleife
-- geführt wird.
-
Im Rahmen der Erfindung liegt ein jene Aufgabe lösender Rost, bei
dem die an den Rost der Brennkammer beidseits anschließende Abschlußwand als eine,
einen geschlossenen Strömungsraum begrenzende Luftkammer ausgebildet ist, die mit
wenigstens einer Eintrittsöffnung und zumindest einer auf gleicher Höhe oder in
der Höhe versetzt angeordneten, in die Brennkammer mündenden Austrittsöffnung versehen
ist.
-
Die Luft kann also aus dem Zwischenraum der beiden eigentlichen Wandschalen
nicht frei austreten, sondern wird von dem -- aus einer Ausnehmung der Innen schale
und einer mit dieser fluchtenden Öffnung der Luftkammer erzeugten-Strömungskanal
jenem, von Ein- und Austrittsöffnungen abgesehen, geschlossenen Strömungsraum definiert
zugeführt und strömt aus diesem dann der Brennkammer zu.
-
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird von mehreren -- mit
ihren Flankenwänden bzw. Böden und Deckelnaneinanderliegenden kastenähnlichen Luftkammern
eine Dämmung erzeugt, deren Rückwände der inneren Wandschale der Kammerwand anliegen
und deren Stirnwände eine die Luftaustrittsöffnungen aufweisende Dämmfläche bIlden.
-
Dabei hat es sich als günstig erwiesen, die Dämmfläche von einer selbstdämmenden
Stirnwand des Luftkastens bilden zu lassen, insbesondere dadurch, daß die Luftkammer
eine zwischen Stirnwand und Rückwand verlaufende Zwischenwand in zwei Zwischenräume
teilt, von denen der brennkammernahe Raum Füllstoff aufnimmt und der andere -- also
der Hitze ferner liegende -- den Strömungsraum ergibt.
-
Eine definierte Strömung wird dadurch erzeugt, daß der Strömungskanai
im Bereich des Bodens der Luftkammer in den Strömungsraum mündet, der wiederum nahe
seines Deckels mit einem Längsschlitz für den Luftaustritt versehen ist, so daß
die Luft von einem horizontalen Austritt schleierartig fällt. Dies wird durch ein
weiteres Merkmal begünstigt, wonach der Querschnitt jenes Längsschlitzes rostwärts
geneigt ist.
-
Außerdem hat es sich als günstig erwiesen, im Strömungsraum Schikanen
oder Einbauten vorzusehen,-welche die Austauschfläche zwischen Luftkammer einerseits
und Strömungsluft anderseits vergrößern.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzur Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnung. Diese zeigt in Fig. 1: eine Schrägsicht auf einen teilweise geschnittenen
Abschnitt einer Brennkammer mit einem Feuerungsrost, Fig. 2: einen vergrößerten
Schnitt eines Teils der Fig.1 nach der Linie Ii - II; Fig. 3: den Querschnitt der
Fig. 2 nach der Linie ITT - III; Fig. 4: eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung
eines anderen Ausführungsbeispiels; Fig. 5, der Fig. 2 etwa entsprechende Darstellungen
wei-6: terer Ausfilhrúngsbeispiele.
-
Der Feuerungsrost 1 einer nur teilweise gezeigten Brennkammer 9 zum
Verbrennen von Materialien weist stufenartig angeordnete Reihen von Roststäben 2
auf, die -- einander in Fließrichtung x des nicht dargestellten Verbrennungsgutes
dachziegelartig überlappend -- von Rostwangen 3 begrenzt sind. Bei dem Feuerungsrost
1 wechseln ortsfeste Roststabreihen 4 mit bewegbaren Roststabreihen 5 ab; letztere
sind mit einer die Rostwangen 3 durchgreifenden Welle verbunden, die über ein Hebelsystem
7 an einen Antrieb angeschlossen ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich
eine der Wellen 6 angedeutet.
-
Eine dem Feuerungsrost 1 zugeordnete Wand 10 der Brennkammer 9 ist
in Fig. 1 geschnitten dargestellt. Die Wand 10 lässt zwischen zwei parallelen Wandungsteilen
11, 12 einen luftführenden Kanal 13 erkennen. In Richtung zur Brennkammer 9 sind
der Wand lO Luftkammern 20 vorgesetzt und z.B. durch in Ausnehmungen der Wand 10
eingesetzte Haken 21 lösbar gehalten.
-
Die Luftkammer 20 besteht , siehe Fig. 2 und 3, aus einer Stirn- und
einer Rückwand 22, 23, die miteinander durch Seitenwände 24, einen Boden 25 und
einen Deckel 26 verbunden sind. Ein von der Luftkammer 20 gebildeter Strömungsraum
30 ist brennkammerseitig von einer Zwischenwand 27 begrenzt, die mit der Stirnwand
22 ein Gehäuse zur Aufnahme eines Fasermaterials 28 bildet.
-
Bei der Luftkammer 20 in der Mitte von Fig. 2 sind die an das Fasermaterial
28 angrenzenden Wände 22, 27 mit zueinander versetzten Löchern 29 versehen, um eine
definierte Lüftungsströmung zuzulassen. Ausserdem sind dort Federelemente 31 vorhanden,
um eine begrenzte Bewegung der daranhängenden Zwischenwand 27 zu gestatten.
-
Während des Betriebes der Brennkammer gelangt Kühlluft aus dem Kanal
13, der seinerseits an einen nicht dargestellten Strömungskanal angeschlossen ist,
durch eine Eintrittsöffnung 15 und einen Schlitz 32 der Rückwand 23 in den Strömungsraum
30 der vorgesetzten Luftkammer 20 (Pfeil y) und steigt in diesem bis unter den Deckel
26, um durch eine dort in der Stirnwand 22 befindlichen Austrittsöffnung
34
in Pfeilrichtung z in die Brennkammer 9 auszuströmen, wo sie vor der Stirnwand 2
einen zusammenhängenden Luftschleier erzeugt, durch den die vollständige Oxydation
von im Wandbereich enthaltenen CO-Gase zu C02 erreicht wird. Dank dem brennkammerseitig
angeordneten Fasermaterial 28 und einer von zusätzlichen Einbauten 36 oder wellenartigen
Ausformungen 35 der Zwischenwand 27.
-
vergrösserten Austauschfläche erfolgt ein gegen die Temperatur in
der Brennkammer 9 hin geschützter Wärmeaustausch während des Luftdurchgangs.
-
Der aus der Austrittsöffnung 34 entweichende Luftstrom z ist durch
die gegen den Rost 1 gerichtete Achse eines schlitzförmigen Kanals 34 (Fig. 4) in
diese Richtung gea lenkt. Der Kanal 34a verläuft in einer in sich wärmedämmenden
Stirnwand 22 der Luftkammer 20 mit einer Stärke b, a die etwa der lichten Breite
i des Strömungsraumes 30 entspricht. Weiter ist auch ein sich zur Brennkammer 9
hin erweiternder Teil 26= des Deckels 26 zu erkennen, siehe Fig. 4; dank dieser
Erweiterung 26 wird die strömende a Luft z - in beschriebener Weise - zum Feuerungsrost
1 hin gelenkt.
-
Von der Eintrittsöffnung 15 abgesehen, ist der Kanal 13 gegen die
Brennkammer 9 hin geschlossen; in Fig. 4 übergreift sogar eine Haube 16 eine Ausnehmung
14 zum Einhängen der Luftkammer 20 mittels des Hakens 21.
-
Wird der von dem Fasermaterial 28 eingenommene Raum (Fig.
-
2) weggelassen, wird der Abstand zwischen den Wänden 22, 27 entsprechend
kleiner, siehe Fig. 5. Wird zudem auf die Rückwand 23 verzichtet, bleibt trotzdem
der Strömungsraum 30 praktisch unverändert. Der Strömungsraum 30 kann, um einen
ähnlichen Wärmeaustausch wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zu erreichen,
mit Einbauten 38, z.B.
-
Rippen oder Stiften, die an der der Brennkammer entgegengesetzten
Seite der Stirnwand 22 angeordnet sind, versehen sein. Die Bildung des gegen den
Rost gerichteten Austrittsöffnung 34 und des schlitzförmigen Kanals 34a wird durch
entsprechende Formgebung der Ränder zweier benachbarter Stirnwände 22 erreicht.
-
Um jedoch den Zwangsdurchlauf der Luft in der in sich geschlossenen
Luftkammer 20 zu erhalten, sind die freien Randpartien der Seitenwände 24 und der
Bodenplatte 25 mit einer stirnseitig angeordneten Dichtung 39 versehen.
-
Die Luftkammer 20 wird mittels der Haken 21 in die Ausehmungen 14
der Innenwand 12 eingehängt. Zur Vexmeidung eines Kurzschlusses zwischen dem Strömungsraum
30 und dem Kanal 13 14 werden die Ausnehmungen14 durch Hauben 16 abgedeckt. Besteht
die Innenwand 12 des Kanals 13 aus einzelnen Platten, ist zum Abdichten an der Fuge
42 eine Dichtungsleiste 43 mittels Haken 44 befestigt, so dass auch für die in
die
Brennkammer mündende Austrittsöffnung 34 ein vollständiger Abschluss gegen den Kanal
13 erreicht wird. Die Einbauten 38 können verschiedene Form aufweisen. Sind die
Einbauten 38 Rippen, können diese so angeordnet werden, dass ein Strömungskanal
entsteht, in dem die Luft in Windungen oder Schleifen zwangsläufig geführt ist,
die über einen Zulaufkanal 45 in den Kanal 13 zugeleitet wird.
-
Die Einbauten 38 können jedoch auch Nadeln sein, wie dies Fig. 5 zeigt.
-
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform der Luftkammer 20 dargestellt,
die wie die Ausführung nach Fig. 2 und 3 aus Stirn- und Rückwand 22 Izw. 27 besteht,
die durch Seitenwände 24, Bodenplatte 25 ünd Deckel 26 miteinander verbunden sind.
Unterschiedlich sind jedoch die nicht als wärmedämmende Wand ausgebildete brennkammernahe
Stirnwand 22 und die auf gleichem Niveau angeordneten Eintritts- und Austrittsöffnungen
32, 34. Zudem ist der Strömungsraum 30 durch eine Wand 46, gegebenenfalls mit Einbauten
36, unterteilt, durch die die Luft schleifenförmig, jedoch ebenfalls zwangsläufig,
geführt ist. Die Luftkammer 20 ist ebenfalls durch Haken 21 gehalten, die in die
durch die Haube 16 abgedeckte Ausnehmung 14 in der Innenwand 12 eingehängt sind.
Der Strömungsraum 30 kann auch durch mehr als eine Wand 46 unterteilt sein. Die
Anordnung der Eintritts- und Austrittsöffnung 32, 34 ist dann entsprechend zur Erreichung
eines Zwangsdurchlaufes der Luft anzuordnen. Der brennkammerseitige, schlitzförmige
Kanal 34 ist hier vom Rost weg gerichtet.
-
Es sind auch weitere Varianten der gezeigten Luftkammern 20 möglich.
Wird die Luftkammer 20 nach Fig. 2 und 4 in um 180° gedrehter Lage angeordnet, wird
dieselbe Wirkung erreicht. Lediglich der schlitzfömige Kanal 34 ist vom a
Rost
weg geneigt, jedoch wird auch in diesem Fall ein zusammenhängender Luftschleier
verhältnismässig warmer Luft erzeugt, durch den die vollstängie Oxidation von im
Wandbereich enthaltenen CO-Gase zu C02 erreicht wird. Bei Anordnung der Ausführung
nach Fig. 6 in umgekehrter Lage bleibt ebenfalls die Funktion des zwangsläufig geführten
Luftstroms erhalten, der in diesem Fall gegen den Rost geneigt in die Brennkammer
austritt Wesentlich ist jedoch, dass in jedem Fall ein geschlossener Strömungsraum
mit zwangsläufiger Führung der in die Brennkammer eintretenden Kühlluft vorliegt.
Bei der Ausführung nach Fig. 5 kann die Dichtwirkung der Dichtung 39 dadurch gesteigert
werden, dass diese selbsttätig gegen die Innenwand 12 gedrückt wird, der über einen
Kanal 47 auf die Rückseite der Dichtung 39 geleitet wird, oder sei es durch ein
gewähltes Federband, das auf der Rückseite der Dichtung 39 in die Dichtungsnut gelegt
ist und die Dichtung 39 gegen die Innenwand 12 drückt.
-
Leerseite