DE3418864A1

DE3418864A1 - Vorrichtung und verfahren zur verbrennung und/oder thermischen zersetzung von brennmaterial, insbesondere festen brennstoffen

Info

Publication number: DE3418864A1
Application number: DE3418864A
Authority: DE
Inventors: Nils Mullsjö Tunströmer
Original assignee: STUBINEN UTVECKLINGS AB
Current assignee: STUBINEN UTVECKLINGS AB
Priority date: 1984-05-21
Filing date: 1984-05-21
Publication date: 1986-01-02
Also published as: FI860282A0; US4693234A; DE3418864C2; WO1985005434A1; DK31086D0; EP0181933A1; DK31086A; FI860282A

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Verbrennung und/oder thermischen Zersetzung von Brennmaterial, insbesondere festen Brennstoffen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbrennung und/ oder thermischen Zersetzung von Brennmaterial, insbesondere festen Brennstoffen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie ein entsprechendes Verfahren.

Bei der Verbrennung und/oder thermischen Zersetzung von festen Brennstoffen auf einem Rost läßt es sich nicht vermeiden, daß der Rost sich durch ablagerndes Brenn- und/oder Schlackenoder dergl. -material im Laufe des Betriebes zusetzt mit der Folge eines zunehmend schlechteren Wirkungsgrades. Dieses Problem ist bei kleineren Kohle- und/oder Holzöfen seit Jahrzehnten bekannt. Zur Aufrechterhaltung der Verbrennung muß daher der Ofenrost von Zeit zu Zeit mittels eines Schürhakens

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oder dergl. von sich ablagernder Verbrennungsreste oder dergl. freigemacht werden. Es gibt auch öfen, die zu diesem Zweck mit Rüttelrosten versehen sind. Bei großen Heizanlagen sind diese Maßnahmen jedoch nicht anwendbar. Darüberhinaus wären sie auch nur wenig wirksam.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der genannten Art zu schaffen, bei der bzw. bei dem ein unerwünschtes Zusetzen des Verbrennungsrostes sicher vermieden werden kann, wobei gleichzeitig eine gute Steuerung des Verbrennungsvorganges oder der thermischen· Zersetzung möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruches 1 bzw. Patentanspruches 8 gelöst.

Durch die Erfindung ist sichergestellt, daß der Verbrennungsrost abhängig von der eingestellten Relativbewegung zwischen diesem und der Auflockerungs- und/oder Reinigungseinrichtung von sich ablagerndem Brenn- und/oder Schlacken- oder dergl. -material freigehalten wird. Die Gefahr eines unerwünschten Zusetzens oder Zusinterns des Rostes durch Asche, Schlacke, un- oder teilverbrannte Brennstoffe besteht nicht. Gleichzeitig kann der Verbrennungsgrad bzw. der Grad der thermischen Zersetzung entsprechend der eingestellten Freihaltung des Verbrennungsrostes wirkungsvoll gesteuert werden. Das Ausmaß der Relativbewegung zwischen Rost und Auflockerungs- und/oder Reinigungseinrichtung bestimmt die verbrennungsaktive Fläche des Verbrennungsrostes, die den Verbrennungsgrad bzw. den Grad der thermischen Zersetzung entsprechend beeinflußt.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen läßt sich auch die

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Baugröße der Heizanlage erheblich reduzieren, da zur Erzielung eines vergleichbaren Verbrennungsgrades bzw. Grades der thermischen Zersetzung ein wesentlich kleinerer Verbrennungsrost im Vergleich zu Verbrennungsrosten herkömmlicher Heizanlagen erforderlich ist. Dies bedeutet/ daß die Erfindung sich auch vorteilhaft für kleinere Heizeinheiten, z.B. für Ein- oder Mehrfamilienhäuser, eignet. Besonders effektiv ist die Erfindung zur Verbrennung von Müll, wie Haushaltsabfall oder dergl. schwer verbrennbare bzw. thermisch zersetzbare Materialien.

Durch die Erfindung wird nicht nur der Rost zum Zwecke der ausreichenden Luftzuführung freigehalten, sondern die sich auf dem Rost ablagernden Materialien werden zugleich umgewälzt und damit einer wirkungsvolleren Verbrennung zugeführt.

Konstruktive Details der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Patentansprüche 2 bis 7 beschrieben, auf die Bezug genommen wird.

Bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese zeigen in

Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in schematischer perspektivischer Ansicht,

Fig. 2a~~^J2c den Pendelrost nach Fig. 1 in schematischer Vorderansicht und In drei verschiedenen

Stellungen relativ zu einer Materialauflockerungs- und Rostreinigungseinrichtung,

Fig. 3a - 3c eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Rostes in Korre

lation zu einer Materialauflockerungs- und

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Rostreinigungseinrichtung in Vorderansicht

entsprechend den Fig. 2a - 2c, und

Fig. 4a - 4c eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Verbrennungsrostes

in Korrelation zu einer Materialauflockerungsund Rostreinigungseinrichtung in Vorderansicht entsprechend Fig. 2a - 2c bzw. 3a - 3c.

Die Vorrichtung zur Verbrennung und/o_der thermischen Zersetzung von insbesondere festen Brennstoffen, wie Torf, Kohle, Holz, Stroh oder Müll, nach Fig. 1 umfaßt eine rohrförmige Brennstoffzufuhr 1 sowie eine Primärluft-Zufuhr 4 zu einem korbförmigen bzw. von oben gesehen konkav gewölbten Stabrost 2 mit entsprechend gebogenen Roststäben 5. Durch diesen Stabrost 2 wird der Ort der Verbrennung der genannten Brennstoffe definiert. Die Zufuhr 4 für die Primärluft ist an der Unterseite bzw. an der der Brennstoffzufuhr 1 gegenüberliegenden Seite des Stabrostes 2 angeordnet, und zwar diametral zu der aufrechten Mittelebene, die sich durch die Längsachse des Brennstoffzufuhrrohres 1 bzw. der noch näher zu erläuternden, dem Stabrost 2 zugeordneten Pendelachse 9 erstreckt. Der Stabrost 2 ist also um die Achse 9 pendelnd gelagert und angetrieben. Die Pendelbewegung ist in Fig. 1 durch die Pfeile 11 und 12 angedeutet. Die Pendelachse 9 liegt unterhalb des Brennstoffzufuhrrohres 1. Die Pendellager 13, 14 sind in Fig. 1 nur angedeutet. Die Pendelachse 9 ist in Form eines Rohres ausgebildet, durch das hindurch Sekundärluft in Richtung des Pfeiles 15 zur Unterstützung der Verbrennung bzw. thermischen Zersetzung eingeblasen werden kann. Innerhalb des Brennstoffzufuhrrohres ist eine Brennstoffördereinrichtung, vorzugsweise in Form einer Schraubenschnecke 16 angeordnet, die in Fig. 1 nur andeutungsweise dargestellt ist. Dem Stabrost 2 ist eine auf das sich auf

dem Rost 2 ablagernde Brennstoff- und/oder Schlacken-, Aschen-, oder dergl. -material einwirkende Materialauflockerungs- und zugleich Rostreinigungseinrichtung 3 zugeordnet, und zwar in Form von zwischen den Roststäben 5 hindurchragenden Scheiben 6, die jeweils mit Spiel auf einer gemeinsamen, sich etwa senkrecht zu den Roststäben 5 bzw. etwa parallel zur Pendelachse 9 erstreckenden Tragachse 7 angeordnet sind. Die Scheiben 6 sind gegenüber dem pendelnd gelagerten Rost 2 ortsfest angeordnet.

JO Dementsprechend ergeben sich die in den Fig. 2a, 2b und 2c schematisch dargestellten Relativstellungen zwischen den Scheiben 6 bzw. der Einrichtung 3 und dem Rost 2 bei pendelndem Antrieb desselben um die Pendelachse 9. Die Scheiben 6 verhindern bei pendelndem Antrieb des

jg Rostes 2 um die Achse 9 ein Zusetzen bzw. Zusintern des Rostes durch Schlacke, Asche, unverbrennbare Materialien, nur teilweise verbranntes Material etc. Die Scheiben 6 gewährleisten bei pendelndem Antrieb des Rostes 2, daß genügend Primärluft zu dem zu verbrennenden Material auf den Rost 2 gelangt. Darüberhinaus bewirken die Scheiben 6 bei pendelndem Antrieb des Rostes 2 in Richtung der Pfeile 11 und 12 bzw. in Richtung des Doppelpfeiles 17 eine gewisse Umwälzung des sich auf dem Rost 2 ablagernden Materials. Dieses wird dadurch aufgelockert. Die freie Oberfläche wird entsprechend vergrößert und der Verbrennungsvorgang beschleunigt bzw. verbessert.¹ Die Intensität der Verbrennung öder thermischen Zersetzung des durch das Rohr 1 zugeführten Ma-fcerjLals kann durch das Ausmaß der Pendelbewegung

gO des Rostes 2 gesteuert werden. Je höher die Pendelfrequenz und größer die Pendelamplitude sind, desto intensiver ist die Verbrennung oder thermische Zersetzung und umgekehrt.

gg Statt der Scheiben 6 können auch zwischen den Roststäben hindurchragende Zinken oder dergl. verwendet werden. Die

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freien Enden derselben können mit Umlenkelementen, z.B. Umlenkschaufeln, versehen sein zur verbesserten umwälzung des zu verbrennenden Materials bei pendelndem Antrieb des Rostes 2 um die Pendelachse 9.

Grundsätzlich ist es auch denkbar, den Stabrost 2 innerhalb des Verbrennungsraumes ortsfest anzuordnen und stattdessen die Materialauflockerungs- und Rostreinigungseinrichtung relativ zum Rost hin- und herzubewegen. Die Pendelachse 9 ist mit einem nicht dargestellten Pendelantrieb koppelbar.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3a, 3b und 3c ist der um die Achse 9 pendelnd gelagerte und antreibbare Rost 2 eben ausgebildet. Die Achse 7, auf der die Scheiben 6 der Einrichtung 3, vorzugsweise jeweils mit Spiel, angeordnet sind, ist an einem Lenker 10 einerseits und am Rost 2 andererseits in Richtung des Doppelpfeiles 17· in Rostebene längsverschieblich gelagert, so daß sich der Rost 2 bei pendelndem Antrieb in Richtung der Pfeil 11' bzw. 12' relativ zu der Einrichtung 3 bewegen kann. In den Fig. 3b und 3c sind die entgegengesetzten Pendel-Endstellungen des Rostes 2 in Korrelation zu der Einrichtung 3 schematisch dargestellt.

Ganz ähnlich verhält es sich bei der Ausführungsform nach den Fig. 4a, 4b^: und 4c. Diese unterscheidet sich von den vorstehenden Ausführungsformen nur dadurch, daß der Rost 2 von oben gesehen konvex gewölbt ist. Ferner ist auch dort die Achse 7 am Rost 2 in Richtung des Doppelpfeiles 17" längsverschieblich gelagert. Darüberhinaus muß die Achse 7 in vertikaler Richtung bzw. in Richtung des Doppelpfeiles 18 gelagert sein, um die Pendelbewegung des Rostes 2 um die Achse 9 in Richtung der Pfeile 11" bzw. 12" nicht zu behindern.

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Vorzugsweise ist oberhalb des Rostes 2 ein Dach angeordnet, um eine nach vorne gerichtete Flamme zu erhalten. Die gesamte Anordnung befindet sich selbstverständlich innerhalb eines Verbrennungs- oder Vergasungsraurnes. 5 Die Pendelachse 9 ist, wie die Fig. 1 bis Ac erkennen lassen, jeweils oberhalb der Rostebene angeordnet, um überhaupt Pendelbewegungen des Rostes zu ermöglichen. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 2c deckt sich die Pendelachse 9 mit der Krümmungsachse des in Vorderansicht bzw. im Querschnitt etwa teilkreisförmig ausgebildeten Rostes

Sämtliche in den Unterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

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Claims

Vorrichtung und Verfahren zur Verbrennung und/oder thermischen Zersetzung von Brennmaterial, insbesondere festen Brennstoffen

Patentansprüche

q.

Vorrichtung zur Verbrennung und/oder thermischen Zersetzung von Brennmaterial, insbesondere festen Brennstoffen, wie Torf, Kohle, Holz, Stroh oder Müll, mit einer Brennstoff-(1) sowie gegebenenfalls Luft- bzw. Sauerstoffzufuhr (4) zu einem einen Rost (2), insbesondere Stabrost, umfassenden Verbrennungsort, dadurch gekennzeichnet , daß dem Rost (2) eine auf das sich auf dem Rost (2) befindlicheBrennstoffund/oder Schlacken-, Asche- oder dergl. -material einwirkende Materialauflockerungs- und/oder Rostreinigungseinrichtung (3) zugeordnet ist, wobei diese Einrichtung (3) und der Rost (2) relativ zueinander hin- und herbewegbar sind.

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., 1 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e_t , daß die Materialauflockerungs- und/oder Rostreinigungseinrichtung (3) ortsfest und der Rost (2) relativ zu dieser hin- und herverschwenkbar bzw. pendelnd

. 5 (Pendelachse 9) gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet / daß der Rost (2) korb- bzw. schalenartig, und zwar von oben gesehen entweder konkav gewölbt (Fig. 1 - 2c) oder konvex gewölbt (Fig. 4a - 4c), oder eben (Fig. 3a - 3c) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß bei Verwendung eines Stabrostes (2) die Materialauflockerungs- und/oder Rostreinigungseinrichtung (3) zwischen den Roststäben (5) hindurchragende Zinken, Scheiben (6) oder dergl. umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Scheiben (6) jeweils mit Spiel auf einer gemeinsamen, sich etwa senkrecht zu den Roststäben (5) bzw. etwa parallel zur Pendelachse (9) erstreckenden Tragachse (7) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Intensität (Frequenz und/oder Amplitude) der relativen Hin- und Herbewegung zwischen Rost (2) und Materialauflockerungs- und/ oder Roslireinigungseinrichtung (3) zum Zwecke der Steuerung der Verbrennung und/oder thermischen Zersetzung variierbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Zinken, Scheiben (6) oder dergl. der Materialauflockerungs- und/oder Rost-

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reinigungseinrichtung (3) messerartige Schneiden (8) und/oder Wendeelemente, insbesondere Wendeschaufeln, zum Zwecke der Materialumwälzung auf dem zugeordneten

Rost (2) aufweist.
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8. Verfahren zum Verbrennen und/oder thermischen Zersetzen von Brennmaterial, insbesondere festen Brennstoffen, wie Torf, Kohle, Holz, Stroh oder Müll, auf einem Rost (2), dadurch gekennzeichnet , daß das sich auf dem Rost (2) befindliche Brennstoff- und/oder Schlacken-, Asche- oder dergl. -material auf dem Rost (2) durch gesteuerte Relativbewegung zwischen dem Rost (2) und einer auf das Brennstoff- und/oder Schlacken-, Asche- oder dergl. -material einwirkenden Materialauflockerungs- und/oder Rostreinigungseinrichtung (3) aufgelockert und umgewälzt bzw. umgerührt wird.

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