DE34945C - Feuerrost - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT. Υδ

Die vorliegende Erfindung besteht in einem Feuerrost für Oefen jeglicher Art, welcher ein leichtes Reinigen, eine billige Unterhaltung und eine Verminderung des Gewichtes in sich vereinigen soll.

Die bisher angewendeten Roste bestehen aus Stäben von verschiedener Höhe, die, in verschiedenen Zwischenräumen parallel neben einander gelegt,· an ihren Enden auf transversal angebrachten Stangen, sogen. Rostträ'gern, aufliegen. Da diese Roststäbe ihre relative Lage zu einander nicht ändern, so tritt der Üebelstand ein, dafs die schmelzbare Schlacke .(Schmiedschlacke) sich leicht auf dem Rost festbackt, und ein häufiges ,Reinigen erforderlich macht, was immer mit Schwierigkeiten verknüpft ist.

Um den Roststäben eine genügende Widerstandsfähigkeit zu verleihen und gleichzeitig .das Erhitzen der mit dem Brennmaterial in Berührung stehenden Theile zu verringern, hat . man . den Stäben eine parabolische Form gegeben und als Höhe derselben das Fünffache ihrer Dicke genommen. Obschon nur der mit . dem Feuer in Berührung befindliche Theil dem Verbrennen ausgesetzt ist, so wird, wenn dieser eben dadurch abgenutzt ist, der ganze Stab ausgewechselt werden müssen, was einen beträchtlichen Materialverlust mit sich bringt. Ein weiterer Nachtheil der gegenwärtig im Gebrauch befindlichen Roste besteht ferner darin, dafs sie den Verbrennungsgasen einen verhältnifsmäfsig nur engen Durchlafs gewähren, indem die Länge der Stäbe eine Verminderung der Dicke derselben nicht gestattet und andererseits der Zwischenraum zwischen den einzelnen Stäben nicht allzu grofs sein darf, da sonst zu viel Brennmaterial verloren gehen würde.

Der neue Rost hilft nun allen diesen Uebelständen ab, indem er einen dreifachen Vortheil gewähren soll: eine leichte und sozusagen von selbst erfolgende Reinigung, ein wenig kostspieliger Unterhalt und eine vortheilhafte Vertheilung und daraus resultirende Verminderung der Masse. '

Die Reinigung der Stäbe wird leicht bewerkstelligt infolge der Anordnung der das Feuer tragenden Roststäbe, die* derart ist, dafs die Ausdehnung in entgegengesetzten Richtungen erfolgt und die Schlacke dadurch verhindert wird, an dem Rost haften zu bleiben.

Der billige Unterhalt des Rostes beruht hauptsächlich auf zwei Ursachen:

1. In einem fortwährenden Kalthalten der in directer Berührung mit dem Feuer befindlichen Theile, welches einestheils durch die sehr beträchtliche Verdünnung der Luft und durch das Verhältnifs zwischen den durch den Grundrifs der Stäbe bestimmten Heizoberflächen und den Kühlflächen verursacht ist, und anderentheils durch den in den Stäben circulirenden Strom der kühlenden Flüssigkeit.

2. In der Zusammensetzung aus verschiedenen Theilen der Roste, welche gestattet, nur die verbrannten Bestandtheile zu entfernen, ohne die Nachbartheile in Mitleidenschaft zu ziehen.

Zu diesem Zwecke werden zwei Roste über einander liegend angebracht, die Stäbe des unteren Rostes sind voll oder hohl und in grofsen Zwischenräumen von einander gelegt; dieser Rost bildet gleichzeitig den Träger des

oberen, in directer Verbindung mit der brennenden Masse befindlichen Rostes.

Der untere Rost hat einen doppelten Zweck, einmal den eigentlichen Rost zu tragen und dann denselben behufs längerer Conservirung zu kühlen. Zu diesem Zwecke circulirt in diesem unteren Rost entweder ein Luftstrom oder Wasser oder irgend eine andere Flüssigkeit von hinreichend niedriger Temperatur, um den beabsichtigten Zweck zu erreichen. Die durch den Rost erhitzte Kühlflüssigkeit kann später für irgend welche andere Zwecke benutzt werden.

Die Fig. 2 stellt einen Grundrifs der vorliegenden Erfindung dar.

Die Fig. 1 und ι a sind zwei Verticalschnitte eines mit einer Circulirungsvorrichtung für Luft versehenen Rostes; der erste dieser Schnitte ist durch die Mitte des Rostes geführt und der zweite in der Höhe des Rostträgers.

Die Fig. ib stellt im Detail die für die Circulirung einer Kühlflüssigkeit eingerichteten unteren Roststäbe dar, darüber befinden sich die das Feuer tragenden Theile des oberen Rostes. Die unteren Stäbe werden durch U-förmige Eisen, von denen später die Rede sein wird, getragen.

Fig. 3 ist ein Transversalschnitt eines Rostelementes,

Fig. 4 ein Verticalschnitt eines für Circulirung von Wasser eingerichteten Feuerraumes,

Fig. 5 ein Verticalschnitt eines doppelten centralen Sammelapparates im Hintergrunde des Feuerraumes.

Fig. 6 zeigt im Detail eine Verbindung der Röhren mit ihrem Sammelapparat.

Fig. 7 ist ein Grundrifs und Schnitt des Feuerraumes,

Fig. 8 eine Detailzeichnung der Verbindungskasten,

Fig. 9 ein Längenschnitt einer Röhre des Feuerraumes, welche auf einer Seite in den Sammelapparat, auf der anderen Seite in den betreffenden Verbindungskasten einmündet.

Der untere Rost ist mit einer Circulirvorrichtung für Wasser oder andere Flüssigkeiten versehen _ und aus Stäben A aus Eisen oder Gufs gebildet, die entweder eine widerstandsfähige cylindrische oder hohle Form, Fig· 4-, 6 und 7, haben oder elliptisch sind oder die Gestalt eines umgestürzten U, wie in Fig. 1 dargestellt, besitzen. Diese Stäbe A ruhen auf Trägern und münden bei einer Circulirvorrichtung für Wasser auf der einen Seite in einen Hauptsammeiapparat ein, welcher durch transversale Scheidewände in Abtheilungen getheilt ist und vor dem Feuerraum sich befindet. Auf der anderen Seite sind die Rohrstäbe zu zweien durch einen Verbindungskasten G mit einander verbunden, so dafs gewissermafsen eine Reihe von U - förmigen Röhren hergestellt wird. Der Sammelapparat B ist durch Scheidewände W in Äbtheilungen getheilt; in jede dieser letzteren münden zwei neben einander liegende, aber nicht demselben U-förmigen Röhrenpaar angehörende Röhren. Wie leicht ersichtlich, tritt die Kühlflüssigkeit an dem einen Ende des Rostes ein, fliefst durch sämmtliche Rohrstäbe und tritt am anderen Rostende aus.

An den Seiten des Feuerraumes steigt der Sammelapparat B vertical aufwärts, so dafs er selbst wie ein U - förmiger Rahmen den Feuerraum auf drei Seiten umgiebt. Die verticalen Theile C C¹ des Sammelapparates sind gleichfalls in Kammern getheilt, in welche die Rohrstäbe D D¹ einmünden; diese letzteren laufen die dem betreffenden Arme des Sammelapparates entsprechende Seite des Feuerraumes entlang und ebenso an der Hinterwand des Feuerraumes bis zur Mitte. Durch die directe Verbindung mit dem gemeinsamen Sammelapparat BCC¹ bilden diese Rohre die natürliche Fortsetzung des Schlangenrohres und dienen als Tragvorrichtung für den oberen Rost.

Ein zweiter, senkrecht stehender Sammelapparat E befindet sich in der Nähe der Feuerbrücke in der Richtung der Achse des Feuerraumes; in denselben münden die Rohre DD¹; eine verticale Scheidewand theilt diesen Sammelapparat in zwei symmetrische Abtheilungen und isolirt das durch die Rohre D gebildete Schlangenrohr von dem durch die Rohre D¹ gebildeten. Transversale Scheidewände theilen E in mehrere Kammern, in deren jede zwei benachbarte Rohre einmünden. Die -Scheidewände von E und den Seitenarmen C C¹ des Sammelapparates B sind in der Weise angelegt, dafs zwei in dieselbe Kammer von C C¹ einmündende Rohre bei E in verschiedene Kammern auslaufen und somit hier von einander isolirt sind; es werden somit wirkliche Schlangenrohre gebildet, welche die verticalen Wände des Feuerraumes bekleiden.

Jedes andere ähnliche System Schlangenröhren mit parallel liegenden Röhren kann selbstverständlich ebenfalls zum Schutz der Wandungen des Feuerraumes angewendet werden. Je nach der Art des für die Circulation des Wassers angewendeten Systems müssen die Ein- und Austrittsöffnungen in geeigneter Lage angebracht werden, um eine gute Circulirung des Wassers durch die Röhren und den Sammelapparat zu erzielen.

Der Lauf der Flüssigkeit durch die Röhren kann auch leicht umgestellt werden und nach Belieben eine auf- oder niedersteigende Circulation durch die Schlangenrohre hergestellt werden.

Das ganze Rohrsystem kann auch in verschiedene von einander getrennte Systeme zer-

legt werden. Bei grofsen Feuerräumen kann es, um eine genügende Abkühlung zu erhalten, zweckmä'fsig sein, zwei vollständig von einander getrennte Circulirungen der Kühlflüssigkeit herzustellen.

Die Roststäbe A und die Röhren DD¹ sind an ihren bezw. Sammelgefäfsen oder Verbindungskasten durch eine besondere, einen dichten Anschlufs bildende Vorrichtung angebracht, die folgendermafsen beschaffen ist:

An den Enden jeder Röhre befindet sich ein Ring /, Fig. 7 und 9, und über denselben hinweg setzt die Röhre sich noch etwas fort; dieser Ansatz reicht in eine in der Wandung des Sammelapparates oder des Verbindungskastens angebrachte Oeffnung hinein, welche einen kreisrunden Einschnitt besitzt, in dem eine aus elastischer Masse gebildete Scheibe gelagert ist. ■ Diese letztere wird zwischen den Wandungen ihres Lagers und dem Ringe I der Röhren zusammengeprefst und stellt so eine dichte Verbindung her. Zur Aufrechterhaltung und Befestigung der Verbindung der Röhren dient ein besonderer Bügel L, welcher behufs Durchlassung eines Bolzens M perforirt ist. Diese Bügel befinden sich zwischen je zwei auf einander folgenden Röhren und stützen sich einerseits auf die Ringe / der Röhren und andererseits mittelst einer kugelförmigen Erhöhung P auf die Rippe O. Um das Anbringen der Bolzen zu erleichtern, sind die Wände des Sammelapparates, wie aus Fig. 4 ersichtlich, von wellenförmiger Gestalt.

Um einen guten Anschlufs und mithin eine innige Verbindung der Bügel L mit den Rippen O und den Ringen der Röhren herzustellen, haben die Bügel eine kugelförmige Erhöhung P, welche sich auf die Rippe O stützt; ferner sind die Bügel mit einer kugelförmigen Aüsbohrung versehen, in welche eine Scheibe P¹ von gleicher Gestalt gelagert ist, gegen die der Kopf des Bolzens M drückt. Durch diese Vorrichtung ist nicht nur eine innige Berührung des Bügels mit der Rippe und den Ringen der Röhren hergestellt, sondern auch ein stets normaler Druck auf die Berührungsflächen ausgeübt.

: Aufserdem wird jede Röhre durch zwei Bügel gehalten, so dafs, wenn etwa einer derselben oder ein Bolzen brechen sollte, der andere Bügel immer noch die Röhre hält. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Verbindungskasten G mit zwei Oeffhungen versehen, welche die zwei Röhren, die durch den Kasten mit einander verbunden werden sollen, einmünden. Wie bei dem Sammelapparat sind die Oeffhungen mit einer kreisrunden Einkerbung versehen, in welcher eine elastische Scheibe gelagert ist. Die Wandungen der Kasten sind in der Mitte gebogen, um den Bolzen, welche durch die Rippen O¹ von G hindurchgehen, einen Durchlafs zu gestatten. Diese Bolzen dienen dazu, mittelst elliptisch geformter und mit Durchlafsöffhungen für die Schraubenbolzen und Schlangenrohre versehener Bügel die Röhren zu befestigen. Wird Luft oder Gas für die Circulation verwendet, so können die Roststäbe von mannigfacher Form sein, je nach der Beschaffenheit des Brennmaterials. Nachdem die Luft die Rohre durchstrichen hat, kann sie in ein Sammelgefäfs und von da direct in den Feuerraum als Verbrennungsgas oder in irgend einen anderen Apparat geleitet werden.

Soll die Circulation der Luft oder des Gases in den hohlen Stäben nicht weiter verwerthet werden, so können diese letzteren auch durch hohle Träger von der Form eines V oder eines umgestürzten U, Fig. 1 und 1 a, die an ihren Enden durchlöchert sind, ersetzt werden; dieselben bieten eine bessere Kühlfläche und einen höheren Widerstand als die vollen Träger von gleichem Gewicht dar.

Ueber der Oeffnung H¹ am Ende dieser Stäbe befindet sich eine Querstange H aus Gufseisen, welche auf dem Rostbalken aufruht und die unter dem Roststabe frei werdende Luft in das Innere des Feuerraumes leitet.

Der mit Brennmaterial in Berührung stehende Rost ist behufs leichterer Reinigung so eingerichtet, dafs die Ausdehnung in entgegengesetzten Richtungen erfolgt. Diese Stäbe sind aus einer Reihe von Stücken von zwei verschiedenen Typen zusammengesetzt.,

Die eine Art R¹ bildet das Ende des Rostes, während die anderen Stücke R in der Mitte desselben liegen, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist.

Im Aufrifs bilden diese Stücke im allgemeinen die Form eines T, dessen verticaler Theil 0 zwischen den Röhren des unteren Rostes so gelagert ist, dafs der Schwerpunkt dieser T-förmigen Stücke tiefer als der Stützpunkt derselben auf den unseren Rohrstäben liegt.

Die horizontalen Zweige von T schmiegen sich den Formen der. Rohrstäbe an, lassen jedoch einen schwachen Spielraum, um eine gewisse Ausdehnung zu gestatten.

Die Vorsprünge a^l bestimmen den Abstand zwischen den verschiedenen Stücken; sie werden am besten oberhalb der Achse der unteren Roststäbe angebracht.

Die Stücke R¹ sind aus drei Zweigen gebildet und befinden sich an der Seite des Feuerraumes; das Schwanzstück des T bildet ein Stück mit dem grofsen Zweige.

Um den Durchgang der Werkzeuge zu erleichtern, ist jedes Stück in gebogener Form hergestellt. Die beiden Endflügel der Stäbe des oberen Rostes können, um ein Umkippen derselben auf den unteren Rohrstäben zu verhüten, wie aus Fig. ib ersichtlich, nach jeder

Seite der unteren Röststäbe hin verlängert werden.

Die neben einander liegenden Stücke können sich frei ausdehnen, und zwar geschieht dies in gekreuzter Weise. Das Anhaften der geschmolzenen Schlacke auf den Roststäben wird auf diese Weise verhindert. Um dieses Anhaften unmöglich zu machen und während des Ganges des Ofens die Schlackenkuchen leicht zerbrechen zu können, reicht der centrale Theil oder der untere Zweig des T bei jedem Stücke RR¹ hinreichend tief unter die Röhren A des unteren Rostes herab, um mit Hülfe irgend eines Schüreisens aufgerührt werden zu können, so dafs die Asche durchfällt, die Schicht der geschmolzenen Schlacke gebrochen und in die Höhe gehoben wird, um die Luft durchzulassen.

Die den Zwischenraum zwischen den Stücken R R¹ bestimmenden Stücke sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich, abgeschrägt, um eine gewisse hin- und hergehende Bewegung der verschiedenen Stücke unabhängig von einander zu gestatten.

Der so construirte Rost besitzt somit eine äufserst grofse Gelenkigkeit, dabei ist jedes Stück desselben unabhängig von den benachbarten Stücken und kann ziemlich stark gerüttelt werden, ohne fürchten zu müssen, dafs es aus seiner Stelle deshalb gerückt werde. Die Schlacke haftet an den sich in entgegengesetzten Richtungen ausdehnenden Stäben nicht mehr an und kann somit leicht und schnell entfernt werden.

Da die Stäbe nicht lang sind, so kann ihre Dicke und somit auch die Entfernung zwischen den Stäben reducirt werden, ohne das Verhältnifs der lichten Stellen des Rostes zu den vollen zu vermindern.

Infolge der Mannigfaltigkeit der Stücke und ihrer kurzen Länge erhält man ferner einen Rost, welcher bei stark verringertem Gewicht eine im Verhältnifs zu den Seitenflächen der Stäbe sehr geringe horizontale Oberfläche besitzt, so dafs derselbe wenig abgenutzt und immer eine verhältnifsmäfsig sehr geringe Temperatur besitzt.

Wenn nach längerem Gebrauch ein Stück - des Rostes durch ein neues ersetzt werden mufs, so wird das Gewicht des Abfalls bedeutend geringer sein als bei den gewöhnlichen Stäben; das Gesammtgewicht beider Roste ist bedeutend geringer als das Gewicht eines gewöhnlichen Rostes von gleicher Oberfläche, und die bessere Luftvertheilung zwischen dem Rost hält die Stäbe bedeutend kühler und erhöht ihre Wirksamkeit und Dauer. Die zur Verbrennung erforderliche Luft kann vorher erhitzt werden, indem man sie in dem unteren Rost circuliren läfst; ein Theil dieser stark erhitzten Luft wird mit den Verbrennungsgasen gemischt, ohne andere Apparate hierzu nöthig zu haben; beide Roste verrichten so bei dem Verbrennungsprocefs verschiedene Functionen, die jedoch zu demselben Resultate führen. ■ , Die oben beschriebenen Roste dürften somit folgende charakteristische Eigenthümlichkeiten haben:

a) Beständiges Kühlen des Rostes durch Flüssigkeiten und Gase, welche in den Rohrstäben des unteren Rostes circuliren und zum Betriebe des Ofens oder zu anderen Zwecken weiter verwendet werden können.

b) Entgegengesetzte Ausdehnung der Stücke des mit dem Brennmaterial in Berührung befindlichen Rostes zu dem Zwecke, das Anhaften der Schlacke zu verhindern. '■■!

c) Verminderung des Materialverlustes durch Abnutzung des Rostes, indem die angegriffenen und abgenutzten Stücke nur allein versetzt zu werden brauchen.

d) Die Möglichkeit, den Rost je nach der Art des Ofens und des angewendeten Brennmaterials aus Stücken von mannigfacher Form und verschiedenen Dimensionen herzustellen oder denselben aus hohlen oder gefurchten Rohrstäben in variabler Anzahl zu bilden, die je nach dem betreffenden Falle durch ein schnelles Circuliren von Wasser, Luft oder Dampf gekühlt werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch; . _;

   Ein Feuerrost, bestehend aus der Combination einer gekühlten Rostunterlage mit transversal darüber liegenden kurzen Roststäben von gewellter Form, welche so beschaffen sind, dafs bei zwei benachbarten Stäben die Ausdehnung in entgegengesetzter Richtung stattfindet, .^:

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.