DE3533240A1 - Luftkuehlbare feuerraumwand - Google Patents
Luftkuehlbare feuerraumwandInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine luftkühlbare Feuerraumwand für
Verbrennungsöfen, insbesondere für Müllverbrennungsanlagen, bestehend aus
mindestens einem Mauerwerk mit Zwischenraum für die Führung von Kühlluft an
einer der Feuerraumseite abgewandten Wandseite entlang.
Es sind Feuerraumwände dieser Art bekannt, bei welchen zwei mit Abstand
voneinander errichtete Mauerwerke mit einzelnen Abstandshaltern verbunden
sind. Zur Feuerraumseite sind einzelne Schlitze geöffnet, durch welche Luft
in den Feuerraum eingeführt wird. Derartige Konstruktionen sind nicht sehr
stabil. Aus der DE-PS 23 17 064 ist eine luftkühlbare Feuerraumwand
bekannt, welche als metallische luftzuführende Hohlwand ausgebildet ist,
die feuerraumseitig mit Luftaustrittsöffnungen versehen ist, wobei den
Hohlwänden feuerraumseitig im Abstand eine metallische Plattenwand vorgesetzt
ist und wobei der Hohlraum der Hohlwände, deren Luftaustrittsöffnungen
im Innenmantel in den zwischen Innenmantel und vorgesetzter Plattenwand
liegenden Zwischenraum münden, durch gegenüber den erstgenannten Öffnungen
versetzte Öffnungen in der Plattenwand mit dem Feuerraum in Verbindung
steht. Hierdurch soll erreicht werden, daß einerseits die feuerzonennahen
Innenwandflächen keine zur Aschenschmelzung führenden Temperaturen
erreichen und eine wesentliche Verminderung der Außentemperatur eintritt.
Derartige Stahlkonstruktionen sind begrenzt auf maximale Anwendungstemperatur
von ca. 600°C. Sie haben einen großen Luftmengenbedarf
für die Kühlung und sind außerordentlich kostenaufwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Feuerraumwand der
gattungsgemäßen Art zu schaffen, welche mit geringerem Kostenaufwand eine
stabilere und wirksamere Wandkonstruktion ergibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß das
Mauerwerk aus Steinen aufgebaut ist, deren Wandungen jeweils mindestens
einen mit entsprechenden Luftkanälen benachbarter Steine in Strömungsverbindung
stehenden Luftkanal umschließen. Ein solches Mauerwerk ist einfach
und preisgünstig zu errichten und ergibt eine stabile Konstruktion. Wegen
der sich ergebenden großen Kühlflächen ergibt sich bei verhältnismäßig
geringem Luftmengenbedarf schon eine wirksame Verringerung der
Oberflächentemperatur und dadurch Reduzierung von feuerraumseitigen
Schlackenanbackungen. Größere Isolierungen können vermieden werden, da die
in den Luftkanälen der Steine geführte Luft als wirksamer Isolator dient.
Eine teure Stahlkonstruktion ist entbehrlich.
Die Verminderung der Oberflächentemperatur der feuerraumseitigen Wandfläche
ist dann besonders günstig, wenn die feuerraumseitige Fläche der Wandung
des Steines kleiner ist als die gegenüberliegende, dem Luftkanal zugewandte
Fläche der Wandung des Steines. Dies läßt sich gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal
beispielsweise dadurch verwirklichen, daß die dem jeweiligen
Luftkanal zugewandte Wandungsfläche eine flächenvergrößernde
Oberflächenstruktur aufweist.
Die flächenvergrößernde Oberflächenstruktur kann beispielsweise durch
nutartige Aussparungen gebildet sein, welche in Kanallängsrichtung
verlaufen, so daß bei großer Oberflächenwirksamkeit der Strömungswiderstand
für die in den Kanälen strömende Luft nicht wesentlich beeinträchtigt wird.
Derartige nutartige Aussparungen lassen sich auch auf einfache Weise
herstellen.
Bei hoher Feuerraumbelastung kann der Luftkanal jedes Steines weiterhin
durch die Luftströmungsrichtung verlaufende Unterteilungswände zwei- oder
mehrzugig ausgebildet sein. Dadurch kann der Wärmeaustausch mit der Luft
noch weiter verbessert werden, insbesondere wenn auch die Oberflächen der
Unterteilungswände eine flächenvergrößernde Oberflächenstruktur aufweisen.
Es ist auch möglich, in den Luftkanälen bzw. -zügen zusätzliche
oberflächenvergrößernde Einsatzstrukturen, ähnlich einem Cowper-System,
anzuordnen.
Um eine gleichmäßige Wärmeabfuhr durch Druckausgleich zwischen den einzelnen
Luftkanälen zu gewährleisten, bestehen bei einer besonderen Ausgestaltung
der Erfindung zwischen den Luftkanälen benachbarter Steine
und/oder den Zügen ein und desselben Steines Verbindungskanäle.
Ferner können zwischen den Luftkanälen und dem Feuerraum selbst Luftzufuhrkanäle
bestehen. Hierdurch kann die Kühlluft in den Feuerraum eintreten,
um als Sekundärluft für die Nachverbrennung der Rauchgase zur
Verfügung zu stehen. Da die Sekundärluft in den Luftkanälen bereits aufgewärmt
ist, erfolgt eine gute Durchmischung der Rauchgase, weitere
Absenkung der Wandtemperaturen des Feuerraums und dadurch zusätzliche
Verhinderung des Anbackens von Schlacke.
Nach der Erfindung können die Verbindungskanäle und/oder die Luftzufuhrkanäle
auf einfache Weise durch nutartige Einformungen in den
Stirnflächen der Steine gebildet sein, welche sich gegebenenfalls mit
entsprechenden nutartigen Einformungen der jeweils darüber- bzw. darunterliegenden
Steine zu Kanälen mit größerem Querschnitt ergänzen.
Zur Verbesserung der Stabilität der Wandkonstruktion können die Steine im
Verband, also von Lage zu Lage versetzt zueinander angeordnet sein.
Ferner besteht ein weiteres Erfindungsmerkmal darin, daß benachbarte Steine
miteinander verzahnt sind. Die Verzahnung kann sowohl an den
Seitenwandaußenflächen zwischen in einer Steinlage benachbarten Steinen als
auch zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen der Steine benachbarter
Lagen erfolgen, um eine hohe Stabilität der Wandkonstruktion zu erzielen.
Um die Standzeit einer solchen Wandkonstruktion zu erhöhen, kann ferner bei
einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die dem
Feuerraum zugewandte Wandung des Steines stärker ist als seine
Seitenwandungen.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn zwischen oder auf den Steinen luftkanalfreie
Blöcke für die Aufnahme von Verankerungselementen und/oder den
Abschluß der Luftkanäle angeordnet sind. Auf diese Weise ist ohne großen
Konstruktionsaufwand eine Halterung der Feuerraumwand an einer rückwärtigen
Bauwerkskonstruktion, beispielsweise Stahlkonstruktion möglich. Außerdem
dienen die Blöcke dem Abschluß der Luftkanäle am oberen und am unteren
Ende, also sozusagen als Boden und/oder als Deckel.
Auch die Blöcke können mit Steinen in der zuvor geschilderten Art verzahnt
sein.
Die Verzahnung der Steine und/oder der Blöcke kann verhältnismäßig einfach
durch Nut- oder Federanordnungen in den Seitenwandungsaußenflächen und/oder
Stirnflächen der Steine und/oder der Blöcke gebildet sein.
Sowohl die Steine als auch die Blöcke haben vorzugsweise eine Höhe, eine
Tiefe und eine Breite, die sich (in dieser Reihenfolge) auf 64 mm, 125 mm
und 250 mm oder ein Vielfaches davon ergänzen. Hierdurch passen die
erfindungsgemäßen Steine und Blöcke in ein Raster von Normalformat
(Ziegelsteinformat)-Steinen, so daß sie ohne weiteres mit Beimauerungen und
dergleichen im gleichen Raster ergänzt werden können.
Bevorzugt bestehen die Steine und/oder Blöcke aus SiC, ein Material,
welches sich für Feuerraumwände bewährt hat. Wegen der Wärmeleitung wird
ferner vorgeschlagen, die Steine und/oder Blöcke mittels SiC-haltigem
Feuerkitt zu vermauern.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle
beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in
beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung,
auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder
deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Fig. 1 in Schrägansicht, teilweise weggebrochen, einen Ausschnitt auf
einer die Erfindung aufweisenden Feuerraumwand, und
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt von erfindungsgemäßen Steinen
nebeneinander in einer Lage.
Gemäß Fig. 1 ist die luftkühlbare Feuerraumwand aus einem Mauerwerk aus
Steinen 1 aufgebaut, deren Wandungen 2 jeweils mindestens einen prallel
zur Wandungsebene verlaufenden Luftkanal 3 umschließen, so daß mit den
darüber und darunter angeordneten gleichartigen Steinen 1 jeweils ein
durchgängiger Kanal entsteht. Dabei sind Maßnahmen getroffen, daß die
feuerraumseitige Fläche 13 der Wandung 2 des Steines 1 kleiner ist als die
gegenüberliegende dem Luftkanal 3 zugewandte Fläche 14 der Wandung 2 des
Steines 1. Aber nicht nur die Wandungsfläche 14, sondern auch die übrigen,
dem jeweiligen Luftkanal 3 zugewandten Wandungsflächen 4 weisen eine
flächenvergrößernde Oberflächenstruktur 5 auf, welche im dargestellten Fall
durch nutartige Aussparungen gebildet ist, welche in Kanallängsrichtung,
also in Luftströmungsrichtung verlaufen. Zur weiteren Vergrößerung der mit
Luft in Berührung kommenden Flächen der Steine 1 können in
Luftströmungsrichtung verlaufende Unterteilungswände 6 vorgesehen sein, so
daß, wie in je einem Fall dargestellt ist, zweizügige bzw. dreizügige
Kanäle 3 entstehen. Auch die Oberflächen der Unterteilungswände 6 sind in
dem dargestellten Fall mittels flächenvergrößernden Oberflächenstrukturen,
nämlich in Strömungsrichtung verlaufenden nutartigen Aussparungen zur Verbesserung
des Wärmeübergangs versehen. Zwischen den einzelnen Luftkanälen 3
benachbarter Steine 1 sind Verbindungskanäle 7 dadurch gebildet, daß in den
Stirnflächen 9 der Steine 1 nutartige Einformungen vorgesehen sind, welche
sich mit entsprechenden nutartigen Einformungen der stirnseitig angrenzenden
Steine 1 zu je einem vollen Kanal ergänzen und in entsprechende
Verbindungskanäle 7 seitlich in einer Steinlage benachbarter Steine 1 übergehen.
Ferner sind zwischen den Luftkanälen 3 und dem Feuerraum Luftzuführungskanäle 8
vorgesehen, welche in gleicher Weise durch stirnseitige
nutartige Einformungen gebildet sind, welche sich zu vollen Kanälen
ergänzen. Die Steine 1 sind zur Verbesserung der Stabilität der Wandkonstruktion
im Verband, also von Lage zu Lage versetzt angeordnet. Benachbarte
Steine 1 sind miteinander verzahnt, indem diese mittels Nut- und
Federanordnungen 11 in den Seitenwandungsaußenflächen 12 ineinandergreifen.
Die Nut- und Federanordnungen 11 verlaufen ebenfalls im wesentlichen in
Strömungslängsrichtung, welche ein Verschieben der Steine 1 gegeneinander
senkrecht zur Wandhauptebene verhindern. Zusätzlich oder stattdessen können
auch in den Stirnflächen 9 der Steine 1 parallel zur Wandhauptebene
verlaufende Nut- und Federanordnungen vorgesehen sein, so daß nicht nur das
gegenseitige Verrücken der Steine 1 in einer Lage, sondern auch ein gegenseitiges
Verrücken der Steine 1 von Lage zu Lage verhindert ist. Gemäß
Fig. 1 sind zwischen oder auf den mit Kanälen 3 versehenen Steinen 1
luftkanalfreie Blöcke 10 angeordnet. Diese können einer sicheren Aufnahme
von Verankerungselementen für die Befestigung der Mauerkonstruktion an
einer zusätzlichen Stütz- oder Haltekonstruktion aufnehmen oder auch zum
stirnseitigen Verschließen der Kanäle 3 dienen. Die Blöcke 10 können ebenso
wie die Steine 1 untereinander mit den Steinen 1 verzahnt sein. Die Steine
1 und die Blöcke 10 haben vorzugsweise eine Höhe von 64 mm, eine Tiefe von
125 mm und eine Breite von 250 mm oder eine Höhe, Tiefe und Breite, welche
sich zu diesen Normmaßen oder einem Vielfachen davon ergänzen, so daß sie
auf einfache Weise mit Beimauerwerk aus sogenannten Normalformaten in
gleichem Raster verbaut werden können. Die Steine 1 und die Blöcke 10
bestehen vorzugsweise aus SiC; sie können mit SiC-haltigem Feuerkitt vermauert
sein.
- Bezugszeichenliste:
1 Steine
2 Wandungen
3 Luftkanal
4 Wandungsfläche
5 Oberflächenstruktur
6 Unterteilungswände
7 Verbindungskanäle
8 Luftzufuhrkanäle
9 Stirnflächen
10 Blöcke
11 Nut- und Federanordnung
12 Seitenwandungsaußenfläche
13 feuerraumseitge Fläche
14 Fläche
Claims (18)
1. Luftkühlbare Feuerraumwand für Verbrennungsöfen, insbesondere für
Müllverbrennungsanlagen, bestehend aus mindestens einem Mauerwerk mit
Zwischenraum für die Führung von Kühlluft an einer der Feuerraumseite
abgewandten Wandseite entlang, dadurch gekennzeichnet, daß das Mauerwerk
aus Steinen (1) aufgebaut ist, deren Wandungen (2) jeweils mindestens
einen mit entsprechenden Luftkanälen (3) benachbarter Stein (1) in
Strömungsverbindung stehenden Luftkanals (3) umschließen.
2. Feuerraumwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
feuerraumseitige Fläche (13) der Wandung (2) des Steins (1) kleiner ist
als die gegenüberliegende, dem Luftkanal (3) zugewandte Fläche (14) der
Wandung (2) des Steins (1).
3. Feuerraumwand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem
jeweiligen Luftkanal (3) zugewandte Wandungsfläche (4, 14) eine
flächenvergrößernde Oberflächenstruktur (5) aufweist.
4. Feuerraumwand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
flächenvergrößernde Oberflächenstruktur (5) durch nutartige Aussparungen
gebildet ist.
5. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftkanal (3) jedes Steins (1) durch in Luftströmungsrichtung
verlaufende Unterteilungswände (6) zwei- oder mehrzugig ausgebildet ist.
6. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Luftkanälen (3) oberflächenvergrößernde Einsatzstrukturen
angeordnet sind.
7. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Luftkanälen benachbarter Steine (1) und/oder den Zügen
ein und desselben Steines (1) Verbindungskanäle (7) bestehen.
8. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Luftkanälen (3) und dem Feuerraum Luftzuführkanäle (8)
bestehen.
9. Feuerraumwand nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbindungskanäle (7) und/oder die Luftzufuhrkanäle (8) durch nutartige
Einformungen in den Stirnflächen (9) der Steine (1) gebildet sind,
welche sich gegebenenfalls zu den Kanälen ergänzen.
10. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steine (1) im Verband, also von Lage zu Lage versetzt
zueinander angeordnet sind.
11. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß benachbarte Steine (1) miteinander verzahnt sind.
12. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Feuerraum zugewandte Wandung (2) des Steines (1)
stärker ist als seine Seitenwandungen (2).
13. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen oder auf den Steinen (1) luftkanalfreie Blöcke (10)
für die Aufnahme von Verankerungselementen und/oder den Abschluß der
Luftkanäle (3) angeordnet sind.
14. Feuerraumwand nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke
(10) mit den Steinen (1) verzahnt sind.
15. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verzahnung der Steine (1) und/oder der Blöcke (10) durch
Nut- oder Federanordnung (11) in den Seitenwandungsaußenflächen (12)
und/oder Stirnflächen (9) der Steine (1) gebildet ist.
16. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß sich Höhe, Tiefe und Breite der Steine (1) und/oder der Blöcke
(10) auf 64 mm, 125 mm und 250 mm oder ein Vielfaches davon ergänzen.
17. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steine (1) und/oder Blöcke (10) aus SiC bestehen.
18. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steine (1) und/oder Blöcke (10) mittels SiC-haltigem
Feuerkitt vermauert sind.
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