DE3813441A1 - Roststabelement fuer eine schubrostfeuerung zur muellverbrennung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Roststabelement für eine Schubrostfeuerung zur Müllverbrennung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Schubrostfeuerungen, die einen Vorschubrost, Rückschubrost, Horizontalrost, Gegenlaufrost, Über­ schubrost, Langvorschubrost o. dgl. aufweisen können, die­ nen zur Verbrennung von Hausmüll oder hausmüllähnlichem bzw. pastösem Abfallstoff. Hierbei wird dem Verbrennungsgut Verbrennungsluft zugeführt, die aus Öffnungen am jeweiligen Ende der Roststabelemente austritt und nicht nur eine gleichmäßige Verbrennung des Abfallstoffes bewirken soll, sondern auch zur Zwangsluftkühlung der Roststabelemente dient.

Bei einem bekannten Roststabelement der gattungsgemäßen Art (DE-OS 33 13 615 bzw. US-PS 44 63 688) ist die Luftaus­ trittsöffnung am Ende jedes Roststabelementes als Bohrung mit relativ kleinem Querschnitt ausgebildet. Dies hat zur Folge, daß die aus diesen Bohrungen austretende Verbren­ nungsluft nicht mit ausreichend großer Menge auf das Ver­ brennungsgut gerichtet werden kann. Es muß daher nach wie vor zusätzliche Verbrennungsluft von unten nach oben verti­ kal durch einen zwangsläufig zwischen zwei benachbarten Roststabelementen vorgesehenen Längsspalt eingeblasen wer­ den. Ein derartiger vertikaler Längsspalt zwischen zwei be­ nachbarten Roststabelementen schließt jedoch die Verbren­ nung von pastösen Abfallstoffen weitgehend aus, da hierbei die Gefahr besteht, daß derartige pastöse Abfallstoffe in unerwünschter Weise in den vertikalen Längsspalt zwischen zwei Roststabelementen eindringen. Schließlich wird auch aufgrund unterschiedlicher Längsspaltöffnungen, die durch Verklemmen oder Verkeilen der einzelnen Roststabelemente bedingt sind, ein Hängenbleiben des Verbrennungsgutes im Längsspalt bewirkt. Dies wiederum verursacht eine ungleich­ mäßige Verbrennungsluftzufuhr und damit eine zu hohe Ge­ schwindigkeit der Verbrennungsluft, was eine übergroße Ver­ brennungstemperatur des Verbrennungsgutes auf den Roststab­ elementen zur Folge hat. Dies zieht unmittelbar gravierende Nachteile nach sich, die darin bestehen, daß auf der jewei­ ligen Oberseite der Roststabelemente, die als Material­ rutschfläche dient, eine zu hohe Wandtemperatur auftritt, was eine unerwünschte metallische Aufschweißung auf den Ma­ terialrutschflächen der Roststabelemente bewirkt.

Da bei den bekannten Roststabelementen die Verbrennungsluft nicht in spezieller Weise den Austrittsöffnungen zugeführt wird, ergibt sich hierdurch eine insgesamt ungleichmäßige Verbrennungsluftzufuhr. Dies gewährleistet keine optimale Verbrennung, was unmittelbar die bekannten Nachteile nach sich zieht, nämlich eine übermäßige Kohlenmonoxidbildung mit der sich hieraus ergebenden Korrosion der Roststabele­ mente.

Weiterhin wirken sich auch die zwischen den bekannten Rost­ stabelementen vorgesehenen Längsspalte, die der vertikalen Zufuhr von zusätzlicher Verbrennungsluft dienen, deswegen nachteilig aus, weil unverbrannter Hausmüll o. dgl. durch diese Spaltöffnungen in die darunter angeordneten Asche­ trichter hindurchfällt. Dies beinhaltet die Gefahr, daß der hindurchfallende Hausmüll von den noch glühenden herab­ fallenden Ascheteilchen zum Entzünden gebracht werden kann, so daß hierdurch ein Trichterbrand unterhalt des Schubro­ stes verursacht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Rost­ stabelement der gattungsgemäßen Art zur Beseitigung der ge­ schilderten Nachteile mit geringem konstruktivem Aufwand derart auszugestalten, daß eine optimale Verbrennung des Hausmülls o. dgl. gewährleistet und gleichzeitig eine mög­ lichst große Schonung des Roststabelementes bzw. dessen lange Lebensdauer sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird bei dem Roststabelement gemäß der Erfin­ dung durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Roststabelement wer­ den die den bekannten Rostfeuerungen für Müllkessel eigenen Nachteile vollständig vermieden, da unabhängig davon, ob der zu verbrennende Hausmüll trocken oder feucht bzw. pastös ist, eine gleichmäßige und optimale Verbrennung des Verbrennungsgutes gewährleistet ist. Das erfindungsgemäße Roststabelement ist als zwangsluftgekühltes Roststabelement ausgebildet, dem die Verbrennungsluft über als Luftaus­ trittsschlitze ausgestaltete Öffnungen, die sich über weit­ gehend die gesamte Breite des Roststabelementes erstrecken, zugeführt wird.

Vorzugsweise besteht jedes Roststabelement aus hitzebestän­ digem Stahlguß mit hohem Chromgehalt, wobei die einzelnen Roststabelemente beidseits plangefräst sind und seitliche Bohrungen zur Aufnahme von Schrauben o. dgl. Verbindungs­ mitteln aus warmfestem Stahl aufweisen. Dadurch läßt sich in einfacher Weise eine spaltfreie Verbrennungsrostfläche bilden, bei der nicht mehr die Gefahr besteht, daß pastöser oder sonstiger Abfallstoff zwischen die einzelnen Roststab­ elemente eindringt.

Die optimale Verbrennung und der optimale Ausbrand des Ab­ fallstoffs werden dadurch erreicht, daß die Verbrennungs­ luft durch die in jedem Roststabelement in wenigstens zwei Stufen vorgesehenen Luftaustrittsschlitze über die gesamte Verbrennungsrostbreite und -länge horizontal sowie gleich­ mäßig eingeblasen wird. Hierdurch werden in vorteilhafter Weise die Materialrutschflächen des Roststabelementes auf­ grund der auftreffenden Verbrennungsluft gleichzeitig ge­ kühlt, so daß dadurch die unerwünschte Bildung metallischer Aufschweißungen mit Sicherheit verhindert wird.

Dadurch, daß erfindungsgemäß jedes Roststabelement wenig­ stens zwei kaskadenartig übereinander angeordnete Material­ rutschflächen aufweist, die an ihrem Ende durch stufenar­ tige Nasen bzw. Schultern begrenzt sind, ist bei der Hin- und Herbewegung der Roststabelemente gewährleistet, daß je­ des einzelne Roststabelement den Hausmüll oder sonstigen Abfallstoff bei der Verbrennung mehrmals umwälzt.

Wesentlich bei der Erfindung ist weiterhin, daß sich die Luftaustrittsschlitze weitgehend über die gesamte Breite des Roststabelementes erstrecken. Hierbei ist eine kon­ struktive Grenze lediglich dadurch gegeben, daß jedes Rost­ stabelement vertikal durch einen inneren Längsmittelsteg unterteilt ist, welcher der Wärmeabfuhr dient. Diese Wär­ meabfuhr wird weiterhin begünstigt durch weitgehend hori­ zontal sich erstreckende Kühlrippen, die beidseits des ver­ tikalen Längsmittelsteges vorgesehen sind und die einzelnen Luftkanäle begrenzen.

Diese Luftkanäle sind in weiterer Ausgestaltung der Erfin­ dung derart ausgestaltet, daß die Verbrennungsluft als weitgehend laminarer Düsenstrahl aus den Luftaustritts­ schlitzen austritt und auf den Müll o. dgl., der sich auf der davor angeordneten Materialrutschfläche befindet, auf­ trifft sowie dann in den Müll eindringt. Von besonderer Bedeutung ist hierbei, daß Form und Querschnittsverlauf der Luftkanäle derart gewählt sind, daß auf der Höhe der Luftaustrittsschlitze die gesamte oder weitgehend die ge­ samte vom Primärluftventilator erzeugte Druckenergie der zugeführten Verbrennungsluft in Geschwindigkeit umgesetzt ist, und zwar ohne nennenswerten Druckverlust.

Die vorerwähnten Vorteile werden in weiterer Ausgestaltung der Erfindung noch dadurch verstärkt, daß die Luftaus­ trittsschlitze als konisch sich verjüngende Düsen ausgebil­ det sind, bei denen die Neigung der Düseninnenwand maximal 10 bis 11° zur Mittelachse beträgt. Dadurch ist ein ge­ ringstmöglicher Druckverlust bei gleichzeitig weitgehend laminarer Ausbildung der aus den Düsen austretenden Ver­ brennungsluft gewährleistet.

Die Erfindung wird im folgenden in Form eines Ausführungs­ beispiels anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 schematisch im Querschnitt eine aus einzelnen Rost­ stabelementen gemäß der Erfindung gebildete Schubrostfeue­ rung zur Müllverbrennung;

Fig. 2 perspektivisch sowie teilweise im Schnitt zwei dach­ ziegelartig übereinander angeordnete Roststabelemente und

Fig. 3 vergrößert perspektivisch sowie teilweise im Schnitt ein einzelnes Roststabelement.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein aus einzelnen Roststab­ elementen 1 gebildeter Vorschubverbrennungsrost vorgesehen, der unterhalb eines Feuerraumes 2 angeordnet und mit von oben zugeführtem Verbrennungsgut 3 in Form von Hausmüll o. dgl. beschickt ist.

Unterhalb der Roststabelemente 1 sind Luftverteilerkästen 4 angeordnet, die in Aschetrichtern 14 untergebracht sind und über die den zwangsluftgekühlten Roststabelementen 1 mit­ tels eines Ventilators 15 Verbrennungsluft zugeführt wird. Diese Verbrennungsluft, die gleichzeitig als Kühlluft für die Roststabelemente 1 dient, tritt in noch zu beschrei­ bender Weise in der durch die Pfeile 13 gekennzeichneten Blasrichtung weitgehend horizontal aus und tritt als weit­ gehend laminarer Düsenstrahl in das auf den Roststabelemen­ ten 1 befindliche Verbrennungsgut 3 ein.

Wie im einzelnen aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, weist bei der dargestellten Ausführungsform jedes Roststabelement 1 zwei Materialrutschflächen 9, 10 auf, die kaskadenartig übereinander angeordnet sind und der mehrfachen Umwälzung des Verbrennungsgutes 3 dienen. Die Materialrutschflächen 9, 10 sind an ihrem jeweiligen Ende durch eine stufenartige Nase 22 bzw. 22 a bzw. durch eine Schulter begrenzt.

Jedes Roststabelement 1 ist zur Wärmeabfuhr vertikal durch einen inneren Längsmittelsteg 8 unterteilt, an dem beid­ seits zwei Luftkanäle 23, 24 zur Zufuhr der Verbrennungs­ luft zu den Materialrutschflächen 9, 10 ausgebildet sind. Diese Verbrennungsluft tritt aus Luftaustrittsschlitzen 5, 6 aus, die jeweils in den die Enden der Materialrutschflä­ chen 9, 10 begrenzenden Nasen 22, 22 a vorgesehen sind. Diese Luftaustrittsschlitze 5, 6 erstrecken sich über weit­ gehend die gesamte Breite des Roststabelementes 1 und sind, wie deutlich aus Fig. 3 ersichtlich, derart als konisch sich verjüngende Düsen ausgebildet, daß die Neigung der Dü­ seninnenwand maximal 10 bis 11° zur Düsenmittelachse be­ trägt und somit die Verbrennungsluft aus den Luftaustritts­ schlitzen 5, 6 in Form eines weitgehend laminaren Düsen­ strahls 13 austritt. Hierbei sind Form und Querschnittsver­ lauf der Luftkanäle 23, 24 derart gewählt, daß auf der Höhe der Luftaustrittsschlitze 5, 6 die gesamte Druckenergie der Verbrennungsluft weitgehend in Geschwindigkeit umgesetzt ist. Somit trifft der laminare Luftstrahl 13 mit hoher Ge­ schwindigkeit auf den auf den jeweiligen Materialrutschflä­ chen 9, 10 befindlichen Hausmüll 3, was ein wirksames Ein­ dringen der Verbrennungsluft in den Hausmüll 3 und damit eine optimale Verbrennung gewährleistet.

Die beidseits des vertikalen Längsmittelsteges 8 vorgese­ henen zwei Luftkanäle 23, 24 sind jeweils durch weitgehend sind und zusammen mit diesem die Wärmeabfuhr von den Mate­ rialrutschflächen 9, 10 begünstigen. Gleichzeitig wird hierdurch die durch die Luftkanäle 23, 24 einströmende Ver­ brennungsluft in erwünschter Weise erwärmt. Durch die der­ art wirksam gekühlten Materialrutschflächen 9, 10 wird die Temperatur auf der Oberseite der Roststabelemente 1 sehr niedrig gehalten, so daß hierdurch die unerwünschte metal­ lische Aufschweißung von Material verhindert wird.

Die gleichmäßig auf der gesamten Verbrennungsrostbreite eingeblasene Verbrennungsluft bewirkt eine ruhige und opti­ male Verbrennung des Hausmülls 3 o. dgl., so daß hierdurch der Kohlenmonoxidgehalt weitgehend herabgesetzt wird.

Jedes Roststabelement 1 weist in seinem Längsmittelsteg 8 Bohrungen 7 zur Aufnahme von nicht näher dargestellten Schrauben o. dgl. Verbindungsmitteln auf. Hierdurch lassen sich die Roststabelemente 1, die beidseits plangefräst sind, zu einer spaltfreien, dichten Verbrennungsrostfläche aneinanderfügen, so daß auf einen derart gebildeten dichten Verbrennungsrost selbst pastöses Verbrennungsgut 3 zum Zweck der Verbrennung aufgegeben werden kann, ohne daß die Gefahr eines Eindringens dieses Verbrennungsgutes 3 zwischen die Roststabelemente 1 besteht.

Claims (6)

1. Roststabelement für eine Schubrostfeuerung zur Müllverbren­ nung, wobei die Roststabelemente zur dachziegelartig über­ einanderliegenden Anordnung ausgebildet sind und an ihrem Ende Öffnungen zum Austritt von Verbrennungsluft aufweisen, dadurch gekennzeichnet,

• - daß jedes Roststabelement (1) zur mehrfachen Umwälzung des Verbrennungsgutes (3) wenigstens zwei kaskadenartig übereinander angeordnete Materialrutschflächen (9, 10) auf­ weist, die an ihrem Ende durch stufenartige Nasen (22, 22 a) bzw. Schultern begrenzt sind,
• - daß die Luftaustrittsöffnungen in jeder Nase (22, 22 a) des Roststabelementes (1) vorgesehen und zur horizontalen bzw. parallelen Zufuhr von Verbrennungsluft auf die angren­ zende nächste Rutschfläche (9 bzw. 10) als Luftaustritts­ schlitze (5, 6) ausgebildet sind, die sich über weitgehend die gesamte Breite des Roststabelementes (1) erstrecken, und
• - daß jedes Roststabelement (1) zur Wärmeabfuhr vertikal durch einen inneren Längsmittelsteg (8) unterteilt ist, an dem beidseits Luftkanäle (23, 24) zur Zufuhr der Verbren­ nungsluft zu den Luftaustrittsschlitzen (5, 6) ausgebildet sind.

2. Roststabelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkanäle (23, 24) beidseits des vertikalen Längs­ mittelsteges (8) durch weitgehend horizontal sich er­ streckende Kühlrippen (11, 12) begrenzt bzw. gegeneinander abgegrenzt sind, die mit dem Längsmittelsteg (8) verbunden sind.

3. Roststabelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Form und Querschnittsverlauf der Luftkanäle (23, 24) derart gestaltet sind, daß die Verbrennungsluft als weitge­ hend laminarer Düsenstrahl (13) aus den Luftaustritts­ schlitzen (5, 6) austritt und/oder auf der Höhe der Luft austrittsschlitze (5, 6) weitgehend die gesamte Druckener­ gie der Verbrennungluft ohne nennenswerten Druckverlust in Geschwindigkeit umgesetzt ist.

4. Roststabelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsschlitze (5, 6) als Düsen ausgebildet sind, deren Querschnitt sich vom Düsenanfang bis zum Dü­ senende verjüngt.

5. Roststabelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Düseninnenwand maximal 10 bis 11° zur Mittelachse beträgt.

6. Roststabelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Roststabelement (1) beidseits plangefräst ist und Bohrungen (7) zur Aufnahme von Verbindungsmitteln zur Bil­ dung einer spaltfreien Verbrennungsrostfläche aufweist.