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Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Unterwindzufuhr zu F'euerungsanlagen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Unterwindzufuhr
zu Feuerungsanlagen mit mehreren von der Luft durchströmten Luftzuführungskästen,
in denen von der Strömungsgeschwindigkeit der Luft beeinflußte Steuervorrichtungen
angeordnet sind, die bei erhöhter Strömungsgeschwindigkeit der Luft im zugehörigen
Luftzuführungskasten dessen Luftdurchgang mittels Regelglieder drosseln. Bei bekannten
Einrichtungen dieser Art sind in den einzelnen Luftzuführungskästen Klappen angeordnet,
die bei zu großer Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch Drosseln des Luftdurchlasses
ein Durchbrennen des Brennstoffbettes verhüten sollen. Die einzelnen Klappen sind
dabei nicht miteinander verbunden. Wenn bei einer solchen Anlage infolge der Erhöhung
des Zuges in einem Luftzuführungskasten die entsprechende Drosselklappe mehr geschlossen
wird, so wird sich die Luftströmungsgeschwindigkeit in den übrigen Kästen zunächst
erhöhen,- worauf auch die Regelklappen dieser Windkästen mehr geschlossen werden.
Infolgedessen wird also nicht nur in dem ersterwähnten Luftzuführungskasten, in
dem sich der Zug erhöht hätte, eine Drosselung der Luftzufuhr erfolgen, sondern
auch in allen übrigen Kästen bzw. in allen Zonen des Feuerbettes. Gemäß der Erfindung
sind die Steuervorrichtungen, z. B. Steuerklappen, der Luftzuführungskästen durch
ein gemeinsames Hebelwerk" an welches sie mittels Lenkerstangen angeschlossen sind,
derart unter sich verbunden, daß eine Steuerbewegung einer Steuervorrichtung eine
entgegengesetzt gerichtete Steuerbewegung der anderen Steuervorrichtungen bewirkt,
wobei die Übersetzungsverhältnisse der einzelnen Hebel so bemessen sind, daß jede
beliebige Gleichgewichtslage des Hebelwerkes stets denselben gesamten Luftdurchströmungsquerschnitt
ergibt.
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Auf diese Weise wird erreicht, daß, wenn einer Stelle des Brennstoffbettes
infolge einer verhältnismäßig dünnen Kohlenschicht zuviel Luft zugeführt wird,-an
dieser Stelle die Luftzufuhr gedrosselt wird, wobei die drosselnde Bewegung der
zugehörigen Steuervorrichtung selbsttätig derart auf die anderen Luftzuführungskästen
einwirkt, daß den übrigen Stellen des Brennstoffbettes entsprechend mehr Verbrennungsluft
-zugeführt wird, so daß also die Verbrennung in allen Teilen des Brennstoffbettes
gewissermaßen vergleichmäßigt wird. Dabei bleibt der Gesamtluftdurchströmungsquerschnitt
gleich.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
Abb. i ist ein Längsschnitt durch eine mit dem Gegenstand
der Erfindung ausgerüstete Unterschubfeuerung ; Abb. 2 ist ein Schnitt nach der
Linie 2-2 der Abb. i von oben gesehen und zeigt die Ausführung des Ausgleichshebelgestänges;
Abb. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie 3-3 der Abb. 2 und zeigt die Lagerung
des Haupthebels; Abb. 4 zeigt als Schnitt nach der Linie 4-4 der Abb. 2 die Lagerung
der Zwischenhebel auf dem Haupthebel; Abb. 5 zeigt in größerem Maßstab, als Schnitt
von oben gesehen, die Verbindung der Zwischenhebel mit den Steuerklappen; Abb. 6
bis io zeigen Anordnungen des Hebelgestänges für Feuerungen mit jeweils verschiedener
Reglerzahl in einer einzigen Düsenbank; Abb. ii zeigt schematisch eine Hebelanordnung,
geeignet für eine Unterschubfeuerungsanlage mit drei Reihen von Luftzuführungskästen
; Abb. 12 zeigt schematisch noch eine andere Ausbildung des Hebelgestänges zur Verbindung
der Reglerantriebe einer Düsenbank; Abb.13 zeigt die Anordnung der Steuervorrichtung
in einem Luftzuführungskasten. Bei der in Abb. i dargestellten Unterschubfeuerungsanlage,
bei welcher mehrere Düsenbänke immer einzeln mit Brennstoffretorten abwechseln,
hat- jede Düsenbank ein Paar in der Feuerraumwand gelagerter Seitenwände und eine
Reihe Einzeldüsen üblicher Art mit Luftlöchern, an welche im Innern jeder Düse ein
Luftzuführungskanal anschließt. Der Kanal zwischen den Seitenwänden der Düsenbank
ist durch Trennwände, die mit den Einzeldüsen zusammenhängen oder an sie angeschlossen
sind, in einzelne Kammern unterteilt, von denen jede Kammer mittels einer Luftdüse
mit dem Windkasten der Feuerung in Verbindung steht und eine Steuervorrichtung enthält,
die bei einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft den freien Luftdurchlaß
drosselt.
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Wie Abb. i zeigt, gehören zu jeder Düsenbank vier Seitenplatten 6
und Einzeldüsen 7, durch deren Öffnungen 8 Luft in die darüberliegende Brennstoffschicht
tritt. Zwischen den Seitenplatten 6 liegen die Luftreglerkästen 27, welche zwischen
je einer Luftdüse und dem Windkasten 12 angeordnet sind und die von dem letzteren
durch die erstere strömende Luftmenge selbsttätig regeln. .
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Die zu je einer Düsenbank 4 gehörigen Reglerkästen 27 liegen auf einem
Paar Längsträger 28 mit seitlichen Ansätzen 29 und 3o an den Enden, während zwischen
den Seitenplatten 6 jeder Düsenbank ein Paar querlaufender Auflagerträger 31 und
32 angeordnet und an den ersteren befestigt sind. Die Ansätze 29 und 3o sind mittels
Drehzapfen an den Auflagern 31 und 32 befestigt.
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Jeder Reglerkasten bzw. Luftzuführungskasten 27 (Abb. 13) hat Seiten-
und Endwände und ist in eine obere Klappenkammer k und eine untere Antriebskammer
Z unterteilt, die durch eine Einschnürung c voneinander getrennt sind. In der unteren
Kammer Z befindet sich ein Paar schwingbar in den Endwänden gelagerter Steuerklappen
43, die infolge zwangsläufiger Verbindung mittels Stangen i gleichmäßig in Bewegung
gesetzt werden. Die obere Kammer k enthält ein Paar einzeln mit je einer der darunterliegenden
Steuerklappe zwangsläufig verbundener ausgewuchteter Klappen e.
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Bei -normalem Betrieb und richtiger Brennstoffmenge in gleichmäßiger
Verteilung über das ganze Feuerbett oberhalb der Düsen 7 ist die Lage der Teile
in jedem Reglerkasten 27 derart, daß aus dem Windkasten 12 unterhalb der Düsenbänke
ein gleichmäßiger Luftstrom zwischen den Steuerklappen 43 in der Antriebskammer
durch die Einschnürung c zwischen der oberen und unteren Kammer k und
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zwischen den Drehklappen e in der oberen Kammer und durch die Luftdüse
13 in die Luftkammer unter der zugehörigen Einzeldüse 7 und von dort durch die Öffnungen
-8 in der Düse in die darüberliegende Brennstoffschicht strömt, so daß über das
ganze Feuerbett hin die Verbrennung in normaler Weise vor sich geht, wobei die Brennstoffschicht
der austretenden Luft einen gewissen Widerstand bietet.
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Sollte das Feuer irgendwo durchbrennen, dann wird dort r 4er Widerstand
gegen die durchströmende Luft geringer und dadurch der Luftstrom stärker. Jedoch
wird der beschleunigte Luftstrom gleich durch die Steuerklappen 43 mittels der Klappen
e auf folgende Weise gedrosselt.
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jede Steuerklappe 43 bildet mit einer Seitenwand g des Reglerkastens
eine zusätzliche Kammer 1a. Bei normalen Betriebsverhältnissen ist der Luftdruck
in der Antriebskammer l und in den beiden zusätzlichen Seitenkammern la ziemlich
gleich, und infolgedessen sind die Steuerklappen 43 und die unmittelbar damit verbundenen
Klappen e in einer mittleren Lage. Brennt nun das Feuer an einer Stelle durch, dann
verstärkt sich die Geschwindigkeit des durchströmenden Luftstromes und die Einschnürung
im Reglerkasten 27 bewirkt, daß in den von den Steuerklappen 43 und den Seitenwänden
des Kastens gebildeten Seitenkammern k eine Druckverminderung entsteht, welche bewirkt,
daß die -. Steuerklappen 43 seitlich ausschwingen und dabei die Klappen e drehen,
so daß der Durchströmquerschnitt zu der Düse 13 verringert wird. Hört die vergrößerte
Strömungsgeschwindigkeit der Luft
und damit der erhöhte Unterdruck
in den Seitenkammern k wieder auf, so bewegen sich die Steuerklappen 43 in ihre
Mittellage zurück.
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Aus Abb. 2 ist ersichtlich, daß eine Steuerklappe 43 jedes Reglerkastens
durch eine Gelenkstange 6o an das Ende eines Hebels 61 angeschlossen ist. Jeder
Hebel 61 ist zwischen seinen Enden im Punkte 62 an dem Ende eines Haupthebels 63
gelagert, der seinerseits zwischen seinen Enden bei 64 an einem der Rahmenträger
28 drehbar gelagert ist.
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In Abb. 2 sind die einzelnen Luftzuführungskästen bzw. Reglerkästen
27 mit a, b, c und d bezeichnet. Brennt nun das Feuer über dem =Reglerkasten b aus,
so daß die Steuerklappen 43 dieses Reglers unter Drosselung des Luftdurchlasses
ausschwingen, wie oben beschrieben, dann wird der Hebel 61 von diesen Klappen im
Uhrzeigersinn gedreht und bewirkt, daß die Steuerklappen 43 des Reglers a sich einander
nähern und den Luftdurchlaß vergrößern. Das Auswärtsschwingen der Steuerklappen
43 im Regler b hat dabei ein ziemlich gleichmäßiges Sichnähern der Steuerklappen
43 den Reglerkästen cz, c und d zur Folge. Da der Hebel 61 sich bei 62 dreht
und die Steuerklappen 43 des Reglerkastens a der Einwärtsschwingung des daran angeschlossenen
Hebelendes Widerstand entgegensetzen, muß das anschließende Ende des Hebels 63 ausweichen,
so daß der letztere sich um seinen Drehpunkt 64 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn
dreht und den Drehpunkt 62 des zwischen den Reglerkästen c und d gelegenen Hebels
61 mitsamt diesem dem Träger 28 nähert. Der zuletzt genannte Hebel 61 übt dabei
auf beide Stangen 6o an seinen beiden Enden einen ziemlich gleichmäßigen Druck aus
und drückt so die Steuerklappen 43 der Reglerkästen c und d gleichmäßig einwärts,
so daß deren Regelklappen e weitergeöffnet werden und ein stärkerer Luftstrom in
die zugehörigen Düsen gelangt.
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Dieselbe Wirkung, wie sie für ein Ausbrennen des Brennstoffbettes
oberhalb des Reglerkastens b- beschrieben ist, tritt ein, wenn über einem anderen
Reglerkasten das BrennstoffbEtt durchbrennt.
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- In Abb. 1r ist schematisch eine Anordnung zum Verbinden der Steuerklappen
43 des ganzen Feuerbettes dargestellt, und zwar soll die Verbindung bewirken, daß
bei einer Zunahme des Luftstromes in einem beliebigen der Reglerkästen in diesem
die Luftströmung selbsttätig gedrosselt wird, dabei jedoch die Luftströmung in den
anderen Reglerkästen verstärkt wird, so daß das Feuer an den nicht durchgebrannten
Stellen lebhafter brennt. Zu diesem Zweck sind bei dem in Abb. 11 dargestellten
Hebelgestänge die Steuerklappen 43 je zweier benachbarter Reglerkästen in derselben
Weise, wie in Abb. 2 dargestellt, durch Gelenkstangen 6o an den Enden der Hebel
61 angeschlossen. Ein Hebel 61 der seitlichen Düsenbank ist bei 62a an einen Hebel
75 angeschlossen, und der letztere ist bei 76 an einem Ende des bei 64a in der beschriebenen
Weise am Träger 28 gelagerten Hauptausgleichshebels 63a befestigt. Das andere Ende
des Hebels 75 ist durch einen Lenker 77 an den ortsfesten Zapfen 78 angeschlossen.
Der am anderen Ende der Düsenbank befindliche Hebel 61 ist in derselben Weise mit
dem Gesamthebelgestänge verbunden, nur ist dort der Hebel 73a durch einen Lenker
7711 an den Hebel 75b= der zur benachbarten Düsenbank gehörigen Reglerreihe angeschlossen
und so fort durch die ganze Feuerung, bis zuletzt an der gegenüberliegenden letzten
Düsenbank der Hebel 75c mittels eines Lenkers 77 an der dortigen Feuerraumwand
an einem ortsfesten Zapfen 7811 angeschlossen ist. Durch die Verbindung der Reglerkästen
aller Düsenbänke untereinander wird eine Bewegung einer der Steuerklappen die -Lage
aller übrigen Steuerklappen der Feuerung und damit die Stellung der Regelklappen
beeinflussen und damit überall die durch den betreffenden Regler in die Feuerung
strömende Luftmenge einstellen.
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Wie in der Abb. 1 dargestellt ist, hat jeder Hauptausgleichshebel
in der Mitte für die Aufnahme von Drehzapfen eine Nabe 35, an welche beiderseits
und in eins damit ausgeführt oben und unten je eine Schiene 36 bzw.37 (Abb.4) sich
anschließen, zwischen deren Außenenden ein ebenfalls in eins damit ausgeführtes
rechteckiges Joch 38 zur Aufnahme der Lagerung 62 für den betreffenden Hebel 61
liegt. Zwischen den beiden Jochen und der Nabe 35 sind die beiden Schienen durch
Stege 39 miteinander verbünden, die zwischen sich Ausschnitte 40, 41 und
42 freilassen. In den Ausschnitten 4o an den beiden Enden des Haupthebels 63 spielen
die an ihm angeschlossenen Hebel 61.
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Abb. 3 zeigt die Lagerung 64 des Hebels 63. An den beiden Enden der
Nabe 35 sind Stahlpflöcke 44 in Bohrungen 45 der Nabe 35 eingepaßt. Das äußere Ende
jedes dieser Zentrierpfiöcke ist kegelig ausgebohrt und nimmt in dieser Bohrung
die Kegelspitze einer Stellschraube 46 auf, von denen jede durch einen von zwei
Armen 47 hindurchgeschraubt ist. Die letzteren gehören zu einer mit einem Bolzen
49 außen an den Steg eines der Träger 28 befestigten Platte 48 und ragen, wie Abb.
3 zeigt, außen über -die Flansche dieses Trägers hinweg. Zur Sicherung der ganzen
Lagerung in ihrer Lage sind die Arme noch mittels Schrauben 50 mit den Flanschen
des Trägers 28 verspannt.
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jeder Hebel 61 besteht aus einer flachen Platte mit fest zu verschiedenen
Seiten daran
angebrachten Drehzapfenlagern 51 an ihrem Drehpunkt
62 (Abb. 4). Auch diese Lager sind kegelig gebohrt bei 52 und nehmen in diesen Bohrungen
entsprechend kegelige Enden von Schrauben 53 auf,- die von oben und unten durch,
die Joche -an den -beiden. Enden des Haupthebels 63 hindurchgeschraubt sind.
Der Drehzapfen 46 des Haupthebels 63 und - die Drehzapfen, 53 der Hebel 61: sind
einander parallel _(Abb. i urid. 2). , Die entgegengesetzten Enden jedes Hebels
61 sind durch je »eine einstellbare Verbindung 6o an eine der Steuerklappen 43 jedes
Reglerkästens 27' angeschlossen. Die Verbindung 6o ist, : wie Abb. 5 zeigt, nach
Art eines Spannschlosses -ausgebildet. Ein Gewindestück 8o mit Linksgewinde des
Schlosses ist an seinem freien -Ende mittels eines Zapfens 81 drehbar reit dem ,Hebel
61 verbunden, und das andere Gewindestück 82 ' mit Rechtsgewinde , ist -an seinem
freien Ende mittels einer Kugel 83,
in die es endet; an einer Steuerklappe
43 angeschlossen. Hierzu ist, wie Abb.5 zeigt, die Klappe 43 -entsprechend kreisförmig.
ausgeschnitten und. der Ausschnitt 84 beiderseits mit Blechen 85, 86 überdeckt,
in welche Kugelkappen eingepreßt sind und von welchen eins eine Durchlaßöffnung
87 zum Hindurchführen des Gewindestücks 82 hat: ' Die die Kugel 83 umhüllenden Bleche
.43, 85 und - 86 sind durch Niete 88 verbunden. -Die Spannhülse 89 hat entsprechendes
Rechts-und -Linksmuttergewinde, und neben ihr ist auf das Gewindestück 82 eine -
Mutter go . aufgeschraubt, um die Teile des Spannschlosses in ihrer -gegenseitigen
Lage zu sichern,' wenn die Länge der - Verbindung,6o fertig eingestellt ist-.
Die Abb. 6 bis io geben verschiedene Verbindungsmöglichkeiten der Steuerklappen
einer Düsenbank je - nach der Anzahl- der Reglerkästen in dieser Bank -wieder, so
Abb. 6 für zwei, Abb. 7 für drei, Abb. 8 für vier, Abb. g für fünf und Abb. io für
- sechs Kästen. - Die Anordnung ist in allen diesen Fällen derart, dag an einem
- Haupthebel beiderseits 'seines Drehpunktes gleich viele Regler angreifen oder
die -Zahl der an einer Seite angreifenden, von der Zahl zier an der anderen Seite
angreifenden um eins verschieden ist. Die Lage des Drehpunktes der Haupthebel ist
derart gewählt,. daß;. ;gleiche Steuerkräfte vorausgesetzt, -die Sürrime der auf
ihn einwirkenden Drehmomente gleich.Null ist. .# -'Bei der Dieiregieranordnung nach
Abb.7 ist der Lenker 6o eines der Regler unmittelbar an -ein -Ende eines Zwischenhebels
gi angeschlossen, der an seinem anderen Ende den Zusatzhebel 6i trägt. Bei dem Gestänge
nach Abb.-xö ist .die-Anordnung nach Abb. 7 zweifach ausgeführt, indem die Zwischenhebel
gi an den entgegengesetzten Enden eins Haupthebels 63 gelagert sind.
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In Abb. 12 sind mehrere Reglereinheiten a, b, c, d, e, f und
g schematisch dargestellt. Wie stets; hat jede von diesen ein Paar zusammenhängende,
je an ein Ende eines Lenkers 47 angeschlossene Steuerklappen 43. Die Lenker 47 greifen
mit ihrem anderen Ende je an ein Ende eines zweiarmigen Hebels 46 an, so daß die
beiden Steuerklappen 43 einer Reglereinheit infolge der gegenseitigen Verbindung
sich gleichmäßig voneinander weg- oder aufeinander zubewegen, wenn eine von ihnen
bewegt wird.
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Von jedem Klappenpaar ist eine Steuerklappe 43 bei 83 an ein Ende
eines Lenkers 6o angeschlossen, der mit seinem anderen Ende jedesmal bei 8,a zwischen
den Enden eines fliegend angeordneten Hebels 95 angreift. Die Erden aller Hebel
95 sind der Reihe nach durch Stangen 96 miteinander verbunden, während die äußersten
Hebelenden 95a und 959 an den Reglern a und g mittels Stangen 96a und
9697
an Festpunkte 97a und 979 angeschlossen sind.
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Wie aus Abb. i2 ersichtlich, sind bei den aufeinanderfolgenden Reglern
stets die entgegengesetzt-gelegenen Flügel 43 an den zugehörigen Hebeln 95 angeschlossen,
so daß beispielsweise eine Schließbewegung der Steuerklappen einer Reglereinheit
eine Öffnungsbewegung der Steuerklappen in den übrigen Reglerkästen verursacht und
umgekehrt, soweit die in den einzelnen Reglern herrschenden Widerstände es zulassen.
Die Summe der von den in einer Richtung bewegten Steuerklappen zurückgelegten Wege
ist dabei stets gleich der Summe der Wege, die die in entgegengesetzter Richtung
bewegten Steuerklappen zurücklegen. Herrscht in einem der Reglerkästen ein so starker
Widerstand, daß seine Steuerklappen äußeren Bewegungsimpulsen nicht nachgeben, dann
schwingt der betreffende Hebel 95 -um seinen nun festen Drehpunkt 8ia und
gibt auf diese Weise die Bewegung an den folgenden Regler weiter.
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Der Ausgleich zwischen den einzelnen Reglern kommt bei allen dargestellten
Ausführungsbeispielen gleich wirksam zustande.