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Drehrost, insbesondere für Feuerungen von Dampferzeugern Die Erfindung
betrifft einen Drehrost, insbesondere für Feuerungen von Dampferzeugern, mit zwei
oder mehr übereinander angeordneten Scheiben. Die Erfindung besteht darin, daß die
Drehachsen von zwei aufeinanderfolgenden Scheiben exzentrisch zueinander liegen
und der Brennstoff von 'der oberen Scheibe, bei der in an sich bekannter Weise Mittel
vorgesehen sind, um den Brennstoff aus der Kreisbahn abzudrängen, auf die Barunterliegende
Scheibe hinter der Stelle übergeleitet wird, an der diese Scheibe bei der Drehbewegung
unter der oberen Scheibe hervortritt.
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Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird der Vorteil erreicht,
daß der Brennstoff auf den einzelnen Rostscheiben einen spiralförmigen Weg ausführt
und demgemäß ein langer Brennweg für den Brennstoff auf dem Rost entsteht. Ferner
wird durch die gegenseitige Bewegung der Scheiben zueinander ein Festsetzen von
Schlacke und Asche an der Oberfläche der einzelnen Scheiben vermieden und eine selbsttätige
Reinigung der Oberflächen der unter der obersten Scheibe befindlichen Rostscheiben
dadurch erzielt, daß die unterste Scheibe sich jeweils unter der oberen Scheibe
mit einer bestimmten Relativgeschwindigkeit hinwegbewegt. Die Drehgeschwindigkeiten
und die Abmessungen der Scheiben können so bemessen werden, daß der Brennstoff auf
der obersten Scheibe nur an seiner Oberfläche brennt und das Ausbrennen auf der
oder den Barunterliegenden Scheiben erfolgt. Infolgedessen wird sich auf der obersten
Scheibe noch keine Schlacke ansetzen, während auf den unteren Scheiben die erwähnte
Selbstreinigung stattfindet.
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Die Zeichnung stellt einige beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dar.
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An Hand der vereinfachten Darstellung der Fig. i der Zeichnung soll
das Wesen und die Wirkungsweise des Drehrostes gemäß der Erfindung erläutert werden.
In dieser Figur ist angenommen, daß die Zuführung des Brennstoffes etwa in der Mitte
des Rostes erfolgt und der Drehrost nur eine Scheibe i enthält, welche sich um ihre
senkrechte Mittelachse a dreht. Der Brennstoff wird der Scheibe i aus einem etwa
senkrecht stehenden (nicht dargestellten) Füllschacht zugeführt, dessen untere Auslauföffnung
a in bezug auf die Rostscheibe i so angeordnet ist, daß die senkrechte Mittelachse
ru der Öffnung a exzentrisch zur Drehachse a der Scheibe i liegt. Die aus dem Auslauf
z austretende Brennstoffschicht bewegt sich zunächst mit der Scheibe i auf einem
Kreis um die Drehachse a der Scheibe i in Richtung des Pfeiles h. Im ersten Teil
dieses Weges entfernt
sich die Kreislinie zunehmend von dem Auslauf
2, -erreicht einen größten Abstand und nähert sich dann wieder dem Auslauf. Dabei
findet in dem aus dem Auslauf 2 nach;, rutschenden Brennstoff an der Stelle, wo
sieh die auf einer Kreisbahn bewegende Brenn`:' stoffschicht dem Auslauf :z nähert,
ein stauen statt, welches zur Folge hat, daß die in Bewegung befindliche Brennstoffschicht
nach außen hin ausweichen muß, beispielsweise an der Stelle i. Von hier ab erfolgt
die Bewegung wieder in einer angenäherten Kreisbahn, aus welcher die Abdrängung
nach außen infolge des Rückstaues von der Stelle i her bereits vor dieser Stelle,
etwa an dem Punkt k erfolgt. Diese Vorgänge wiederholen sich, bis der Brennstoff
an die Übertrittsstelle f zur darunterliegenden Scheibe gelangt.
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Die Fig. i veranschaulicht nur den angenäherten Weg des Brennstoffes
auf der Rostscheibe. Der tatsächliche Verlauf des Brennweges wird etwas von dem
angenäherten Weg abweichen, da das Aufblähen und der Abbrand des Brennstoffes zu
berücksichtigen sind. Als Mittel zum Abdrängen des Brennstoffes in eine spiralförmige
Bahn b könnte auch eine Lenkwand o. dgl, am Tr ichterauslauf angebracht sein. Die
Aufgabe des Brennstoffes könnte auch wie in den Fig. 6 und 7 am Außenrande -der
oberen Rostscheibe eifolgen. -Fig. 2 der Zeichnung zeigt eine Feuerungsanlage mit
einem zweischeibigen Rost gemäß der Erfindung in einem senkrechten Schnitt. Fig.
3 zeigt den Rost in Draufsicht.
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Fig. q. zeigt eine Einzelheit im Schnitt nach Linie V-V der Fig. 3
und Fig. 5 zeigt ein Staupendel für die Abzugsöffnung am Drehrost.
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Fig. 6 veranschaulicht eine Feuerungsanlage mit einem Rost einer anderen
Ausführung im senkrechten Achsenschnitt. -Fig. 7 zeigt den Rost. in vereinfachter
Draufsicht.
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Die obere Scheibe des Drehrostes ist in den Fig.2 und 3 mit i, die
untere Scheibe mit q. und die Auslauföffnung des Brennstofffüllschachtes 5 ist mit
2 bezeichnet. In Fig 3 ist die senkrechte Drehachse der unteren Scheibe q. mit m,
die senkrechte Drehachse der oberen Scheibe i mit a und die senkrechte Mittellängsachse
des Auslaufes :2 mit 7z bezeichnet. Wie Fig. 3 erkennen läßt, sind die Drehachse
m der unteren Scheibe q. und die Drehachse a der oberen Scheibe i exzentrisch zueinander
angeordnet, und die Mittellängsachse "a des Auslaufes 2 liegt nicht auf der Verbindungslinie
der beiden Drehachsen a und m, sondern ist entgegen dem durch den Pfeil o bezeichneten
Drehsinn der Rostscheiben i und q. aus dieser Verbindungslinie herausgerückt. Der
Zweck dieser Maßnahme wird später erläutert.
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"# ,,Die bauliche Ausgestaltung des Drehrostes ,äst`:-: folgende:
Die untere Scheibe q. ist als reisring ausgebildet, der mit sektorför-':xnigen Roststäben
7 belegt ist, die mit Längsschlitzen 8 zum Durchlassen der Verbrennungsluft versehen
sind (Fig.3). Dieser Kreisring ist mit seiner äußeren Stirnkante auf Rollen 9 gelagert
und mit seiner inneren Stirnfläche an Rollen io drehbar geführt, die auch durch
Kugeln o. dgl. ersetzt werden könnten. Die drehbaren Rollen 9 sind am Gehäuse i
i des Dampferzeugers gelagert, während die Rollen io an einem feststehenden Kranz
12 angebracht sind, der mit seiner Nabe auf dem Hals 13 eines Lagerbockes 14 festsitzt.
Der Außenrand der kingscheibe4 ist an der Unterseite mit einem Zahnkranz 15 versehen,
in welchen ein Zahnkranz 16 auf einer Hohlwelle 17 eingreift, die ihrerseits von
einer Kraftquelle z. B. durch einen Zahntrieb 18, einen Kettentrieb o. dgl. angetrieben
wird, so daß sich die Ringscheibe q. auf den Rollen 9 und an den Rollen i o um den
feststehenden Kranz 12 dreht.
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Die obere Scheibe i ist in ihrem äußeren Randteile mit sektorförmigen
Roststäben i 9 belegt, die mit Luftschlitzen 2o versehen sind, während die sektorförmigen
Roststäbe 21 des mittleren Teiles mit Luftlöchern 22 versehen sind (Fig. 2 und-3).
Die Scheibe i ist durch einen Bajonettverschluß 23 mit einem Mittelstück 24 verbunden,
derart, daß die Scheibe sich beim Verziehen um ein gewisses Maß nach oben heben
kann. Ein Nabenteil 25 des Mittelstückes aq. ist mit der Nabe a6 eines auf einem
Kugellager 53' drehbaren Kegelrades 2,7 verbunden, in welches ein Kegelrad
28 auf einer Welle 29 eingreift. Diese Welle ist durch die Hohlwelle 17 nach außen
geführt und wird von einer Kraftquelle beispielsweise durch ein Zahnrad 30, einen
Kettentrieb o. dgl. angetrieben, so daß sich die Scheibe i über die Oberfläche der
unteren Scheibe g. hinwegbewegt. Die Scheibe i ist an der Unterseite ihres Außenrandes
mit schräg gerichteten Zähnen 31 versehen, welche den Zweck haben, etwa durch die
Luftspalte 2o der Roststäbe i9 nach unten durchdringenden Brennstoff zu zermalmen
und nach außen auf die untere Scheibe 4 zu schieben sowie das Eindringen von Brennstoff
von der unteren Scheibe her möglichst zu verhindern. Der gleiche Zweck könnte auch
z. B. durch schräg gestellte Rippen oder Leitbleche an -der Unterseite der oberen
Scheibe i erreicht werden. Außerdem ist die Stirnseite des Außenrandes der oberen
Scheibe i mit Luftschlitzen 32 versehen (Fig. 2), welche ein Anbacken
von
Brennstoff bzw. von Schlacke an dieser Stirnfläche verhindern sollen. Weiter ist
über der unteren Scheibe 4 am Mantel i i des Feuerraumes eine rostartig ausgebildete
Schutzwange 33 vorgesehen, welche ebenfalls den Zweck hat, der Verbrennungsluft
an dieser Stelle Zutritt nach dem Raum über dem Rost zu gewähren, um auf diese Weise
ein Festbrennen von Schlacke zu verhüten. Durch die hinzutretende verhältnismäßig
kalte Luft wird die flüssige Schlacke zum' Erstarren gebracht und dadurch die Bildung
von größeren Schlackennestern verhütet. Die Wirkung dieser Maßnahme wird noch dadurch
unterstützt, daß der Brennstoff sich in dauernder Bewegung auf dem Rost befindet,
wodurch an sich schon ein Festsetzen von unverbranntem Brennstoff sehr erschwert
wird.
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Die Wirkungsweise dieses aus zwei drehbaren Scheiben i und 4 bestehenden
Rostes ist nach der vorausgegangenen Erläuterung des Wesens der Erfindung an Hand
des vereinfachten Beispieles nach Fig. i leicht verständlich.
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Da die senkrechte Mittelachse i2 des Auslaufes 2 in bezug auf die
Drehachse a der oberen Rostscheibe i exzentrisch angeordnet ist, so führt der aus
dem Auslauf 2 kommende Brennstoff auf der oberen Scheibe i die an dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. i erläuterte spiralförmige Bewegung aus. Er gelangt dann schließlich dutch
den ständig nachdrängenden Brennstoff auf die untere Scheibe 4., deren Drehachse
in exzentrisch zur Drehachse a der oberen Scheibe i angeordnet ist. Infolgedessen
bewegt sich der Brennstoff auch auf der unteren Scheibe 4 in einem spiralförmigen
Wege, derart, daß sein Abstand von der Scheibe i bei der Bewegung in Richtung des
Pfeiles o (Fig. 3) im Anfang sich vergrößert und beim weiteren Fortschreiten wieder
verkleinert. Diese Verringerung des Abstandes des Brennstoffes von der Scheibe i
erfolgt vor der schmalsten Stelle p zwischen den beiden Scheiben i und 4. Hier findet
das Anstauen und Abdrängen nach außen statt. In der Nähe dieser Stelle ist daher
auch der Abzug q für die Schlacke und Asche vorgesehen.
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Außer der Verlängerung des Brennweges für den Brennstoff und der Relativbewegung
der Brennstoffstreifen ergibt sich noch ein weiterer wesentlicher Vorteil der Anordnung
gemäß der Erfindung.
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Auf der oberen Scheibe i findet das Zünden des frischen nachdrängenden
Brennstoffes statt. Er brennt nur an der Oberfläche, so daß sich hier noch keine
Schlacken bilden können. Die vollkommene Verbrennung findet auf der unteren Scheibe
4 statt. Infolge der Relativbewegung der Scheiben zueinander wird die Oberfläche
der unteren Scheibe selbsttätig gereinigt, da sich die Scheibe i über die untere
Scheibe 4 hinwegbewegt. Die Drehzahlen der Scheiben werden durch entsprechende Ausbildung
der Antriebsvorrichtungen so gewählt daß die obere Scheibe sich mit größerer Geschwindigkeit
dreht als die untere Scheibe.
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An der Abzugsstelle q für die Brennstoffrückstände kann ein durch
eine Fallklappe 6 (Fig. z) abgedeckter Trichter vorgesehen sein. Vorteilhaft wird
jedoch ein Staupendel 34 (Fig. 5) angebracht, welches den Abschluß für die Abzugsöffnung
bildet. Das Staupendel kann auch an einer von der Abzugsöffnung weiter alb liegenden
Stelle angebracht sein, z. B. in einem an die Abzugsöffnung sich anschließenden
Kanal. Zur Regelung der abziehenden Menge von Schlacke und Asche kann an der Stelle
q ein in die Bahn der unteren Scheibe 4 ragender und in seiner Längsrichtung einstellbarer
Abstreicher 39
(Fig.3) vorgesehen sein.
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Wenn der Auslauf 2 so angeordnet wäre, daß seine senkrechte Mittelachse
n mit der Drehachse »a der unteren Scheibe 4 zusammenfällt, dann könnte es vorkommen,
daß vor der Staustelle, wo also der Brennstoff auf der oberen Scheibe i sich wieder
nach dem Auslauf z hinbewegt und das Abdrängen des Brennstoffes nach außen und schließlich
das Übertreten auf die untere Scheibe 4 erfolgt, eine gewisse Fläche der unteren
Rostscheibe 4 von Brennstoff frei bleibt. Dies wird dadurch verhütet, daß entsprechend
der Ausführungsform nach den Fig. 2 bis 5 die Achse n des Auslaufes z nach dieser
Stelle r (Fig. 3) hin entgegen dem Drehsinn o des.Rostes versetzt wird, so daß das
Abdrängen des Brennstoffes zur unteren Scheibe früher erfolgt.
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Die engste Stelle zwischen den exzentrisch angeordneten Scheiben i
und 4 erhält vorteilhaft noch eine solche Breite, daß der Brennstoff, um ein gutes
Ausbrennen zu erzielen, mehrere Umläufe auf der unteren Scheibe 4 ausführen muß,
bevor er an den Außenrand der Scheibe gelangt.
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Aus vorstehender Erläuterung ergibt sich, daß bei Verwendung von zwei
drehbaren Scheiben ein selbsttätiges Reinhalten der unteren Scheibe von Schlackenansätzen
und eine wesentliche Verlängerung des Brennweges gegenüber nur einer Scheibe erreicht
wird. Diese Wirkung kann noch weiter gesteigert werden, wenn man mehr als zwei drehbare
Scheiben verwendet, die übereinander angeordnet werden. Hierbei gibt es verschiedene
Möglichkeiten der Zusammenstellung derartiger Scheiben. Vorteilhaft ist es, wie
bei dem Ausführungsbeispiel nach
den Fig.2 bis 5 erläutert wurde,
die Drehachsen von zwei aufeinanderfolgenden Scheiben exzentrisch zueinander zu
lagern. Ferner könnte man jede Scheibe sich um ihre eigene Mittelachse oder um eine
exzentrische Achse drehen lassen oder auch .die Anordnung so wählen, daß nur die
unterste Scheibe sich um ihre Mittelachse dreht, während. die übrigen Scheiben sich
um eine exzentrisch liegende Achse drehen. Schließlich könnte man bei mehreren Scheiben
jeweils die erste, dritte usw. sich um eine gemeinsame Achse drehen lassen und ebenso
die dazwischenliegenden Scheiben auf einer gemeinsamen Drehachse anordnen, diese
aber zu der ersterwähnten Achse versetzt lagern.
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Zur Regelung der Schichthöhe des Brennstoffes auf der oberen Rostscheibe
ist bei dem AusEihrungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 5 am unteren Ende des Brennstoffauslaufes
2 ein Ringschieber 35 vorgesehen, der sich z. B. durch Zugstangen 36 heben und senken
läßt (Fig. a), welche durch den Auslauf 2 und den Füllschacht 5 nach außen geführt
sind.
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Der beschriebene zweischeibige Drehrost bildet bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel die Feuerung eines Rohrschlangendampferzeugers. Im Brennraum
über dem Rost ist die Verdampfungsheizfläche aus Rohrschlangen 38 angeordnet, an
die sich nach oben ein Überhitzer anschließen kann.
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Der Brennraum ist mit einem Doppelinantel versehen. Der Hohlraum zwischen
dem inneren Mantel i i und dem' äußeren Mantel 49 dient zur Vorwärmung der Verbrennungsluft
die am oberen Ende dieses Hohlraumes zugeführt wird und am unteren Ende .unter den
Rost sowie durch die Schutzwange 33 über den Rost tritt (Fig. 2).
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Für den Antrieb der Rostscheiben kann auch eine andere geeignete Vorrichtung
als die auf der Zeichnung dargestellte verwendet werden. Beispielsweise könnte man
für den Antrieb der schneller laufenden Rostscheiben Zahnräder verwenden und die
langsamer laufenden Scheiben durch ein Schaltklinkenwerk antreiben. ' Bei dem vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel.ist angenommen, daß die Zuführung des Brennstoffes
in der Mitte des Rostes und der Abzug der Brennstoffrückstände am äußeren Umfang
des Drehrostes erfolgt. Im Rahmen des Erfindungsgedankens ist jedoch auch die umgekehrte,
in den Fig. 6 und 7 dargestellte Anordnung möglich und vorteilhaft. Auch in diesem
Falle ergibt sich ein im Verhältnis zu der Oberfläche des Rostes langer Brennweg
für den Brennstoff, wenn gemäß der Erfindung Mittel vorgesehen werden, um den Brennstoff
aus der kreisförmigen in eine spiralförmige Bahn abzudrängen, die dann für Gegensatz
zu dem bereits beschriebenen Beispiel von außen nach innen verläuft. Ferner findet
bei Verwendung von mehreren übereinander drehbar angeordneten Scheiben ebenfalls
ein selbsttätiges Reinhalten der Oberfläche der unteren Scheiben von Schlackenansätzen
statt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 enthält der Rost
ebenfalls zwei übereinander angeordnete drehbare Scheiben.
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Die obere Rostscheibe ist mit i, die untere Rostscheibe mit 4 bezeichnet.
Die obere Rostscheibe i dreht sich um ihre senkrechte Mittelachse ca und die untere
Scheibe 4 um ihre senkrechte Mittelachse m. Diese beiden Achsen liegen exzentrisch
zueinander und zu der senkrechten Mittelachse s des Feuerraummantels i i. Die Scheiben
i und 4 -werden im gleichen Sinne in Richtung des Pfeiles o (Fig. 9) gedreht.- Zu
diesem Zweck sind die Scheiben i und 4 an der Unterseite ihrer Außenränder mit Zahnkränzen
5o und 51 versehen, in welche Zahnräder 52 und 53 auf den Antriebswellen 54 und
55 eingreifen. Die untere Scheibe 4 ist mit dem Außenumfang an Rollen 56 geführt,
während sie am Innenumfang auf einem feststehenden Kranz 57 gleitet. Für die obere
Scheibe i sind am Außenumfang Führungsrollen 58 vorgesehen, während sie mit dem
inneren Rand auf der Oberfläche der unteren Scheibe 4 gelagert ist.
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Da die obere Scheibe i exzentrisch zur Achse s des Feuerraummantels
i i liegt, so befindet sich ein Teil der Oberfläche dieser Scheibe außerhalb des
Mantels i i. Auf diesem Teil, der durch ein Gehäuse 59 gegen den Mantel i i abgedeckt
ist, findet die Aufgabe des Brennstoffes statt, und zwar durch die Auslaßöffnung
2 des Brennstoffüllschachtes. Der Brennstoff führt auf der oberen Scheibe i eine
spiralförmige Bewegung von außen nach innen durch, wobei das Abdrängen nach innen
durch den Rückstau von der inneren Wandung des Feuerraummantels i i her erfolgt.
Der Brennstoff gelangt dann schließlich von der oberen Scheibe i auf die untere
Scheibe 4, deren Drehachse m exzentrisch zur Drehachse a der Scheibe i liegt. Infolgedessen
wird die von der oberen Scheibe i nicht überdeckte Fläche der unteren Scheibe 4
auf der einen Hälfte einer Umdrehung zunehmend größer und in der zweiten Hälfte
kleiner. Im letzteren Falle wird daher der Brennstoff durch den Rückstau von der
vorstehenden inneren Kante der oberen Scheibe i her nach innen abgedrängt und gelangt
schließlich an die Abzugsstelle q für Schlacke und Asche.
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Der Brennstoffauslauf 2 ist mit einem heb-und senkbaren Schieber 35
zur Regelung der Schichthöhe des ausfallenden Brennstoffes versehen. Über dem Rost
befindet sich eine
Wärmeaustauschheizfläche in Form von Rohrschlangen
38. Der Mantel des Feuerraumes ist doppelwandig ausgeführt. Der Hohlraum zwischen
den Wänden i i und 4.9 dient zur Vorwärmung der Verbrennungsluft, die unter den
Rost und durch die seitlichen rostartig ausgebildeten Schutzwangen 33 über den Rost
geleitet wird. Auch der Lagerkranz 57 für die untere Rostscheibe q. ist mit Luftdurchlaßöffnungen
6o (Fig.6) versehen, um an dieser Stelle ein Festbacken von Brennstoff und Schlacke
zu vermeiden.
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Das Aufgeben des Brennstoffes könnte auch an zwei einander gegenüberliegenden
Stellen erfolgen, wodurch eine größere Gleichmäßigkeit der Beschickung des Rostes
erzielt wird.