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Mechanische Feuerung Es ist an sich bekannt, zur Verbrennung von minderwertigen
ballastreichen Brennstoffen einen Stufenrost mit abwechselnd feststehenden und beweglichen
Rostreihen bzw. mit unbeweglichen und dazwischenliegenden hin- und herbeweglichen
Stößeln zu verwenden. Bei bekannten Konstruktionen haben die beweglichen Rostreihen
bzw. Stößel abgegrenzte Regulierungsmöglichkeit in der Vor- und Rückbewegung.
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Roste mit solchen nach Hub, Pausenlänge und Reihenfolge abgegrenzten
bzw. fabrikmäßig im voraus bestimmten Stößelbewegungen können der Forderung der
modernen Feuerungstechnik nicht nachkommen. Besondere Schwierigkeiten entstehen
bei Verbrennung von unsortierten, Wasser- und schlackenreichen minderwertigen Brennstoffen.
Der ungleichmäßige Ausbrand des Kohlenbettes führt zum lokalen Eindringen der falschen
Luft und zur Herabsetzung der Feuerungsleistung und des Wirkungsgrades. Größere
und schnelle Rostbelastungsänderungen sind mit Material- und Leistungsstörungen
verbunden.
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Die Erfindung bezweckt, einen Feuerungsrost zu schaffen, d°r diese
Nachteile überwindet, insbesondere eine gute Brennstoffaufbereitung und eine vollkommene
Regulierung der Brenngeschwindigkeit in jeder einzelnen Stelle des Rotes ermöglicht,
wodurch die Feuerungsleistung dem jeweiligen Dampfverbrauch sowie dem Brennstoff
angepaßt wird.
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Das Neue dieser Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Feuerung
aus einem Bremistoffaufgabe
-Aufbereitungsteil, einem Zonen-Unterwind-Zwischenschub-Stufenrost
mit feststehenden Roststabreihenstufen mit darunterliegenden, individuell hin- und
herbeweglichen Stößeln und einer Pendelrostreihe besteht.
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Ein Ausführungsbeispiel einer mechanischen Feuerung gemäß der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig.I die mechanische Feuerung
in einem Längsschnitt, Fig. II eine Roststufe in größerem Maßstab, Fig.III Aufsicht
auf einen Stößel, Fig.IV Seitenansicht der Pendelrostreihe in der Montagestellung.
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Der Brennstoff kommt aus dem Brennstoffbunker z (Fig. I), gelangt
in den Brennstoffaufgabe-Aufbereitungsteil 2 und wird mittels des Kohlenstößels
3 schichtweise von unten in Hobelbewegungen weitertransportiert. Der grüne Brennstoff
rutscht nach und wird an der Oberfläche vorgetrocknet.
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Da der Brennstoff antriebsgemäß nach Wunsch beliebig lange auf einer
Rostreihe zurückbehalten werden kann, so kann der Rostteil 2 als Vortrocknungs-
bzw. Brennstoffaufgabe-Aufbereitungsteil für minderwertige, wasserhaltige Brennstoffe
dienen. Der Brennstoff wird getrocknet, gesintert, zusammengebacken, entgast und
zuletzt mittels der Kohlenstößel 3 wieder gebrochen, so daß der Verbrennungsteil
des Rostes den bestens aufbereiteten vollwertigen Brennstoff erhält. Der Brennstoffaufgabe-Aufbereitungsteil
2 ist von einem Gewölbe q. in Richtung des Rostes überwölbt. Dieses Gewölbe durchziehen
Zirkulationskanäle 5 und 5', welche den Teil 2 mit der heißen Zone des Feuerungsraumes
und/oder mit einem niedrig temperierten Kesselzug verbinden. Dadurch entsteht in
den Zirkulationskanälen 5, 5' eine Gasbewegung, welche zum Abführen der wasserhaltigen
Schwaden aus dem Brennstoffaufgabe-Aufbereitungsteil 2 der Feuerung dient.
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Diese Gasbewegung kann mit mechanischer Kraft durch einen Ventilator,
z. B. durch Anschluß an die Saugöffnung des Unterwindventilators od. ä., wesentlich
verstärkt werden, wodurch der Rost zusätzlich den Vorteil der vorgewärmten Verbrennungsluft
erhält.
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Aus dem Teil e gelangt der Brennstoff zu dem Verbrennungsteil des
Zonen-Unterwind-Zwischenschub-Stufenrostes.
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Der individuelle Antrieb der Stößel besteht aus zwei Teilen: dem bewegungsausführenden
Teil zur Erlangung des Hubes mit Hubregulierungsmöglichkeit, dem impulsgebenden
Teil, welcher den Hub auslöst, die Hubzahl und die Hubreihenfolge bestimmt und die
Pausenlänge reguliert.
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Mittels dieser Antriebsanordnung erhält jeder einzelne Stößel bzw.
jede Stößelreihe von einem anderen Stößel unabhängigen schnellen Vorstoß und sofortigen
schnellen, zwangsläufigen Rückgang in die Normalstellung, wobei die Stößel unterhalb
der unbeweglichen Roststabreihe im Rostbalken verschwinden. Hierzu erhält jeder
Stößel bzw..Stößel- oder Pendelrostreihe eine individuelle Antriebsquelle, z. B.
Dampfmaschine, Druckölmotor usw., welche ihre regulierbare Hub- bzw. Drehbewegung
mittels Zahnrädern, Hebel u. dgl. auf diese derart überträgt, daß sie einen von
Null bis Maximum regulierbaren Hub erhalten. Somit kann der Hub jedes einzelnen
Stößels bzw. Stößel- oder Pendelrostreihe von Hand oder mittels bekannter automatisch
arbeitender Vorrichtungen während der Arbeit, angepaßt an die Feuerführung, reguliert
werden. Eventuell gewünschte gleichzeitige Stilllegung bestimmter Stößel oder der
Pendelrostreihe geschieht durch die Hubeinstellung auf Null.
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Der Arbeitsbeginn und der Betriebsgang der Antriebsquelle werden durch
eine selbständig betätigte impulsgebende Vorrichtung ausgelöst und gesteuert. Hierzu
bedient man sich der in der Technik bekannten Reglerkonstruktionen, welche die einzelnen
Antriebsquellen entweder in bestimmter Reihenfolge ein-, aus- bzw. umschalten oder
die mit Dampf-, C 02-1 Zug-, Temperatur- oder anderen Meßapparaten derart verbunden
sind, daß jeweils nur diejenige Antriebsquelle in Tätigkeit gesetzt wird, welche
für die Feuerführung in diesem Zeitpunkt notwendig ist. Somit wird die Feuerführung
an die Dampfleistüng angepaßt und automatisiert. Es steht natürlich nichts im Wege,
den impulsgebenden Teil mit dem Heizerstand zu verbinden und ihn zum beliebigen
Zeitpunkt von Hand oder durch Fernsteuerung auszulösen, wie auch die Pausenlängen
zwischen zwei Hubbewegungen beliebig lang zu gestalten.
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Um Grundfeuerherde zu bilden, erhalten zwei benachbarte Stößelreihen
6 durch den impulsgebenden Antriebsteil einen verschieden langen Hub. Erhält beispielsweise
die Stößelreihe 6 einen langen und die Stößelreihe 6' einen kurzen Hub, so bildet
sich auf der unbeweglichen Roststabreihe 7" bald ein Grundfeuerherd. Der Brennstoff
der höher liegenden Reihe 7` gleitet über diesen Grundfeuerherd als Zwischenschub-Zündkern
8 und wandert entzündet weiter. je nach Brennstoffbeschaffenheit und Rostbelastung
können auf Wunsch an beliebiger Stelle solche Grundfeuerherde gebildet werden. Die
Fortpflanzung des Brennstoffbettes geschieht durch den durch die Stößel erteilten
Zwischenschub des auf einer Roststufe liegenden Brennstoffes in das davorliegende
Brennstoffbett, wobei der dazwischengeschobene Brennstoffkern die Brennstoffdecke
aufbricht. Bei Rückgang der Stößel wird die im Brennstoffbett entstandene Lücke
vorn nachsackenden Brennstoff aufgefüllt, so daß eine Brennstoffbettförderung entsteht.
Damit die Stößel während des Vorstoßes nicht das ganze Brennstoffbett in Bewegung
setzen, sondern nur dünne Zündkerne in die Brennstoffschicht dazwischenschieben,
erhalten die Stößel eine schmale Stirnwand und einen Schneidevorsprung g. Statt
Schneidevorsprung kann der Stößelkopf ein Pflugprofil erhalten.
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Bekanntlich ist der Luftbedarf sofort nach dem Schüren sehr groß.
Dieser zeitweilige Sekundär-
Luftbedarf wird erfindungsgemäß auf
dem sichersten und effektivsten Wege ohne Ventile u. dgl. dadurch gedeckt, daß die
Preßluft aus dem Unterrostraum io durch die Düsen ii' im Rücken der Stößel während
des Vorstoßes direkt in den Brennstoff gelangt. -(Die vorgestoßene Stellung des
Stößels ist in Fig. I gestrichelt gezeigt.) Da der freie Querschnitt der Stößeldüsen
i i (Fig.III) größer ist als der des Rostspaltes auf derselben Fläche, so gelangt
während des Vorstoßes mehr Luft aus dem Unterwindraum durch den hohlen Stößelkörper
als durch die Roststäbe.
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Fig. II zeigt einen Rostbalken mit unbeweglicher Roststabreihenstufe
7, 7' mit dazwischenliegendem hin- und herbeweglichem Stößel 6. Der Stößel hat reichlich
bemessene Spalten 12, so daß ein Klemmen ausgeschlossen ist. Um einen dauernden
Luftaustritt aus diesen Spalten zum Brennstoff zu verhindern, kann die Luftsperre
13 angebracht werden, die beispielsweise aus einem Rund- oder Flacheisen besteht,
welches mit eigenem Gewicht den Luftweg im Spalt 12 abdichtet. Sämtliche Düsen i
i, die links von der Luftsperre 13 liegen, sind wirkungslos. Erst wenn die Düsen
i i' rechts von der Luftsperre 13 liegen, kann die zusätzliche Luft in den Brennstoff
gelangen.
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Je nach der Hubgröße werden mehr oder weniger Düsen in Tätigkeit gesetzt,
d. h. beim größeren Hub treiben die Zahnräder 17 die Stößel tiefer in den Brennstoff
hinein, wodurch mehr Düsen freigelegt werden bzw. mehr Zusatzsekundärluft durchgehen
kann. Demzufolge wird man bei gashaltigen Brennstoffen mit längerem Hub und bei
gasarmen mit kürzerem Hub arbeiten.
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Der Stößel 6 lagert auf den Rollen 1q., 15, 16. Beim Vorstoß verläßt
der Stößel die Lagerrolle 1.4 und überträgt das Gewicht auf die Rolle 16'. Der Stößel
wird mittels Zahnräder 17 und der Zahnstangen 18 angetrieben. Während des Vorstoßes
schürt der Stößelkopf den Rost. Gleichzeitig brechen die Schneiderollen 16 die Schlacke.
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Um der Gefahr vorzubeugen, daß bei plötzlicher Rostbelastungsverminderung
die Rostbalken durch die stauende Hitze durchglühen, werden unter Verwendung der
bekannten Wasserkühlung und Tragkonstruktionen derart unterteilte Rostbalken verwendet,
daß jeder Teil für sich die volle Belastung aufnehmen kann.
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Der Rostbalken besteht aus dem wassergekühlten Rostbalkenteil i9 mit
vorzugsweise eingegossenem Rohr 2o, dem luftgekühlten Rostbalkenteil 21 und den
Querrippen 22. Die dazwischenliegenden Stößel 6 bieten erhöhte Sicherheit gegen
das Durchglühen. Das Ganze liegt auf einem Profileisenbalken 23, so daß die tragenden
Rostbalkenteile nicht auf Biegung beansprucht werden. Bei sehr breiten Feuerungen
wird statt Profileisenbalken eine Brückenträgerkonstruktion verwendet, worauf Einzelstücke
des kombinierten Rostbalkens gelegt werden.
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Die zusammengebaute Rostfläche ist völlig glatt und ohne irgendwelche
vorstehenden, der Feuerauswirkung stark unterliegenden Unebenheiten. Das linke Ende
des Roststabes 7' liegt auf dem Rostbalkenteil 21 und wird in der Normalstellung
von der Stirnwand des Stößels 6 überdeckt und festgehalten. Das rechte Roststabende
liegt mit der Ansatzroststabnase 23 auf dem Rostbalkenteil i9. Durch diese Anordnung
geschieht das Sperren der Roststäbe nur dadurch, daß die Stößel in die Normalarbeitslage
gebracht werden. EinzelneRoststäbe und Ansatzroststabnasen können daher ohne Werkzeug
mit wenigen Handgriffen ausgewechselt werden.
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Fig. IV zeigt den Pendelroststab in der Einsatzstellung bei der Montage.
Zu diesem Zweck wird der Pendelroststab 24 über die horizontale Lage in die Stellung
2q.' gebracht. Das linke Ende des Roststabes hat eine Maulöffnung 25, welche zu
der Abplattung des Rostbalkenkopfes 26 paßt und auf diesen aufgeschoben wird. Dadurch,
daß der Pendelrostrahmen in die Normalstellung (punktierte Linien) gebracht wird,
ändert sich die Lage des Hebels 36, wodurch die Sperrstange 27 den Weg nach der
Kurve 28 beschreibt. Die schraffierte Fläche zeigt den Weg des Hakens 29. Die Sperrstange
27 sperrt den Roststabhaken in sämtlichen Arbeitslagen und gibt ihn frei, wenn der
Pendelrostrahmen 30 über die horizontale Lage hinausgeschoben wird. Zur Entlastung
des Antriebes ist eine federnde Rolle 31 (Fig. I) vorgesehen.
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Der Rostbalken besteht aus dem abgeplatteten wassergekühlten Rostbalkenkopfteil
26, dem luftgekühlten Balkensteg 32 und den Verbindungsrippen 33. Das Ganze ist
auf U-Eisen 23 gelagert.
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In der Pendelrostzone 34 (Fig. I) ist die Verbrennung schon beendet.
Es geschieht lediglich nur Ausbrand der Schlacke. Die Grundstellung der Pendelrostreihe
kann verstellt werden, wodurch die effektive Rostflächengröße mit wenigen Handgriffen
geändert wird. Wird diese Reihe so weit geneigt, daß sie nur noch eine Rutschebene
für die Schlacke bildet, so übernehmen je nach dem Brennstoff die letzten zwei bis
vier Rostreihen die Schlackenstauung bzw. Abschlackung und sind somit aus der Feuerungsleistung
ausgeschaltet. Statt der Pendelrostreihe kann auch eine hinausschiebbare Platte
oder Rostreihe verwendet werden. Durch das Hineinschieben dieser Platte wird die
Flächengröße der letzten Reihe von Null bis Voll geändert. Dadurch kann die effektive
Rostflächengröße für den jeweiligen Brennstoff sowie auch für die Tag-, Nacht-,
Sommer- oder Winterbelastung wirtschaftlich eingestellt werden.
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Der Unterrostraum wird in bekannter Weise in Zonen eingeteilt, so
daß eine Zone eine oder mehrereRoststabreihen mit Stößeln enthalten kann. Statt
einzelner Roststäbe und Ansatzroststabnasen können Rostplatten verwendet werden.
Die Luft tritt bei 35 (Fig.I) ein. Die Verbrennungsluftregulierung in jeder Zone
geschieht in in der Technik bekannter Weise, wodurch die Feuerungsleistung eine
weitere Regulierungsmöglichkeit erhält.
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Es ist ferner die Möglichkeit gegeben, unsortierten Brennstoff zu
verfeuern. Falls durch verschiedene
Brennstoffkörnung auf dem Rost
wenig bedeckte Stellen durch die Schauluken 36 gesichtet werden, so kann der Heizer
bzw. automatischer Regler durch entsprechende Hubeinstellung der benachbarten Stößelreihen
solche Stellen schnellstens wieder auffüllen.
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Mechanische Feuerung nach obiger Ausführung mit individueller Regulierung
der Stößel und Pendelrostreihe einerseits und bekannte Unterwindregulierung durch
die Zonen andererseits ergibt regulierbare effektive Rostflächengrößen, gute Brennstoffaufbereitung
und eine vollkommene Regulierung der Brenngeschwindigkeit, wodurch die Feuerungsleistung
dem jeweiligen Dampfverbrauch sowie dem Brennstoff wirtschaftlich angepaßt werden
kann.