EP0396908A2 - Roststab und Rostwalze - Google Patents
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- EP0396908A2 EP0396908A2 EP90106560A EP90106560A EP0396908A2 EP 0396908 A2 EP0396908 A2 EP 0396908A2 EP 90106560 A EP90106560 A EP 90106560A EP 90106560 A EP90106560 A EP 90106560A EP 0396908 A2 EP0396908 A2 EP 0396908A2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
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- F23H9/02—Revolving cylindrical grates
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
- F23H17/00—Details of grates
- F23H17/12—Fire-bars
Definitions
- the invention relates to a grate bar according to the preamble of patent claim 1 and a grate roller according to the preamble of patent claim 6.
- the prior art on which the invention is based can be found in DE-OS 33 16 363. It describes a grate roller whose grate bars have a T-like symmetrical cross section. The grate bars are attached to the supports with little play, so that they - due to the rotation of the roller - perform small relative movements during operation. Apart from these small movements, their position is invariable relative to the supporting structure.
- the air slots, which determine the direction of the exiting air jets, are aligned perpendicular to the roller surface.
- Grate bars with a symmetrical T-like cross-section are also known for other types of combustion grates, e.g. in a step-like moving grate according to CH-PS 6 56 692.
- the grate bars In another grate roller described in DE-OS 33 41 835, the grate bars have an asymmetrical head widened on one side; the other side of the grate bar head is simply a smooth continuation of the corresponding side of the base bar.
- the grate bars are on the Carriers - hinged in the transverse direction to the widened side - articulated. So you have an additional degree of freedom of movement compared to most known grate bars.
- the grate bars located on the combustion chamber side - that is, on the part of the grate roller shell just above - are inclined with the long sides one above the other in a scale-like manner, with an oblique air slot being kept clear by spacers between two adjacent grate bar heads. Because of the inclined position of the air slots, the emerging air jets have a speed component parallel to the roller axis.
- the grate bars On the part of the roll shell just below, the grate bars are unfolded and hang vertically downwards.
- the invention has for its object to provide a grate bar according to the preamble of claim 1, with which a firing grate can be built up without an additional degree of freedom of movement, which allows a better utilization of the air blown through the grate.
- a second object is to provide a grate roller according to the preamble of claim 6, which allows a better utilization of the primary air without an additional degree of freedom of movement of the grate bars.
- the oblique shape of the grate bar head results in an inclined position of the air slots, so that the emerging air jets are directed obliquely. That is the essence of the invention.
- Claims 2 and 7 give the approximate limits of the range in which the oblique angle can be varied.
- Claims 4 and 9 relate to an advantageous feature.
- Figures 3 to 8 are true-to-original drawings on a reduced scale.
- the grate roller shown in FIG. 1 has a supporting structure which essentially consists of a hollow shaft 1, radial connecting elements 2 and a plurality of T-beams 3 parallel to the axis of the hollow shaft.
- the carrier 3 are fastened to the hollow shaft 1 by the connecting elements 2 and together form a cylindrical cage.
- This support structure is provided with a jacket covering, which consists of numerous circular-arc-shaped grate bars 4 fastened to the supports 3. Between the longitudinal On the side of adjacent grate bars there are air slots 5 which run in the circumferential direction of the grate roller.
- a typical grate roller is 5 m long and 1.5 m in diameter.
- Each grate bar 4 extends over a circular arc of 36 °, so that a total of ten grate bars form a closed ring.
- the cladding comprises a hundred such rings, i.e. it consists of a total of a thousand grate bars.
- the width of the louvers is about 2 mm.
- Each grate bar 4 has a head 6 and a base web 7, which tapers downwards (for the sake of simplicity, the point further away from the lateral surface in the direction of the roller axis is referred to as "below” here and below).
- the head 6 is delimited by a cylindrically curved, smooth outer surface and two likewise smooth side surfaces, which are practically flat, but in principle are slightly conical, as will become apparent from the following.
- the lateral surface corresponds to the lateral line 9 in cross section, the lateral lines 10, 11 to the lateral surfaces.
- the lateral line 10 forms an angle ⁇ of 60 ° with the lateral line.
- the angle ⁇ between the surface line 9 and the side line 11 is 120 °.
- the side lines 10, 11 are therefore parallel to one another.
- the center line 13 of the base web 7 divides this oblique-angled parallelogram into two parts of approximately the same size.
- the center line 13 divides the surface line 9, which is perpendicular to it, in a ratio dependent on the angle ⁇ , which is between 1.6 and 1.7 in the exemplary embodiment shown.
- the angle ⁇ can range are between about 45 and 75 °.
- the angle ⁇ can be in a corresponding range, so that the sum of the two angles is between 170 and 180 °. If the sum of the two angles is less than 180 °, ie if the side lines 10, 11 are not exactly parallel, then this means that the air slot 5 between adjacent grate bars 4 narrows like a nozzle towards the roller surface.
- the side line 10 continues in a straight line below the line 12 and merges into the boundary line of the base web 7 in the form of an arc.
- the cross section of the head 6 is delimited on the underside by an arc 14, the end point of which is connected to the end point of line 11 by a short line 15, which includes an angle of approximately 45 ° with line 12.
- the base web 7 is symmetrical to the line 13. It is considerably narrower than the head 6. Its width in the lower region is approximately 1: 6 to the distance between the center lines 13 of two adjacent grate bars 4, as can be seen, for example, from FIG.
- Several cooling fins 16 are attached to the side of the base web 7.
- the grate bar In the middle, the grate bar is provided on both sides with projecting spacers 17.
- the base web 7 has three holes 18, 19, 20 distributed over its length.
- two laterally projecting support blocks 21, 22 are attached on opposite sides of the base web 7. The one support block 21 is set back a little in relation to the associated end face of the grate bar head 6, the other support block 22 projects somewhat in relation to the associated end face.
- the base web 7 is provided at both ends with a slot 23, 24, the upper edge of which is flush with the underside of the support block 21, 22.
- the lines which represent the undersides of the two support blocks 21, 22 are parallel to the surface line 9 of the grate rod head 6.
- the flanges of the T-beams 3 engage in the slots 23, 24. It goes without saying that the slots 23, 24 are so long and so wide that there is still some play even in the hot operating state. Apart from this slight play, the position of the grate bars 4 is invariable relative to the supporting structure.
- the undersides of the support blocks 21, 22 rest on the flanges of the supports 3.
- the support base of the grate bar 4 is widened by the offset arrangement of the two support blocks 21, 22.
- the support blocks 21, 22 also act as spacers. In addition, the spacers 17 ensure that the prescribed width of the air slots 5 between the longitudinal sides of adjacent grate bars 4 is maintained.
- the air slots are - evenly along the entire length of the grate roller - at an angle to the roller surface, i.e. their center lines 26 (FIG. 2), which illustrate the direction of the exiting air jets, lie on cone shells, so that the air jets receive a speed component in the axial direction of the grate roller.
- the grate bar ends overlap due to the arrangement of the support blocks 21, 22 described above, as can be seen from FIG. 3.
- Long rods 27 sit in the holes 18, 19, 20.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Roststab gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Rostwalze gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
- Der Stand der Technik, auf dem die Erfindung aufbaut, ist der DE-OS 33 16 363 zu entnehmen. Darin wird eine Rostwalze beschrieben, deren Roststäbe einen T-ähnlichen symmetrischen Querschnitt haben. Die Roststäbe sind an den Trägern mit geringem Spiel eingehängt, so daß sie - durch die Rotation der Walze bedingt - im Betrieb geringe Relativbewegungen ausführen. Von diesen kleinen Bewegungen abgesehen, ist ihre Lage relativ zur Tragkonstruktion unveränderlich. Die Luftschlitze, die die Richtung der austretenden Luftstrahlen bestimmen, sind senkrecht zur Walzenoberfläche ausgerichtet.
- Roststäbe mit symmetrischem T-ähnlichem Querschnitt sind auch bei Feuerungsrosten anderer Bauart bekannt, wie z.B. bei einem treppenartig aufgebauten Vorschubrost gemäß CH-PS 6 56 692.
- Bei einer anderen, in der DE-OS 33 41 835 beschriebenen Rostwalze haben die Roststäbe einen asymmetrischen, einseitig verbreiterten Kopf; die andere Seite des Roststabkopfes ist einfach eine glatte Fortsetzung der entsprechenden Seite des Basisstegs. Die Roststäbe sind an den Trägern - in Querrichtung zu der verbreiterten Seite hin klappbar - angelenkt. Sie haben also gegenüber den meisten bekannten Roststäben einen zusätzlichen Bewegungsfreiheitsgrad. Im Betrieb liegen die auf der Feuerraumseite - d.h. auf dem gerade oben befindlichen Teil des Rostwalzenmantels - befindlichen Roststäbe schuppenähnlich schräg mit den Längsseiten übereinander, wobei durch Abstandhalter zwischen je zwei benachbarten Roststabköpfen ein schrägliegender Luftschlitz freigehalten wird. Wegen der Schräglage der Luftschlitze haben die austretenden Luftstrahlen eine zur Walzenachse parallele Geschwindigkeitskomponente. Auf dem gerade unten befindlichen Teil des Walzenmantels hängen die Roststäbe auseinandergeklappt senkrecht nach unten.
- Betriebliche Erfahrungen haben überraschenderweise gezeigt, daß bei schräg austretenden Luftstrahlen die Ausnutzung der Primärluft merklich besser ist als bei senkrecht austretenden Luftstrahlen. Das hängt offenbar damit zusammen, daß die auf dem Rost liegende Brennstoffschicht - bedingt durch die Inhomogenität des Mülls - vielfach Löcher aufweist. Senkrecht gerichtete Luftstrahlen, die im Bereich eines solchen Loches die Brennstoffschicht durchstoßen, bleiben völlig ungenutzt. Treten jedoch die Luftstrahlen in schräger, zur Walzenachse spitzwinkliger Richtung aus, so stoßen sie seitlich in die Brennstoffmasse hinein, die das Loch umgibt.
- Andererseits hat sich aber gezeigt, daß die klappbare Anordnung der Roststäbe unter den vorherrschenden rauhen Betriebsbedingungen nicht immer in der gewünschten Weise funktioniert, so daß gelegentliche Störungen unvermeidlich sind.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Roststab gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, mit dem sich ohne zusätzlichen Bewegungsfreiheitsgrad ein Feuerungsrost aufbauen läßt, der eine bessere Ausnutzung der durch den Rost eingeblasenen Luft erlaubt. Eine zweite Aufgabe besteht darin, eine Rostwalze gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6 zu schaffen, die ohne zusätzlichen Bewegungsfreiheitsgrad der Roststäbe eine bessere Ausnutzung der Primärluft erlaubt.
- Diese beiden Aufgabe werden durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 6 gelöst.
- Aus der schiefwinkligen Form des Roststabkopfes ergibt sich eine Schräglage der Luftschlitze, so daß die austretenden Luftstrahlen schräg gerichtet sind. Das ist das Wesentliche der Erfindung.
- In den Ansprüchen 2 und 7 sind die ungefähren Grenzen des Bereichs angegeben, in dem der schiefe Winkel variiert werden kann.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele für den Roststab bzw. für die Rostwalze sind in den Ansprüchen 3 und 8 angegeben.
- Die Ansprüche 4 und 9 betreffen ein vorteilhaftes Merkmal.
- Durch das Merkmal der Ansprüche 5 und 10 wird einer Verkantung der Roststäbe entgegengewirkt.
- Durch das Merkmal des Anspruchs 11 werden bei etwaigen Roststabbrüchen die Bruchstücke provisorisch festgehalten.
- Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels.
- Figur 1 zeigt schematisch eine Rostwalze gemäß der Erfin dung in perspektivischer Darstellung.
- Figur 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen vereinfachten Querschnitt durch einen Roststab und einen Teil eines benachbarten Roststabes.
- Figur 3 zeigt eine Seitenansicht eines Roststabs im eingebauten Zustand.
- Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Roststab in gestreckter Länge.
- Die Figuren 5 bis 8 zeigen zwei nebeneinanderliegende Roststäbe in verschiedenen Darstellungen, und zwar
- Figur 5 in einem Schnitt CD der Figur 3
- Figur 6 in einem Schnitt EF der Figur 3
- Figur 7 in einer Ansicht "A" der Figur 3
- Figur 8 in einer Ansicht "B" der Figur 3
- Die Figuren 3 bis 8 sind originalgetreue Zeichnungen in verkleinertem Maßstab.
- Die in Figur 1 erkennbare Rostwalze hat eine Tragkonstruktion, die im wesentlichen aus einer Hohlwelle 1, radialen Verbindungselementen 2 und aus mehreren zur Achse der Hohlwelle parallelen T-Trägern 3 besteht. Die Träger 3 sind durch die Verbindungselemente 2 an der Hohlwelle 1 befestigt und bilden gemeinsam einen zylindrischen Käfig. Diese Tragkonstruktion ist mit einem Mantelbelag versehen, der aus zahlreichen, an den Trägern 3 befestigten kreisbogenförmigen Roststäben 4 besteht. Zwischen den Längs seiten benachbarter Roststäbe befinden sich Luftschlitze 5, die in Umfangsrichtung der Rostwalze verlaufen.
- Eine typische Rostwalze ist 5 m lang und hat einen Durchmesser von 1,5 m. Jeder Roststab 4 erstreckt sich über einen Kreisbogen von 36°, so daß insgesamt zehn Roststäbe einen geschlossenen Ring bilden. Der Mantelbelag umfaßt hundert derartige Ringe, d.h. er besteht aus insgesamt tausend Roststäben. Die Breite der Luftschlitze beträgt etwa 2 mm.
- Jeder Roststab 4 hat einen Kopf 6 und einen Basissteg 7, der sich nach unten verjüngt (der Einfachheit halber wird hier und im folgenden die von der Mantelfläche in Richtung der Walzenachse weiter entfernte Stelle als "unten" bezeichnet).
- Der Kopf 6 ist begrenzt von einer zylindrisch gewölbten, glatten Mantelfläche und zwei ebenfalls glatten Seitenflächen, die praktisch eben, im Prinzip jedoch schwach konisch sind, wie sich aus dem Folgenden ergeben wird. Der Mantelfläche entspricht im Querschnitt die Mantellinie 9, den Seitenflächen die Seitenlinien 10, 11. Die Seitenlinie 10 schließt mit der Mantellinie einen Winkel α von 60° ein. Der Winkel β zwischen der Mantellinie 9 und der Seitenlinie 11 ist 120°. Die Seitenlinien 10, 11 sind also zueinander parallel. Die zur Mantellinie 9 parallele Linie 12, die von dem unteren Endpunkt der Seitenlinie 11 ausgeht, ergänzt die Linien 9, 10, 11 zu einem Rhomboid. Die Mittellinie 13 des Basisstegs 7 teilt dieses schiefwinklige Parallelogramm in zwei etwa gleichgroße Teile. Das bedeutet, daß die Mittellinie 13 die zu ihr rechtwinklige Mantellinie 9 in einem vom Winkel α abhängigen Verhältnis unterteilt, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen 1,6 und 1,7 liegt. Der Winkel α kann im Bereich zwischen etwa 45 und 75° liegen. Der Winkel β kann in einem entsprechenden Bereich liegen, so daß die Summe der beiden Winkel zwischen 170 und 180° liegt. Wenn die Summe der beiden Winkel kleiner als 180° ist, d.h. wenn die Seitenlinien 10, 11 nicht exakt parallel sind, dann bedeutet das, daß sich der Luftschlitz 5 zwischen benachbarten Roststäben 4 zur Walzenoberfläche hin düsenartig verengt.
- Die Seitenlinie 10 setzt sich unterhalb der Linie 12 geradlinig fort und geht in Form eines Bogens in die Begrenzungslinie des Basisstegs 7 über. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der Querschnitt des Kopfes 6 unterseits durch einen Bogen 14 begrenzt, dessen Endpunkt mit dem Endpunkt der Linie 11 durch eine kurze Linie 15 verbunden ist, die mit der Linie 12 einen Winkel von etwa 45° einschließt.
- Der Basissteg 7 ist symmetrisch zu der Linie 13. Er ist wesentlich schmaler als der Kopf 6. Seine Breite im unteren Bereich steht zu dem Abstand der Mittelinien 13 zweier benachbarter Roststäbe 4 etwa im Verhältnis 1:6, wie z.B. aus Figur 5 erkennbar. Seitlich an dem Basissteg 7 sind mehrere Kühlrippen 16 angebracht. In der Mitte ist der Roststab beidseitig mit vorspringenden Abstandhaltern 17 versehen. Der Basissteg 7 hat drei über seine Länge verteilte Löcher 18, 19, 20. An den Enden des Roststabes sind auf gegenüberliegenden Seiten des Basisstegs 7 zwei seitlich vorstehende Auflageblöcke 21, 22 angebracht. Der eine Auflageblock 21 ist gegenüber der zugehörigen Endfläche des Roststabkopfes 6 ein wenig zurückgesetzt, der andere Auflageblock 22 springt gegenüber der zugehörigen Endfläche etwas vor. Der Basissteg 7 ist an beiden Enden mit je einem Schlitz 23, 24 versehen, dessen Oberkante mit der Unterseite des Auflageblocks 21, 22 fluchtet. In der Ansicht gemäß Figur 7 oder Figur 8 sind die Linien, die die Unterseiten der beiden Auflageblöcke 21, 22 darstellen, parallel zur Mantellinie 9 des Roststabkopfes 6.
- Im montierten Zustand greifen die Flansche der T-Träger 3 in die Schlitze 23, 24 ein. Es versteht sich, daß die Schlitze 23, 24 so lang und so breit sind, daß auch im heißen Betriebszustand noch etwas Spiel vorhanden ist. Von diesem geringen Spiel abgesehen, ist die Lage der Roststäbe 4 relativ zur Tragkonstruktion unveränderlich. Die Auflageblöcke 21, 22 liegen mit ihren Unterseiten an den Flanschen der Träger 3 auf. Durch die seitenversetzte Anordnung der beiden Auflageblöcke 21, 22 wird die Auflagebasis des Roststabs 4 verbreitert. Die Auflageblöcke 21, 22 wirken auch als Abstandhalter. Außerdem sorgen die Abstandhalter 17 dafür, daß die vorgeschriebene Breite der Luftschlitze 5 zwischen den Längsseiten benachbarter Roststäbe 4 beibehalten wird. Die Luftschlitze liegen - auf der ganzen Länge der Rostwalze gleichmäßig - schräg zur Walzenoberfläche, d.h. ihre Mittellinien 26 (Figur 2), die die Richtung der austretenden Luftstrahlen veranschaulichen, liegen auf Kegelmänteln, so daß die Luftstrahlen eine Geschwindigkeitskomponente in Achsrichtung der Rostwalze erhalten. An den Stoßstellen 25 zweier stirnseitig aneinanderstoßender Roststäbe 4 greifen die Roststabenden infolge der oben beschriebenen Anordnung der Auflageblöcke 21, 22 übereinander, wie aus Figur 3 ersichtlich. In den Löchern 18, 19, 20 sitzen lange Stangen 27.
Claims (11)
mit einer Tragkonstruktion, die mehrere achsenparallele, nach Art eines zylindrischen Käfigs angeordnete Träger aufweist,
und mit einem Mantelbelag aus zahlreichen kreisbogenförmigen Roststäben, die an den Trägern befestigt sind, wobei jeder Roststab einen schmalen Basissteg und einen verbreiterten Kopf aufweist,
und wobei zwischen den Längsseiten benachbarter Roststäbe in Umfangsrichtung verlaufende Luftschlitze bestehen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Roststabkopfes (6) eine rhomboidähnliche Form hat.
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