EP4372275A1 - Beschickungsvorrichtung für einen feststoffbrenner sowie verfahren zum betreiben einer beschickungsvorrichtung für einen feststoffbrenner - Google Patents

Beschickungsvorrichtung für einen feststoffbrenner sowie verfahren zum betreiben einer beschickungsvorrichtung für einen feststoffbrenner Download PDF

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EP4372275A1
EP4372275A1 EP23209005.0A EP23209005A EP4372275A1 EP 4372275 A1 EP4372275 A1 EP 4372275A1 EP 23209005 A EP23209005 A EP 23209005A EP 4372275 A1 EP4372275 A1 EP 4372275A1
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EP
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cutting
feeding device
piston
tooth
storage container
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EP4372275C0 (de
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Bernhard Lechner
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    • F23K2203/20—Feeding/conveying devices
    • F23K2203/203—Feeding/conveying devices using pistons or rams

Definitions

  • the invention relates to a feeding device for a solid fuel burner according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for operating a feeding device for a solid fuel burner according to claim 11.
  • the invention also relates to a piston device according to claim 12 and a method for operating a piston device according to claim 13.
  • the invention also relates to a storage container arrangement according to claim 15.
  • the feeding device has a double piston device as a conveying device for fuel material, in which the fuel material is conveyed to a solid fuel burner by means of two feeder pistons. If coarse fuel material, such as coarse wood chips, is used as the fuel material, the fuel material can jam in the area of the feeder pistons and the fuel material cannot be conveyed as intended and/or only with increased effort using the feeder pistons. The high effort results in increased energy consumption of the feeding device, which reduces the overall efficiency when feeding the solid fuel burner with fuel material.
  • the object of the invention is therefore to provide a feeding device and a method for operating the feeding device, with which the overall efficiency when feeding a solid fuel burner with fuel material is increased.
  • a further object of the invention is to provide a piston device and a method for operating the piston device, with which an energy-saving conveying of fuel material is possible.
  • a feeding device for a solid fuel burner is proposed, with a storage container for fuel material and with a conveyor device by means of which the fuel material can be fed to a solid fuel burner, wherein the conveyor device is designed as a double piston device, which has a first feeder piston assigned to the storage container and slidably mounted in a first conveyor tube, and a second feeder piston downstream of the first feeder piston in the conveying direction and slidably mounted in a second conveyor tube, which is assigned to the solid fuel burner, wherein an intermediate pipe section is provided between the first and the second conveyor tube, connecting them in terms of flow.
  • the feeding device has at least one fuel material cutting device, which is suitable and/or designed to shred fuel material by cutting, preferably by shear cutting.
  • the fuel material cutting device has the advantage that, particularly larger parts of the fuel material, are not crushed during conveying but cut. This means that there is no jamming and/or crushing of fuel material between the respective feeder piston and the associated conveying pipe.
  • the energy consumption of the feeding device is therefore advantageously reduced compared to a feeding device without a fuel material cutting device.
  • one or both of the feeder pistons can have the shape of a circle, an oval, a rectangle or a square in cross section.
  • one or both of the conveyor tubes can have the shape of a circular, oval or rectangular, preferably square, ring in cross section.
  • the fuel material is formed by a solid and/or by wood chips and/or coarse wood chips.
  • the wood chips have a size in a range of G30 to G100 or larger, preferably a size of exactly G30, exactly G50 or exactly G100.
  • Coarse wood chips have the particular advantage that less energy is required during production, namely during the chopping process, than is the case with finer wood chips.
  • Wood chips of this size also have a significantly lower drying loss. This means that when drying wood chips of this size, a significantly lower loss of calorific value occurs than is the case when drying comparatively finer wood chips. When burned, coarsely chopped wood chips have better combustion properties than is the case with comparatively finely chopped wood chips.
  • the at least one fuel material cutting device is assigned to at least one of two piston devices of the double piston device, wherein each of the two piston devices has a feeder piston and a conveyor pipe.
  • each of the two piston devices has a feeder piston and a conveyor pipe.
  • the at least one fuel material cutting device is formed by a cutting tool with a cutting edge, preferably by a cutting tool with a cutting edge and a counter-blade with a counter-cutting edge.
  • the at least one fuel material cutting device is formed by a cutting tool with a cutting edge and a counter-blade with a counter-cutting edge, preferably associated with the cutting tool.
  • the cutting edge and/or the counter-cutting edge each form a defined cutting edge that enables particularly energy-saving cutting.
  • the cutting tool is formed and/or arranged on a piston face of a feeder piston assigned to the cutting tool.
  • the front-side arrangement ensures that the low-wear, movable Storage of the feeder pistons in the associated conveyor pipes is not affected by the cutting tool.
  • the cutting tool is an integral part of the piston end face, preferably incorporated therein, or is formed by a separate component that is connected to the piston end face.
  • the cutting tool protrudes from the piston end face, preferably in the conveying direction.
  • the piston end faces of one, several or all feeder pistons point in the conveying direction and/or face the solid fuel burner and/or are in contact with the fuel material when feeding the solid fuel burner.
  • the cutting tool is formed by a cutting tooth arrangement with several cutting teeth. It can preferably be provided that the cutting teeth are arranged radially on the outside of the piston face. This ensures that the radial distance to the counter cutting edge is as small as possible, so that the cutting process can be carried out with particularly little effort.
  • the cutting teeth form an annular cutting ring that runs radially around at least in some areas or segments, preferably completely, whereby it is preferably provided that the cutting teeth are designed approximately the same and/or are evenly spaced from one another in the circumferential direction.
  • the distribution of the cutting teeth makes it possible for the feeder piston to be installed in any installation position relative to the associated conveyor pipe, and for the cutting teeth to also interact with the counter-blade in any installation position. This advantageously simplifies the installation of the feeder piston.
  • the cutting tool preferably the cutting tooth arrangement or the cutting ring, has exactly four, five, six, seven, eight, nine, ten, eleven or twelve teeth. With nine teeth, the cutting tool has a particularly long service life in relation to the achievable power saving.
  • the cutting tool preferably the cutting tooth arrangement or the cutting ring, essentially has the shape of a crown and/or a hole saw.
  • At least one or each of the plurality of cutting teeth is ground and/or chamfered on one side, preferably in relation to the associated feeder piston radially inward and/or against the conveying direction.
  • At least one or each of the plurality of cutting teeth has a tooth geometry with a tooth flank and a first tooth chip surface, which together with a first tooth cutting edge enclose a first tooth wedge angle.
  • At least one or each of the plurality of cutting teeth has a tooth geometry with the tooth flank and a second tooth chip surface, which together with a second tooth cutting edge enclose a second tooth wedge angle.
  • at least one or each of the plurality of cutting teeth has a tooth geometry with the tooth flank and a third tooth chip surface, which together with a third tooth cutting edge enclose a third tooth wedge angle.
  • the first tooth wedge angle and/or the second tooth wedge angle and/or the third tooth wedge angle has a value in a range from 30° to 60°, preferably in a range from 40° to 50°.
  • the first tooth wedge angle and/or the second tooth wedge angle and/or the third tooth wedge angle can have a value of exactly 45°.
  • the tooth flank and the first tooth chip surface converge at the first tooth cutting edge, and/or that the tooth flank and the second tooth chip surface converge at the second tooth cutting edge, and/or that the tooth flank and the third tooth chip surface converge at the third tooth cutting edge.
  • the second and third tooth cutting edges are thus arranged in such a way that when the feeder piston moves in the conveying direction, the second and third tooth cutting edges also move proportionally in the cutting edge direction relative to the counter cutting edge. The amount of force required for the cutting process is thereby reduced even further.
  • a tooth cutting edge of each of the plurality of cutting teeth is composed of the first tooth cutting edge and/or the second tooth cutting edge and/or the third tooth cutting edge. It can be most preferably provided that the tooth cutting edges together form the cutting edge of the cutting tool.
  • the second tooth cutting edge encloses a first corner angle lying in the tooth flank with the first tooth cutting edge, wherein it can preferably be provided that the first corner angle has a value in a range from 30° to 60°, preferably in a range from 40° to 50°. Most preferably, the first corner angle can have a value of exactly 45°.
  • the third tooth cutting edge encloses a second corner angle lying in the tooth flank with the first tooth cutting edge, wherein it can preferably be provided that the second corner angle has a value in a range from 30° to 60°, preferably a value in a range from 40° to 50°. Most preferably, the second corner angle can have a value of exactly 45°.
  • the tooth flank is flush with an outer surface of the associated feeder piston. It can preferably be provided that the tooth flank is the same, preferably uniaxial and/or in relation to the associated Feeder piston has a curvature extending in the circumferential direction like an outer surface of the associated feeder piston in this area. The tooth clearances therefore do not protrude radially outwards beyond the outer surface of the associated feeder piston. A movable mounting of the feeder piston in the associated conveyor pipes is therefore not impaired and the wear that occurs with the movable mounting is minimal.
  • the tooth flank has the shape of a shell, preferably uniaxial and/or curved in the circumferential direction with respect to the associated feeder piston.
  • the tooth flank preferably viewed orthogonally to the conveying direction, has substantially the shape of an isosceles trapezoid.
  • the cutting tool is formed by a radially encircling and essentially ring-shaped cutting blade with a cutting blade free surface and a cutting blade chip surface, which together with a cutting blade cutting edge enclose a cutting blade wedge angle.
  • the cutting blade free surface adjoins the outer surface of the associated feeder piston in a flush manner.
  • the cutting blade wedge angle has a value in a range of 30° to 60°, preferably in a range of 40° to 50°. Most preferably, the cutting blade wedge angle can have a value of exactly 45°.
  • the ring-shaped cutting blade has the advantage that it can be produced particularly cost-effectively due to the simple cutting geometry - for example in comparison to the cutting tooth arrangement.
  • the cutting tool is designed as a single piece and/or of the same material as the associated feeder piston, and/or that the cutting tool is a single piece and/or of the same material as the associated feeder piston.
  • the counter-blade associated with the cutting tool is arranged on the conveyor pipe.
  • the counter-blade is an integral part of the associated conveyor pipe, is preferably incorporated into the associated conveyor pipe, or is formed by a separate component that is connected to the associated conveyor pipe.
  • the counter-blade has a counter-blade shearing surface adjoining the counter-cutting edge, along which the cutting edge of the cutting tool can be displaced while grazing the counter-cutting edge. It can preferably be provided that the counter-blade has a counter-blade grazing surface that converges with the counter-blade shearing surface at the counter-cutting edge.
  • the counter-blade extends from an edge region of a metering opening of the first conveyor pipe, preferably on the intermediate pipe section side, preferably against the conveying direction, and/or that the counter-blade extends from an edge region of a feeder opening of the second conveyor pipe, preferably on the conveying direction side, preferably against the conveying direction.
  • the edge region on the intermediate pipe section side delimits the metering opening on the side facing the intermediate pipe section, and/or that the edge region on the conveying direction side delimits the feeder opening on the side facing the solid fuel burner.
  • the counter-cutting shearing surface preferably in relation to the associated feeder piston, is spaced radially from the tooth flank or the cutting blade flank, preferably by a cutting gap with a cutting gap width with a value in a range from 1 mm to 20 mm, preferably in a range from 1 mm to 10 mm, most preferably in a range from 1 mm to 5 mm.
  • the cutting tool and/or the counter-blade is or are formed by a welded coating.
  • the welded coating is made of a material that is not uniform with the respective base material of the associated feeder piston and/or the associated conveyor pipe, and/or that the welded coating is produced by means of build-up welding, and/or that the material of the welded coating is a hard metal. The use of hard metal results in a particularly long service life of the cutting tool.
  • the counter-blade is formed by an edge region of a metering opening of the first conveyor pipe, preferably on the side of the intermediate pipe section, and/or that the counter-blade is formed by an edge region of a feeder opening of the second conveyor pipe, preferably on the side of the conveying direction.
  • the edge regions of the openings also directly form the counter-blades. Complex manufacturing steps, such as build-up welding, are therefore not necessary.
  • the counter-blade shearing surface is curved, preferably uniaxially and/or in the circumferential direction with respect to the associated feeder piston. It can be preferably provided that a curvature of the counter-blade shearing surface corresponds to a curvature of the inner surface of the associated conveyor pipe in this area. It can be particularly preferably provided that the counter-blade shearing surface adjoins the inner surface of the associated conveyor pipe flush with the surface.
  • the feeding device has a storage container arrangement which has the storage container and a first agitator and/or a second agitator, preferably of the same construction as the first agitator.
  • the arrangement of two agitators in the storage container results in a particularly efficient discharge of the fuel material, particularly in the case of a storage container with a large diameter.
  • each of the agitators is formed by a container drive unit, a stirring element and a clearing device.
  • the container drive unit is suitable and/or designed to set the stirring element arranged in the storage container and assigned to the container drive unit into a rotary movement.
  • the clearing device is suitable and/or designed to convey fuel material from the storage container and/or to the metering opening and/or to the feeder opening.
  • the clearing device can be formed by spring tines, preferably replaceable ones.
  • the spring tines have the advantage that they can give way in the event of mechanical resistance without immediately being damaged and/or bent.
  • the storage container has a container bottom and that the container drive unit is arranged in the region of the container bottom and/or outside the storage container.
  • the container drive unit is assigned to the container bottom.
  • the container bottom is arranged between the stirring element and the container drive unit, and/or that the container drive unit is arranged between the stirring element and the container bottom.
  • the stirring element is formed by a stirring disk, or that the stirring element is formed by a stirring plate.
  • the container drive unit can be formed by a hydraulically operated oil motor or by a hydraulically operated oil motor and a gear.
  • the hydraulically operated oil motor has the advantage that the agitator can move independently of the movement of the feeder pistons. Depending on the quality of the fuel material, the speed of the oil motor can therefore be set individually and independently of the conveying speed of the feeder pistons.
  • the advantage is that the hydraulic oil volume flow used to move the feeder pistons is immediately available and can be used in whole or in part to drive the agitator.
  • the active running time of the feed can be influenced by adjusting the running time of the oil motor.
  • the oil motor is directly connected to a stirring element drive shaft of the stirring element or directly to the stirring element.
  • the oil motor is indirectly connected, preferably with the gear box interposed, to a stirring element drive shaft of the stirring element or indirectly connected, preferably with the gear box interposed, to the stirring element. It can preferably be provided that the oil motor is flanged to the gear box.
  • the transmission is formed by a reduction gear, preferably with a transmission ratio of 29.5:1.
  • the invention further relates to a method for operating a feeding device for a solid fuel burner, preferably for operating a feeding device as described above.
  • a piston device for conveying fuel material preferably a piston device as described above, with a conveyor pipe and a feeder piston slidably mounted in the conveyor pipe, wherein the piston device, preferably the feeder piston and/or the conveyor pipe, is assigned a cutting device, preferably for cutting fuel material.
  • the use of the fuel material cutting device enables particularly energy-saving conveying of the fuel material, particularly in the case of coarse wood chips.
  • the invention also relates to a method for operating a piston device for a solid fuel burner, preferably for operating a piston device as described above.
  • a charging device arrangement with a first charging device as described above and with a second charging device as described above, wherein the storage container of the first charging device and the storage container of the second charging device are formed by a common storage container.
  • the charging device arrangement is therefore particularly economical to operate, since only the common storage container and not two separate storage containers have to be filled with fuel material to operate both charging devices.
  • both the first conveyor pipe of the first feeding device and the first conveyor pipe of the second feeding device are led out of the common storage container and/or away from the common storage container.
  • the conveyor pipes can be arranged in and/or on the common storage container as required.
  • the conveyor pipes can be arranged radially outside the agitators or, for example, between the agitators.
  • the fuel material for the first solid fuel burner and for the second solid fuel burner is accommodated in the common storage container.
  • two agitators are provided in the common storage container, namely the first agitator and the second agitator.
  • the first agitator is assigned to the first conveyor pipe of the first feeding device, and/or the second agitator is assigned to the first conveyor pipe of the second feeding device.
  • a storage container arrangement preferably as described above, with a storage container and a first agitator and/or a second agitator, preferably identical in construction to the first agitator.
  • the first and/or the second agitator is formed by a container drive unit, a stirring element and a clearing device.
  • the container drive unit is suitable and/or designed to set the stirring element arranged in the storage container into a rotary movement.
  • the clearing device is suitable and/or designed to convey fuel material from the storage container and/or to the metering opening.
  • the container drive unit is formed by a hydraulically operated oil motor or by a hydraulically operated oil motor and a transmission.
  • the oil motor is directly connected to a stirring element drive shaft of the stirring element or directly to the stirring element, and/or that the oil motor is indirectly, preferably under Intermediate connection of the gear, with a stirring element drive shaft of the stirring element or indirectly, preferably with intermediary connection of the gear, with the stirring element.
  • the oil motor is flanged to the gear.
  • the storage container arrangement has a conveyor device.
  • fuel material preferably held in the storage container, is fed to the conveyor device by means of the first agitator and/or by means of the second agitator.
  • the conveyor device is formed by a conveyor belt for conveying fuel material or that the conveyor device has a conveyor belt for conveying fuel material.
  • the conveyor device is formed by a conveyor screw for conveying fuel material or that the conveyor device has a conveyor screw for conveying fuel material.
  • the conveyor device is formed by a feeder piston for conveying fuel material, preferably as described above, or that the conveyor device has a feeder piston for conveying fuel material, preferably as described above.
  • a feeding device 1 according to the invention for a solid fuel burner 2 which is shown here only by way of example and schematically, is shown, which has a storage container 3 (see Figure 8 ) for fuel material, in particular for wood chips of the size range G30 to G100 or larger.
  • This storage container 3 for wood chips 24 (see Figure 4 and 5 ) is coupled via a metering opening 5 to a first conveyor pipe 6 of a double piston device 8, which metering opening 5 is designed and arranged in the assembled state on a peripheral wall area of the first conveyor pipe 6, preferably geodetically at the top.
  • a first feeder piston 7 of the double piston device 8 is slidably mounted in the first conveyor pipe 6.
  • the first conveyor pipe 6 is followed by a drop shaft pipe 9 forming an intermediate pipe section, which opens with a pipe end facing away from the first conveyor pipe 6 via a feeder opening 12 into a second conveyor pipe 10 of the double piston device 8, in which second conveyor pipe 10 a second feeder piston 11 is displaceably mounted.
  • a light barrier arrangement 15 having a transmitter 16 and a receiver 14 is arranged, which, as shown in the Figure 1 is shown only extremely schematically and in dashed lines, is coupled to a control device 17 of the feeding device 1.
  • a front end of the second conveyor pipe 10 facing the solid fuel burner 2 is connected to a connecting piece 19 of the solid fuel burner 2 via a flange connection 18.
  • a grate 21 is arranged in the combustion chamber 20 of the solid fuel burner 2, which is shown only very schematically here.
  • the solid fuel burner 2 is provided here, for example, with a temperature sensor 22, which represents any other suitable alternative or additional measuring device.
  • the first feeder piston 7 In the initial position or rest position of the feeding device 1 shown, the first feeder piston 7 is in its basic position closing the metering opening 5, wherein in the area of the first conveyor pipe 6 in front of a piston end face 23 of the first feeder piston 7 a defined amount of wood chips 24 is kept ready for metering into the second conveyor pipe 10.
  • the position of the first feeder piston 7 is specified or queried here via a limit switch 25 in the area of the metering opening 5.
  • the second feeder piston 11 is located in the Figure 1 shown rest position also in a basic position predetermined or queried by a limit switch 26, in which the second feeder piston 11 closes the feeder opening 12 and at the same time is guided with its piston end face 27 up to the grate 21 of the combustion chamber 20, whereby a burning through of hot gases from the combustion chamber 20 in the direction of the storage container 3 is prevented in a functionally safe and reliable manner.
  • a The control and/or regulating device of the heating system determines whether there is a heat requirement at a certain specified temperature, for example a target temperature in the display. To do this, for example, the control and/or regulating device queries an actual temperature value in the solid fuel burner 2 via the temperature sensor 22. For example, the residual oxygen content and/or the exhaust gas temperature can be queried alternatively or additionally in order to determine the heat requirement.
  • control and/or regulating device determines that the combustion chamber temperature or the boiler temperature is too low, a primary fan is switched on, for example, and at the same time the feed device 1 is controlled and activated by the control device 17 according to the invention, which can be designed separately or can also be an integral part of the control and/or regulating device of the heating system, in order to convey a defined amount of wood chips into the combustion chamber 20 of the solid fuel burner 2.
  • the feeding device 1 has a first fuel material cutting device 29 (see Figures 3 and 4 ) and a second fuel material cutting device 31 (see Figures 3 and 4 ).
  • the first 29 and the second fuel material cutting device 31 are of identical construction and/or design.
  • the first fuel material cutting device 29 is explained below with regard to its construction - also as a representative of the second fuel material cutting device 31.
  • the first fuel material cutting device 29 is assigned to a first piston device 33 of the double piston device 8 of the feeding device 1.
  • the first piston device 33 has the first feeder piston 7 and the first conveyor pipe 6.
  • the first fuel material cutting device 29 is suitable and/or designed to shear and/or cut wood chips 24, preferably parts of the wood chips 24.
  • the first fuel material cutting device 29 is formed by a cutting tool 35 and a counter blade 37 (see for example Figure 4 ) is formed.
  • the cutting tool 35 and the counter-blade 37 act upon a movement of the first feeder piston 7 in the conveying direction FR (see for example Figure 1 ) so that parts of the wood chips 24 are cut or sheared between the cutting tool 35 and the counter blade 37. This process is described in the Figure 4 and 5 shown.
  • the first feeder piston 7 is shown in a side view.
  • the cutting tool 35 is arranged on the piston face 23 as a component of the first fuel material cutting device 29 and protrudes from the piston face 23 of the first feeder piston 6 in the conveying direction FR.
  • the cutting tool 35 is formed by a cutting tooth arrangement with several cutting teeth 38 which - viewed in relation to the first feeder piston 7 - are arranged radially on the outside of the piston face 23 of the first feeder piston 7 (see Figure 3 ).
  • the cutting teeth 38 are - in relation to the first feeder piston 7 - evenly distributed in the circumferential direction U, as can be seen from the Figure 3
  • Each of the cutting teeth 38 is ground or chamfered on one side, radially inward with respect to the first feeder piston 7 and against the conveying direction FR.
  • Each of the cutting teeth 38 has a tooth geometry with a tooth flank 39 and a first tooth chip surface 41, a second tooth chip surface 43 and a third tooth chip surface 45.
  • the first tooth chip surface 41 converges with the tooth flank 39 at a first tooth cutting edge and forms a first tooth wedge angle with the tooth flank.
  • the second tooth chip surface 43 converges with the tooth flank 39 at a second tooth cutting edge and forms a second tooth wedge angle with the tooth flank 39.
  • the third tooth chip surface 45 converges with the tooth flank 39 at a third tooth cutting edge and forms a third tooth wedge angle with the tooth flank 39.
  • the first tooth wedge angle, the second tooth wedge angle and the third tooth wedge angle have an amount in a range of 40° to 50°.
  • a tooth cutting edge of each cutting tooth 38 consists of the first tooth cutting edge, the second tooth cutting edge and the third tooth cutting edge together.
  • the second tooth cutting edge converges with the first tooth cutting edge and forms a first corner angle with the first tooth cutting edge, which lies in the tooth flank 39.
  • the third tooth cutting edge converges with the first tooth cutting edge and forms a second corner angle with the first tooth cutting edge, which lies in the tooth flank 39.
  • the first corner angle and the second corner angle each have an amount in a range of 40° to 50°.
  • the tooth flank 39 is flush with an outer surface 47 (see for example Figure 2 ) of the first feeder piston 7 and merges into the outer surface 47 of the first feeder piston 7.
  • the tooth clearance surface 39 has the same curvature as the outer surface 47 of the first feeder piston 7.
  • the counter-blade 37 is also shown.
  • the counter-blade 37 protrudes from an edge region 48 of the metering opening 5 on the intermediate pipe section side, in the opposite direction to the conveying direction FR.
  • the counter-blade 37 has a counter-blade shearing surface 49 and a counter-blade grazing surface 51, which converge at a counter-cutting edge 50.
  • the counter-blade shearing surface 49 is spaced radially from the tooth flank surface 39, preferably by a cutting gap 53 with a cutting gap width with a value in a range of 1 mm to 10 mm.
  • the counter-blade 37 is formed by a weld deposit that is produced by means of build-up welding and preferably subsequent finishing.
  • the material of the weld deposit is a hard metal.
  • a curvature of the counter-blade shearing surface 49 corresponds to a curvature of the inner surface 57 of the first conveyor pipe 7.
  • the counter-blade shearing surface 49 is flush with the inner surface 57 of the first conveyor pipe 7.
  • the cutting tool 35 can also be formed by an at least substantially ring-shaped cutting blade 59 with a cutting blade free surface 61 and a cutting blade chip surface 63, as shown in the Figure 6 and 7 is shown.
  • the cutting blade free surface 61 is flush with the outer surface 47 of the first feeder piston 7.
  • the cutting knife wedge angle has a value in the range of 40° to 50°.
  • the ring-shaped cutting blade 59 also interacts with the counter-blade 37 in such a way that the wood chips 24 are cut when the first feeder piston 7 moves in the conveying direction FR.
  • the second fuel material cutting device 31 is connected to a second piston device 60 (see Figure 1 ) of the double piston device 8 of the feeding device 1 and is constructed identically to the first fuel material cutting device 29.
  • the cutting tool 35 is arranged on the second feeder piston 11.
  • the counter-blade 37 projects from an edge region 62 of the feeder opening 12 on the conveying direction side, specifically against the conveying direction FR.
  • the cutting blade free surface 61 or the tooth free surface 39 merges flush into an outer jacket surface 64 of the second feeder piston 11.
  • the counter-blade shearing surface 49 merges flush into an inner surface 66 of the second conveyor pipe 10.
  • the storage container 3 is shown.
  • An agitator 67 of the feeding device 1 is arranged in the storage container 3.
  • the first conveyor pipe 6 is connected in or on the storage container 3 or integrated into it.
  • the agitator 67 has a container drive unit, a stirring element formed by a stirring plate 69 and a clearing device formed by spring tines 71, wherein the container drive unit is suitable for and/or is designed to set the stirring element arranged in the storage container 3 together with the clearing device attached thereto into a rotary movement.
  • the container drive unit has a hydraulically operated oil motor 73 and a reduction gear 75.
  • the oil motor 73 drives the stirring plate 69 with the reduction gear 75 in between.
  • the oil motor 73 is connected to a drive shaft 77 of the stirring plate 69 with the reduction gear 75 in between.
  • the reduction gear 75 has a transmission ratio of 29.5:1 here merely as an example.
  • Both the first feeder piston 7 accommodated in the first conveyor pipe 6 and not explicitly shown here and the second feeder piston 11 accommodated in the second conveyor pipe 10 and not explicitly shown here are each coupled by means of hydraulic lines 40 to a single hydraulic device 41 for both feeder pistons 7, 11, which hydraulic device 41 is in turn coupled to the control device 17 and is controlled accordingly by it.
  • the control device 17 controls the hydraulic device 41 and in particular the at least one valve of the hydraulic device 41 such that only one of the two feeder pistons 7, 11 moves, while the other feeder piston 7, 11 remains in the position it has just assumed.
  • the control device 17 further controls the hydraulic device 41 such that the oil motor 73, which is fluidly connected to the hydraulic device 41 via hydraulic lines 40, causes the stirring plate 69 to rotate in a predetermined direction of rotation and at a predefined speed.
  • the storage container 3 is shown in a design in which the first agitator 67 and a second agitator 78 are provided in the storage container 3.
  • the first agitator 67 and the second agitator 78 are assigned to the storage container 3 and are part of the feeding device 1.
  • the first conveyor pipe 6 is connected in or to the storage container 3 or in
  • the first 67 and the second 78 agitator each have the container drive unit, the agitating element formed by the agitating plate 69 and the clearing device formed by the spring tines 71.
  • the container drive units are suitable and/or designed to set one of the agitating elements together with the clearing device attached to it in a rotary motion.
  • the two agitators 67, 78 are identical in design and construction. Both agitators 67, 78 convey the wood chips 24 to the dosing opening 5.
  • the container drive units are installed in the same way as in the example of the Figure 8 controlled and work in the same way.
  • the feeding device arrangement has two feeding devices 1.
  • a first of the feeding devices 1 is assigned to the first solid fuel burner 2 (not shown).
  • a second of the feeding devices 1 is assigned to a second solid fuel burner (not shown).
  • the storage containers 3 of the two feeding devices 1 are formed by a common storage container 79.
  • the first conveyor pipes 6 of the two feeding devices 1 are both led out of the common storage container 79.
  • the first solid fuel burner 2 and the second solid fuel burner are fed with fuel material from the common storage container 3.
  • the first agitator 67 and the second agitator 78 are arranged in the common storage container 79.
  • the first conveyor pipe 6 of the first feeding device 1 interacts with the first agitator 67 in the common storage container 79.
  • the first agitator 67 conveys wood chips 24 to the metering opening 5 of the first conveyor pipe 6 of the first feeding device 1.
  • the first conveyor pipe 6 of the second feeding device 1 interacts with the second agitator 78 in the storage container 79.
  • the second agitator 78 conveys wood chips to the metering opening 5 of the first conveyor pipe 6 of the second feeding device 1.
  • the first 67 and the second agitator 78 are constructed in the same way.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung für einen Feststoffbrenner, mit einem Vorratsbehälter (3) für Brennstoffmaterial, und mit einer Fördereinrichtung, mittels der das Brennstoffmaterial einem Feststoffbrenner (2) zuführbar ist, wobei die Fördereinrichtung als Doppelkolbeneinrichtung (8) ausgebildet ist, die einen dem Vorratsbehälter (3) zugeordneten und in einem ersten Förderrohr (6) verschiebbar gelagerten ersten Beschickerkolben (7) und einen dem ersten Beschickerkolben (7) in Förderrichtung (FR) nachgeschalteten und in einem zweiten Förderrohr (10) verschiebbar gelagerten zweiten Beschickerkolben (11) aufweist, der dem Feststoffbrenner (2) zugeordnet ist, wobei zwischen dem ersten (6) und dem zweiten Förderrohr (10) ein diese strömungstechnisch verbindender Zwischenrohrabschnitt vorgesehen ist. Erfindungsgemäß weist die Beschickungsvorrichtung (1) wenigstens eine Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung (29, 31) auf, die geeignet und ausgebildet ist, Brennstoffmaterial durch Schneiden zu zerkleinern.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung für einen Feststoffbrenner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Beschickungsvorrichtung für einen Feststoffbrenner nach Anspruch 11. Ferner betrifft die Erfindung eine Kolbeneinrichtung nach dem Anspruch 12 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Kolbeneinrichtung nach Anspruch 13. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorratsbehälter-Anordnung gemäß dem Anspruch 15.
  • Aus der DE 10 2010 055 215 A1 ist eine gattungsgemäße Beschickungsvorrichtung bekannt. Die Beschickungsvorrichtung weist als Fördereinrichtung für Brennstoffmaterial eine Doppelkolbeneinrichtung auf, bei der mittels zweier Beschickerkolben das Brennstoffmaterial zu einem Feststoffbrenner gefördert wird. Wird als Brennstoffmaterial grobes Brennstoffmaterial, wie beispielsweise grobe Hackschnitzel verwendet, so kann sich das Brennstoffmaterial im Bereich der Beschickerkolben verklemmen und das Brennstoffmaterial kann nicht bestimmungsgemäß und/oder nur unter erhöhtem Kraftaufwand mittels der Beschickerkolben gefördert werden. Der hohe Kraftaufwand resultiert in einem erhöhtem Energieverbrauch der Beschickungsvorrichtung, wodurch der Gesamt-Wirkungsgrad bei der Beschickung des Feststoffbrenners mit Brennstoffmaterial herabgesetzt ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Beschickungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben der Beschickungsvorrichtung bereitzustellen, mit denen der Gesamt-Wirkungsgrad bei der Beschickung eines Feststoffbrenners mit Brennstoffmaterial gesteigert ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kolbeneinrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben der Kolbeneinrichtung bereitzustellen, mit denen eine energiesparende Förderung von Brennstoffmaterial ermöglicht ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß vorgeschlagen ist eine Beschickungsvorrichtung für einen Feststoffbrenner mit einem Vorratsbehälter für Brennstoffmaterial, und mit einer Fördereinrichtung, mittels der das Brennstoffmaterial einem Feststoffbrenner zuführbar ist, wobei die Fördereinrichtung als Doppelkolbeneinrichtung ausgebildet ist, die einen dem Vorratsbehälter zugeordneten und in einem ersten Förderrohr verschiebbar gelagerten ersten Beschickerkolben und einen dem ersten Beschickerkolben in Förderrichtung nachgeschalteten und in einem zweiten Förderrohr verschiebbar gelagerten zweiten Beschickerkolben aufweist, der dem Feststoffbrenner zugeordnet ist, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Förderrohr ein diese strömungstechnisch verbindender Zwischenrohrabschnitt vorgesehen ist. Erfindungsgemäß weist die Beschickungsvorrichtung wenigstens eine Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung auf, die geeignet und/oder ausgebildet ist, Brennstoffmaterial durch Schneiden, vorzugsweise durch Scherschneiden, zu zerkleinern.
  • Die Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung hat den Vorteil, dass, insbesondere größere Teile des Brennstoffmaterials, beim Fördern nicht gequetscht, sondern geschnitten werden. Es treten somit keine Verklemmungen und/oder Quetschungen von Brennstoffmaterial zwischen dem jeweiligen Beschickerkolben und dem zugeordneten Förderrohr auf. Der Energieverbrauch der Beschickungsvorrichtung ist gegenüber einer Beschickungsvorrichtung ohne Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung daher in vorteilhafter Weise verringert.
  • Exemplarisch kann einer oder beide der Beschickerkolben im Querschnitt die Form eines Kreises, eines Ovals, eines Rechteckes oder eines Quadrates aufweisen. Beispielhaft kann eines oder beide der Förderrohre im Querschnitt die Form eines kreis-, oval-, oder rechteckförmigen, vorzugsweise quadratförmigen, Ringes aufweisen.
  • Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass das Brennstoffmaterial durch einen Feststoff und/oder durch Hackschnitzel und/oder Grobhackschnitzel gebildet ist. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Hackschnitzel eine Größenordnung in einem Bereich von G30 bis G100 oder größer, vorzugsweise eine Größenordnung von exakt G30, von exakt G50 oder von exakt G100, aufweisen. Grobhackschnitzel haben insbesondere den Vorteil, dass bei der Herstellung, und zwar beim Häckselvorgang, weniger Energie nötig ist, als dies bei feineren Hackschnitzeln der Fall ist. Die Hackschnitzel dieser Größenordnung weisen außerdem einen wesentlich geringeren Trocknungsverlust auf. Das heißt, dass bei der Trocknung von Hackschnitzeln dieser Größenordnung ein wesentlicher geringerer Heizwertverlust auftritt als dies bei der Trocknung von im Vergleich feineren Hackschnitzeln der Fall ist. Bei der Verbrennung weisen gröber gehackte Hackschnitzel bessere Verbrennungseigenschaften auf, als dies bei im Vergleich dazu feiner gehackten Hackschnitzeln der Fall ist.
  • Bei einer konkreten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung wenigstens einer von zwei Kolbeneinrichtungen der Doppelkolbeneinrichtung zugeordnet ist, wobei jede der beiden Kolbeneinrichtungen einen Beschickerkolben und ein Förderrohr aufweist. Insbesondere für den Fall, dass beide Kolbeneinrichtungen mit einer Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung ausgestattet sind, ergibt sich der vorhergehend genannte verringerte Energieverbrauch für beide Kolbeneinrichtungen.
  • Bei einer konkreten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung durch ein Schneidwerkzeug mit einer Schneidkante, vorzugsweise durch ein Schneidwerkzeug mit einer Schneidkante und eine Gegenschneide mit einer Gegenschneidkante, gebildet ist. Konkret kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung durch ein Schneidwerkzeug mit einer Schneidkante und eine, vorzugsweise dem Schneidwerkzeug zugeordnete, Gegenschneide mit einer Gegenschneidkante, gebildet ist. Mit der Schneidkante und/oder der Gegenschneidkante liegt jeweils eine definierte Schneide vor, die ein besonders kraftsparendes Schneiden ermöglicht.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Schneidwerkzeug an einer Kolbenstirnfläche eines dem Schneidwerkzeug zugeordneten Beschickerkolbens ausgebildet und/oder angeordnet ist. Durch die stirnseitige Anordnung ist sichergestellt, dass die, verschleißarme, verschiebliche Lagerung der Beschickerkolben in den zugehörigen Förderrohren durch das Schneidwerkzeug nicht beeinträchtigt ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Schneidwerkzeug integraler Bestandteil der Kolbenstirnfläche ist, vorzugsweise in diese eingearbeitet ist, oder durch ein separates Bauteil gebildet ist, das mit der Kolbenstirnfläche verbunden ist.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Schneidwerkzeug von der Kolbenstirnfläche abragt, vorzugsweise in Förderrichtung abragt.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Kolbenstirnflächen von einem, mehreren oder allen Beschickerkolben in Förderrichtung zeigen und/oder dem Feststoffbrenner zugewandt sind und/oder beim Beschicken des Feststoffbrenners mit dem Brennstoffmaterial in Kontakt stehen.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Schneidwerkzeug durch eine Schneidzahnanordnung mit mehreren Schneidzähnen gebildet ist. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Schneidzähne radial außen an der Kolbenstirnfläche angeordnet sind. So ist gewährleistet, dass der radiale Abstand zu der Gegenschneide möglichst gering ist, so dass der Schneidvorgang besonders kraftsparend durchführbar ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Schneidzähne einen wenigstens bereichsweise oder segmentweise, vorzugsweise vollständig, radial umlaufenden ringförmigen Schneidkranz ausbilden, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Schneidzähne in etwa gleich ausgebildet sind und/oder in Umfangsrichtung gesehen gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Durch die Verteilung der Schneidzähne ist es möglich, dass der Beschickerkolben in jeder Einbaulage zum zugehörigen Förderrohr einbaubar ist, und dass die Schneidzähne auch in jeder Einbaulage mit der Gegenschneide zusammenwirken können. Die Montage der Beschickerkolben ist dadurch in vorteilhafter Weise vereinfacht.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Schneidwerkzeug, vorzugsweise die Schneidzahnanordnung oder der Schneidkranz, genau vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf oder zwölf Zähne aufweist. Bei neun Zähnen ergibt sich im Verhältnis zur erreichbaren Kraftersparnis eine besonders lange Standzeit des Schneidwerkzeuges.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Schneidwerkzeug, vorzugsweise die Schneidzahnanordnung oder der Schneidkranz, im Wesentlichen die Form einer Krone und/oder einer Lochsäge aufweist.
  • Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass zumindest einer oder jeder der mehreren Schneidzähne einseitig, vorzugsweise in Bezug auf den zugeordneten Beschickerkolben nach radial innen und/oder entgegen der Förderrichtung angeschliffen und/oder angefast ist.
  • Bei einer konkreten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zumindest einer oder jeder der mehreren Schneidzähne eine Zahngeometrie mit einer Zahn-Freifläche und einer ersten Zahn-Spanfläche aufweist, die zusammen mit einer ersten Zahn-Schneidkante einen ersten Zahn-Keilwinkel einschließen.
  • Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass zumindest einer oder jeder der mehreren Schneidzähne eine Zahngeometrie mit der Zahn-Freifläche und einer zweiten Zahn-Spanfläche aufweist, die zusammen mit einer zweiten Zahn-Schneidkante einen zweiten Zahn-Keilwinkel einschließen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zumindest einer oder jeder der mehreren Schneidzähne eine Zahngeometrie mit der Zahn-Freifläche und einer dritten Zahn-Spanfläche aufweist, die zusammen mit einer dritten Zahn-Schneidkante einen dritten Zahn-Keilwinkel einschließen. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der erste Zahn-Keilwinkel und/oder der zweite Zahn-Keilwinkel und/oder der dritten Zahn-Keilwinkel einen Wert in einem Bereich von 30° bis 60°, bevorzugt in einem Bereich von 40° bis 50° aufweist. Höchst bevorzugt kann der erste Zahn-Keilwinkel und/oder der zweite Zahn-Keilwinkel und/oder der dritten Zahn-Keilwinkel einen Wert von exakt 45° aufweisen.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Zahn-Freifläche und die erste Zahn-Spanfläche an der ersten Zahn-Schneidkante zusammenlaufen, und/oder dass die Zahn-Freifläche und die zweite Zahn-Spanfläche an der zweiten Zahn-Schneidkante zusammenlaufen, und/oder dass die Zahn-Freifläche und die dritte Zahn-Spanfläche an der dritten Zahn-Schneidkante zusammenlaufen. Insbesondere die zweite und die dritte Zahn-Schneidkante sind somit so angeordnet, dass sich die zweite und die dritte Zahn-Schneidkante bei einer Bewegung des Beschickerkolbens in Förderrichtung auch anteilig in Schneidkantenrichtung relativ zur Gegenschneide bewegen. Der nötige Kraftaufwand für den Schneidvorgang wird dadurch noch weiter gesenkt.
  • Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass sich eine Zahn-Schneide von jedem der mehreren Schneidzähne aus der ersten Zahn-Schneidkante und/oder der zweiten Zahn-Schneidkante und/oder der dritten Zahn-Schneidkante zusammensetzt. Höchst bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Zahn-Schneiden zusammen die Schneidkante des Schneidwerkzeuges bilden.
  • Konkret kann vorgesehen sein, dass die zweite Zahn-Schneidkante mit der ersten Zahn-Schneidkante einen ersten, in der Zahn-Freifläche liegenden Eckenwinkel einschließt, wobei bevorzugt vorgesehen sein kann, dass der erste Eckenwinkel einen Wert in einem Bereich von 30° bis 60°, bevorzugt in einem Bereich von 40° bis 50° aufweist. Höchst bevorzugt kann der erste Eckenwinkel einen Wert von exakt 45° aufweisen.
  • Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass die dritte Zahn-Schneidkante mit der ersten Zahn-Schneidkante einen zweiten, in der Zahn-Freifläche liegenden Eckenwinkel einschließt, wobei bevorzugt vorgesehen sein kann, dass der zweite Eckenwinkel einen Wert in einem Bereich von 30° bis 60°, bevorzugt einen Wert in einem Bereich von 40° bis 50° ausweist. Höchst bevorzugt kann der zweite Eckenwinkel einen Wert von exakt 45° aufweisen.
  • Bei einer konkreten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass sich die Zahn-Freifläche flächenbündig an eine Außen-Mantelfläche des zugeordneten Beschickerkolbens anschließt. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Zahn-Freifläche dieselbe, bevorzugt einachsige und/oder in Bezug auf den zugeordneten Beschickerkolben in Umfangsrichtung erstreckende, Krümmung wie eine Außen-Mantelfläche des zugeordneten Beschickerkolbens in diesem Bereich aufweist. Die Zahn-Freiflächen stehen somit nicht nach radial außen über die Außen-Mantelfläche des zugeordneten Beschickerkolbens hinaus. Eine verschiebliche Lagerung der Beschickerkolben in den zugeordneten Förderrohren ist somit nicht beeinträchtigt und der bei der verschieblichen Lagerung auftretende Verschleiß ist gering.
  • Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass die Zahn-Freifläche die Form einer, vorzugsweise einachsig und/oder in Bezug auf den zugeordneten Beschickerkolben in Umfangsrichtung gekrümmten, Schale aufweist.
  • Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass die Zahn-Freifläche, vorzugsweise mit Blickrichtung orthogonal zur Förderrichtung, im Wesentlichen die Form eines gleichschenkligen Trapezes aufweist.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Schneidwerkzeug durch ein radial umlaufendes und im Wesentlichen ringförmiges Schneidmesser mit einer Schneidmesser-Freifläche und einer Schneidmesser-Spanfläche gebildet ist, die zusammen mit einer Schneidmesser-Schneidkante einen Schneidmesser-Keilwinkel einschließen. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass sich die Schneidmesser-Freifläche an die Außen-Mantelfläche des zugeordneten Beschickerkolbens flächenbündig anschließt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Schneidmesser-Keilwinkel einen Wert in einem Bereich von 30° bis 60°, bevorzugt in einem Bereich von 40° bis 50° aufweist. Höchst bevorzugt kann der Schneidmesser-Keilwinkel einen Wert von exakt 45° aufweisen. Das ringförmige Schneidmesser hat den Vorteil, dass es aufgrund der einfachen Schneidgeometrie - beispielsweise im Vergleich zu der Schneidzahnanordnung - besonders kostengünstig herstellbar ist.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Schneidwerkzeug einstückig und/oder materialeinheitlich mit dem zugeordneten Beschickerkolben ausgebildet ist, und/oder dass das Schneidwerkzeug einstückiger und/oder materialeinheitlicher Bestandteil des zugeordneten Beschickerkolbens ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die dem Schneidwerkzeug zugeordnete Gegenschneide an dem Förderrohr angeordnet ist.
  • Bei einer konkreten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Gegenschneide integraler Bestandteil des zugeordneten Förderrohres ist, vorzugsweise in das zugeordnete Förderrohr eingearbeitet ist, oder durch ein separates Bauteil gebildet ist, das mit dem zugeordneten Förderrohr verbunden ist.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Gegenschneide eine an die Gegenschneidkante anschließende Gegenschneiden-Scherfläche aufweist, entlang derer die Schneidkante des Schneidwerkzeuges unter Überstreifen der Gegenschneidkante verlagerbar ist. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Gegenschneide eine Gegenschneiden-Streiffläche aufweist, die mit der Gegenschneiden-Scherfläche an der Gegenschneidkante zusammenläuft.
  • Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass sich die Gegenschneide von einem, vorzugsweise zwischenrohrabschnittseitigen, Randbereich einer Zudosieröffnung des ersten Förderrohres, vorzugsweise entgegen der Förderrichtung, erstreckt, und/oder dass sich die Gegenschneide von einem, vorzugsweise förderrichtungsseitigen, Randbereich einer Beschickeröffnung des zweiten Förderrohres, vorzugsweise entgegen der Förderrichtung, erstreckt.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der zwischenrohrabschnittseitige Randbereich die Zudosieröffnung an der dem Zwischenrohrabschnitt zugewandten Seite begrenzt, und/oder dass der förderrichtungsseitige Randbereich die Beschickeröffnung an der dem Feststoffbrenner zugewandten Seite begrenzt.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Gegenschneiden-Scherfläche, vorzugsweise in Bezug auf den zugeordneten Beschickerkolben, in Radialrichtung von der Zahn-Freifläche oder der Schneidmesser-Freifläche beabstandet ist, und zwar vorzugsweise um einen Schneidspalt mit einer Schneidspaltbreite mit einem Wert in einem Bereich von 1 mm bis 20 mm, bevorzugt in einem Bereich von 1 mm bis 10 mm, höchst bevorzugt in einem Bereich von 1 mm bis 5 mm.
  • Bei einer konkreten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Schneidwerkzeug und/oder die Gegenschneide durch einen Schweißauftrag gebildet ist oder sind. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Schweißauftrag materialuneinheitlich mit dem jeweiligen Basismaterial des zugeordneten Beschickerkolbens und/oder des zugeordneten Förderrohres ausgebildet ist, und/oder dass der Schweißauftrag mittels Auftragsschweißen hergestellt ist, und/oder dass der Werkstoff des Schweißauftrages ein Hartmetall ist. Durch Verwendung von Hartmetall ergibt sich eine besonders lange Standzeit des Schneidwerkzeuges.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Gegenschneide durch einen, vorzugsweise zwischenrohrabschnittseitigen, Randbereich einer Zudosieröffnung des ersten Förderrohres gebildet ist und/oder dass die Gegenschneide durch einen, vorzugsweise förderrichtungsseitigen, Randbereich einer Beschickeröffnung des zweiten Förderrohres gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform bilden die Randbereiche der Öffnungen unmittelbar auch die Gegenschneiden. Aufwendige Fertigungsschritte, wie beispielsweise Auftragsschweißen, sind somit nicht erforderlich.
  • Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Gegenschneiden-Scherfläche, vorzugsweise einachsig und/oder in Bezug auf den zugeordneten Beschickerkolben in Umfangrichtung, gekrümmt ist. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass eine Krümmung der Gegenschneiden-Scherfläche mit einer Krümmung der Innenfläche des zugeordneten Förderrohres in diesem Bereich übereinstimmt. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass sich die Gegenschneiden-Scherfläche flächenbündig an die Innenfläche des zugeordneten Förderrohres anschließt.
  • Bei einer konkreten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Beschickungsvorrichtung eine Vorratsbehälter-Anordnung aufweist, die den Vorratsbehälter sowie ein erstes Rührwerk und/oder ein, vorzugsweise zum ersten Rührwerk baugleiches, zweites Rührwerk aufweist. Durch die Anordnung von zwei Rührwerken in dem Vorratsbehälter ergibt sich eine besonders effiziente Austragung des Brennstoffmaterials, und zwar insbesondere bei einem im Durchmesser groß dimensionierten Vorratsbehälter.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass jedes der Rührwerke durch eine Behälter-Antriebseinheit, ein Rührelement und eine Räumeinrichtung gebildet ist.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Behälter-Antriebseinheit dazu geeignet und/oder dazu ausgebildet ist, dass im Vorratsbehälter angeordnete und der Behälter-Antriebseinheit zugeordnete Rührelement in eine Drehbewegung zu versetzen.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Räumeinrichtung dazu geeignet und/oder dazu ausgebildet ist, Brennstoffmaterial aus dem Vorratsbehälter und/oder zur Zudosieröffnung und/oder zur Beschickeröffnung zu fördern.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Räumeinrichtung durch, vorzugsweise auswechselbare, Federzinken gebildet ist. Die Federzinken haben den Vorteil, dass sie bei mechanischen Widerständen ausweichen können ohne unmittelbar Schaden zu nehmen und/oder verbogen zu werden.
  • Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass der Vorratsbehälter einen Behälterboden aufweist, und dass die Behälter-Antriebseinheit im Bereich des Behälterbodens und/oder außerhalb des Vorratsbehälters angeordnet ist.
  • Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass die Behälter-Antriebeinheit dem Behälterboden zugeordnet ist.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Behälterboden zwischen dem Rührelement und der Behälter-Antriebseinheit angeordnet ist, und/oder dass die Behälter-Antriebseinheit zwischen dem Rührelement und dem Behälterboden angeordnet ist.
  • Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Rührelement durch eine Rührscheibe gebildet ist, oder dass das Rührelement durch einen Rührteller gebildet ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Behälter-Antriebseinheit durch einen hydraulisch betriebenen Ölmotor oder durch einen hydraulisch betriebenen Ölmotor sowie ein Getriebe gebildet ist. Durch den hydraulisch betriebenen Ölmotor ergibt sich der Vorteil, dass die Bewegung des Rührwerkes unabhängig von der Bewegung der Beschickerkolben erfolgen kann. Je nach Güte des Brennstoffmaterials kann daher beispielsweise die Drehzahl des Ölmotors individuell und unabhängig von der Fördergeschwindigkeit der Beschickerkolben eingestellt werden. Insbesondere in Kombination mit der erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung ergibt sich der Vorteil, dass der Hydrauliköl-Volumenstrom, der für die Bewegung der Beschickerkolben verwendet wird, sogleich auch ganz oder teilweise für den Antrieb des Rührwerkes zur Verfügung steht und verwendet werden kann.
  • Beispielhaft kann durch Laufzeitanpassung des Ölmotors die aktive Laufzeit der Beschickung beeinflusst werden.
  • Bei einer konkreten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Ölmotor unmittelbar mit einer Rührelement-Antriebswelle des Rührelementes oder unmittelbar mit dem Rührelement drehverbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Ölmotor mittelbar, vorzugsweise unter Zwischenschaltung des Getriebes, mit einer Rührelement-Antriebswelle des Rührelementes oder mittelbar, vorzugsweise unter Zwischenschaltung des Getriebes, mit dem Rührelement drehverbunden ist. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Ölmotor an das Getriebe angeflanscht ist.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Getriebe durch ein Untersetzungsgetriebe gebildet ist, und zwar vorzugsweise mit einem Übersetzungsverhältnis von 29,5 : 1.
  • Erfindungsgemäß ist ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Beschickungsvorrichtung für einen Feststoffbrenner, vorzugsweise zum Betreiben einer wie vorbeschriebenen Beschickungsvorrichtung.
  • Erfindungsgemäß ist auch eine Kolbeneinrichtung zum Fördern von Brennstoffmaterial, vorzugsweise eine wie vorbeschriebene Kolbeneinrichtung, mit einem Förderrohr und einem in dem Förderrohr verschiebbar gelagerten Beschickerkolben, wobei der Kolbeneinrichtung, vorzugsweise dem Beschickerkolben und/oder dem Förderrohr, eine Schneideinrichtung, vorzugsweise zum Schneiden von Brennstoffmaterial, zugeordnet ist. Wie schon im Zusammenhang mit der Beschickungsvorrichtung beschrieben, ist durch den Einsatz der Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung ein besonders energiesparendes Fördern des Brennstoffmaterials möglich, und zwar insbesondere bei groben Hackschnitzeln.
  • Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zum Betreiben einer Kolbeneinrichtung für einen Feststoffbrenner, vorzugsweise zum Betreiben einer wie vorbeschriebenen Kolbeneinrichtung.
  • Erfindungsgemäß ist weiter eine Beschickungsvorrichtungs-Anordnung mit einer ersten, wie vorbeschriebenen, Beschickungsvorrichtung und mit einer zweiten, wie vorbeschriebenen, Beschickungsvorrichtung, wobei der Vorratsbehälter der ersten Beschickungsvorrichtung und der Vorratsbehälter der zweiten Beschickungsvorrichtung durch einen gemeinsamen Vorratsbehälter gebildet sind. Die Beschickungsvorrichtungs-Anordnung ist somit besonders wirtschaftlich zu betreiben, da für den Betrieb beider Beschickungsvorrichtungen nur der gemeinsame Vorratsbehälter und nicht zwei voneinander separate Vorratsbehälter mit Brennstoffmaterial befüllt werden müssen.
  • Bei einer konkreten Ausführungsform der Beschickungsvorrichtungs-Anordnung kann vorgesehen sein, dass sowohl das erste Förderrohr der ersten Beschickungsvorrichtung als auch das erste Förderrohr der zweiten Beschickungsvorrichtung aus dem gemeinsamen Vorratsbehälter herausgeführt und/oder von dem gemeinsamen Vorratsbehälter weggeführt ist. Die Förderrohre können bedarfsgerecht im und/oder am gemeinsamen Vorratsbehälter angeordnet sein. Beispielhaft können die Förderrohre radial außerhalb der Rührwerke oder bspw. zwischen den Rührwerken angeordnet sein.
  • Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass das Brennstoffmaterial für den ersten Feststoffbrenner und für den zweiten Feststoffbrenner in dem gemeinsamen Vorratsbehälter aufgenommen ist.
  • Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass in dem gemeinsamen Vorratsbehälter zwei Rührwerke vorgesehen sind, und zwar das erste Rührwerk und das zweite Rührwerk.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das erste Rührwerk dem ersten Förderrohr der ersten Beschickungsvorrichtung zugeordnet ist, und/oder das zweite Rührwerk dem ersten Förderrohr der zweiten Beschickungsvorrichtung zugeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß ist auch eine, vorzugsweise wie vorbeschriebene, Vorratsbehälter-Anordnung mit einem Vorratsbehälter sowie einem ersten Rührwerk und/oder einem, vorzugsweise zum ersten Rührwerk baugleichen, zweiten Rührwerk.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Vorratsbehälter-Anordnung kann vorgesehen sein, dass das erste und/oder das zweite Rührwerk durch eine Behälter-Antriebseinheit, ein Rührelement und eine Räumeinrichtung gebildet ist.
  • Bei einer konkreten Ausführungsform der Vorratsbehälter-Anordnung kann vorgesehen sein, dass die Behälter-Antriebseinheit dazu geeignet und/oder dazu ausgebildet ist, dass im Vorratsbehälter angeordnete Rührelement in eine Drehbewegung zu versetzen.
  • Bei einer exemplarischen Ausführungsform der Vorratsbehälter-Anordnung kann vorgesehen sein, dass die Räumeinrichtung dazu geeignet und/oder dazu ausgebildet ist, Brennstoffmaterial aus dem Vorratsbehälter und/oder zur Zudosieröffnung zu fördern.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorratsbehälter-Anordnung kann vorgesehen sein, dass die Behälter-Antriebseinheit durch einen hydraulisch betriebenen Ölmotor oder durch einen hydraulisch betriebenen Ölmotor sowie ein Getriebe gebildet ist.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Vorratsbehälter-Anordnung kann vorgesehen sein, dass der Ölmotor unmittelbar mit einer Rührelement-Antriebswelle des Rührelementes oder unmittelbar mit dem Rührelement drehverbunden ist, und/oder dass der Ölmotor mittelbar, vorzugsweise unter Zwischenschaltung des Getriebes, mit einer Rührelement-Antriebswelle des Rührelementes oder mittelbar, vorzugsweise unter Zwischenschaltung des Getriebes, mit dem Rührelement drehverbunden ist. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Ölmotor an das Getriebe angeflanscht ist.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Vorratsbehälter-Anordnung eine Fördereinrichtung aufweist. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Fördereinrichtung, vorzugsweise im Vorratsbehälter aufgenommenes, Brennstoffmaterial mittels dem ersten Rührwerk und/oder mittels des zweiten Rührwerkes zugeführt wird. Höchst bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Fördereinrichtung durch ein Förderband zur Förderung von Brennstoffmaterial gebildet ist oder dass die Fördereinrichtung ein Förderband zur Förderung von Brennstoffmaterial aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Fördereinrichtung durch eine Förderschnecke zur Förderung von Brennstoffmaterial gebildet ist oder dass die Fördereinrichtung eine Förderschnecke zur Förderung von Brennstoffmaterial aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Fördereinrichtung durch einen, vorzugsweise wie vorbeschriebenen, Beschickerkolben zur Förderung von Brennstoffmaterial gebildet ist oder dass die Fördereinrichtung einen, vorzugsweise wie vorbeschriebenen, Beschickerkolben zur Förderung von Brennstoffmaterial aufweist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch und beispielhaft eine Prinzipskizze einer Beschickungsvorrichtung;
    Fig. 2
    in einer Seitenansicht einen Beschickerkolben;
    Fig. 3
    in einer Ansicht von vorne den Beschickerkolben;
    Fig. 4
    in einer Schnittansicht den Beschickerkolben und eine Gegenschneide;
    Fig. 5
    in einer Schnittansicht den Beschickerkolben in Wechselwirkung mit der Gegenschneide;
    Fig. 6
    in einer Seitenansicht einen Beschickerkolben gemäß einer weiteren Ausführungsform;
    Fig. 7
    in einer Ansicht von vorne den Beschickerkolben der Fig. 6;
    Fig. 8
    in einer Seitenansicht einen Vorratsbehälter mit einem Rührwerk;
    Fig. 9
    schematisch und beispielhaft eine Prinzipskizze des Vorratsbehälters der Fig. 8, und zwar mit zwei Rührwerken, und
    Fig. 10
    schematisch und beispielhaft eine Prinzipskizze eines gemeinsamen Vorratsbehälters zweier Beschickungsvorrichtungen mit zwei Rührwerken, wobei jedem Rührwerk ein erstes Förderrohr von einer der Beschickungsvorrichtungen zugeordnet ist.
  • In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Beschickungsvorrichtung 1 für einen hier lediglich beispielhaft und schematisch angedeuteten Feststoffbrenner 2 gezeigt, die einen Vorratsbehälter 3 (siehe Figur 8) für Brennstoffmaterial, insbesondere für Holzhackschnitzel der Größenordnung G30 bis G100 oder größer umfasst. Dieser Vorratsbehälter 3 für Holzhackschnitzel 24 (siehe Figur 4 und 5) ist über eine Zudosieröffnung 5 mit einem ersten Förderrohr 6 einer Doppelkolbeneinrichtung 8 gekoppelt, welche Zudosieröffnung 5 im montierten Zustand an einem Umfangswandbereich des ersten Förderrohres 6 bevorzugt geodätisch oben liegend ausgebildet und angeordnet ist. In dem ersten Förderrohr 6 ist ein erster Beschickerkolben 7 der Doppelkolbeneinrichtung 8 verschiebbar gelagert.
  • An das erste Förderrohr 6 schließt sich ein einen Zwischenrohrabschnitt ausbildendes Fallschachtrohr 9 an, das mit einem dem ersten Förderrohr 6 abgewandten Rohrende über eine Beschickeröffnung 12 in ein zweites Förderrohr 10 der Doppelkolbeneinrichtung 8 mündet, in welchem zweiten Förderrohr 10 ein zweiter Beschickerkolben 11 verschiebbar gelagert ist.
  • Im Bereich des Fallschachtrohres 9 ist in einem definierten Abstand oberhalb eines geodätisch unteren Bodenwandbereichs 13 des zweiten Förderrohres 10 eine einen Sender 16 und einen Empfänger 14 aufweisende Lichtschrankenanordnung 15 angeordnet, die, wie dies in der Figur 1 lediglich äußerst schematisch und strichliert dargestellt ist, mit einer Steuereinrichtung 17 der Beschickungsvorrichtung 1 gekoppelt ist.
  • Ein dem Feststoffbrenner 2 zugewandtes vorderes Ende des zweiten Förderrohres 10 ist über eine Flanschverbindung 18 mit einem Anschlussstutzen 19 des Feststoffbrenners 2 verbunden.
  • Im hier lediglich äußerst schematisch dargestellten Brennraum 20 des Feststoffbrenners 2 ist beispielsweise ein Rost 21 angeordnet. Ferner ist der Feststoffbrenner 2 hier beispielhaft mit einem Temperaturfühler 22, stellvertretend für jede andere geeignete alternative oder zusätzliche Messeinrichtung, versehen.
  • In der in der Figur 1 gezeigten Ausgangsstellung beziehungsweise Ruheposition der Beschickungsvorrichtung 1 befindet sich der erste Beschickerkolben 7 in seiner die Zudosieröffnung 5 verschließenden Grundstellung, wobei im Bereich des ersten Förderrohres 6 vor einer Kolbenstirnfläche 23 des ersten Beschickerkolbens 7 eine definierte Holzhackschnitzelmenge 24 im Bereich des ersten Förderrohres 6 für eine Zudosierung zum zweiten Förderrohr 10 bereitgehalten wird. Die Position des ersten Beschickerkolbens 7 wird hier über einen Endschalter 25 im Bereich der Zudosieröffnung 5 vorgegeben beziehungsweise abgefragt.
  • Der zweite Beschickerkolben 11 befindet sich in der in der Figur 1 gezeigten Ruheposition ebenfalls in einer durch einen Endschalter 26 vorgegebenen beziehungsweise abgefragten Grundstellung, in der der zweite Beschickerkolben 11 die Beschickeröffnung 12 verschließt und gleichzeitig mit seiner Kolbenstirnfläche 27 bis an den Rost 21 des Brennraums 20 herangeführt ist, wodurch auf funktionssichere und zuverlässige Weise ein Durchbrennen von heißen Gasen aus dem Brennraum 20 in Richtung zum Vorratsbehälter 3 vermieden wird.
  • Durch ein Einschalten der Heizanlage, die die erfindungsgemäße Beschickungsvorrichtung 1 und den Feststoffbrenner 2 umfasst, wird von einer Steuerungs- und/oder Regeleinrichtung der Heizanlage ermittelt, ob bei einer bestimmten vorgegebenen Temperatur, zum Beispiel einer Solltemperatur im Display, ein Wärmebedarf vorhanden ist. Hierzu wird beispielsweise von der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung über den Temperaturfühler 22 ein Temperatur-Istwert im Feststoffbrenner 2 abgefragt. Beispielsweise kann alternativ oder zusätzlich der Restsauerstoffgehalt und/oder die Abgastemperatur abgefragt werden, um den Wärmebedarf zu ermitteln.
  • Wird von der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung festgestellt, dass die Brennraumtemperatur beziehungsweise die Kesseltemperatur zu niedrig ist, wird beispielsweise ein Primärgebläse eingeschaltet und gleichzeitig von der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung 17, die separat ausgebildet sein kann oder aber auch integraler Bestandteil der Steuerungs- und/oder -Regelungseinrichtung der Heizanlage sein kann, die Beschickungsvorrichtung 1 angesteuert und aktiviert, um eine definierte Holzhackschnitzelmenge in den Brennraum 20 des Feststoffbrenners 2 zu fördern.
  • Um beim Fördern der Hackschnitzel 24 Verstopfungen und/oder Verklemmungen der Hackschnitzel 24 zu vermeiden und um den erforderlichen Kraftaufwand zum Fördern der Hackschnitzel 24 möglichst gering zu halten, weist die Beschickungsvorrichtung 1 eine erste Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 29 (siehe Figuren 3 und 4) und eine zweite Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 31 (siehe Figuren 3 und 4) auf. Die erste 29 und die zweite Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 31 sind baugleich ausgeführt und/oder ausgestaltet. Um Wiederholungen zu vermeiden, ist nachfolgend - auch stellvertretend für die zweite Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 31 - die erste Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 29 hinsichtlich ihres Aufbaus erläutert.
  • Die erste Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 29 ist einer ersten Kolbeneinrichtung 33 der Doppelkolbeneinrichtung 8 der Beschickungsvorrichtung 1 zugeordnet. Die erste Kolbeneinrichtung 33 weist den ersten Beschickerkolben 7 und das erste Förderrohr 6 auf. Die erste Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 29 ist dazu geeignet und/oder dazu ausgebildet, Hackschnitzel 24, vorzugsweise Teile der Hackschnitzel 24, abzuscheren und/oder zu schneiden.
  • Die erste Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 29 ist durch ein Schneidwerkzeug 35 und eine Gegenschneide 37 (siehe beispielsweise Figur 4) gebildet. Das Schneidwerkzeug 35 und die Gegenschneide 37 wirken bei einer Bewegung des ersten Beschickerkolbens 7 in Förderrichtung FR (siehe beispielsweise Figur 1) so zusammen, dass Teile der Hackschnitzel 24 zwischen dem Schneidwerkzeug 35 und der Gegenschneide 37 geschnitten oder abgeschert werden. Dieser Ablauf ist in den Figur 4 und 5 dargestellt.
  • In der Figur 2 ist der erste Beschickerkolben 7 in einer Seitenansicht dargestellt. An der Kolbenstirnfläche 23 ist als Bestandteil der ersten Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 29 das Schneidwerkzeug 35 angeordnet, das von der Kolbenstirnfläche 23 des ersten Beschickerkolbens 6 in Förderrichtung FR abragt. Das Schneidwerkzeug 35 ist durch eine Schneidzahnanordnung mit mehreren Schneidzähnen 38 gebildet, die - in Bezug auf den ersten Beschickerkolben 7 gesehen - radial außen an der Kolbenstirnfläche 23 des ersten Beschickerkolbens 7 angeordnet sind (siehe Figur 3). Die Schneidzähne 38 sind - in Bezug auf den ersten Beschickerkolben 7 gesehen - in Umfangsrichtung U gleichmäßig verteilt, wie dies anhand der Figur 3 ersichtlich ist. Jeder der Schneidzähne 38 ist einseitig, in Bezug auf den ersten Beschickerkolben 7 nach radial innen und entgegen der Förderrichtung FR angeschliffen oder angefast.
  • Jeder der Schneidzähne 38 weist eine Zahngeometrie mit einer Zahn-Freifläche 39 und einer ersten Zahn-Spanfläche 41, einer zweiten Zahn-Spanfläche 43 und einer dritten Zahn-Spanfläche 45 auf. Die erste Zahn-Spanfläche 41 läuft an einer ersten Zahn-Schneidkante mit der Zahn-Freifläche 39 zusammen und schließt mit der Zahn-Freifläche einen ersten Zahn-Keilwinkel ein. Die zweite Zahn-Spanfläche 43 läuft an einer zweiten Zahn-Schneidkante mit der Zahn-Freifläche 39 zusammen und schließt mit der Zahn-Freifläche 39 einen zweiten Zahn-Keilwinkel ein. Die dritte Zahn-Spanfläche 45 läuft an einer dritten Zahn-Schneidkante mit der Zahn-Freifläche 39 zusammen und schließt mit der Zahn-Freifläche 39 einen dritten Zahn-Keilwinkel ein. Der erste Zahn-Keilwinkel, der zweite Zahn-Keilwinkel und der dritte Zahn-Keilwinkel weisen einen Betrag in einem Bereich von 40° bis 50° auf.
  • Eine Zahn-Schneide eines jeden Schneidzahnes 38 setzt sich aus der ersten Zahn-Schneidkante, der zweiten Zahn-Schneidkante und der dritten Zahn-Schneidkante zusammen. Die zweite Zahn-Schneidkante läuft mit der ersten Zahn-Schneidkante zusammen und schließt mit der ersten Zahn-Schneidkante einen ersten, in der Zahn-Freifläche 39 liegenden Eckenwinkel ein. Die dritte Zahn-Schneidkante läuft mit der ersten Zahn-Schneidkante zusammen und schließt mit der ersten Zahn-Schneidkante einen zweiten, in der Zahn-Freifläche 39 liegenden Eckenwinkel ein. Der erste Eckenwinkel und der zweite Eckenwinkel weisen jeweils einen Betrag in einem Bereich von 40° bis 50° auf.
  • Die Zahn-Freifläche 39 schließt sich flächenbündig an eine Außen-Mantelfläche 47 (siehe beispielsweise Figur 2) des ersten Beschickerkolbens 7 an und geht in die Außen-Mantelfläche 47 des ersten Beschickerkolbens 7 über. Die Zahn-Freifläche 39 weist dieselbe Krümmung auf wie die Außen-Mantelfläche 47 des ersten Beschickerkolbens 7.
  • In der Figur 4 ist neben dem Schneidwerkzeug 35 auch die Gegenschneide 37 dargestellt. Die Gegenschneide 37 ragt von einem zwischenrohrabschnittseitigen Randbereich 48 der Zudosieröffnung 5 ab, und zwar entgegen der Förderrichtung FR. Die Gegenschneide 37 weist eine Gegenschneiden-Scherfläche 49 und eine Gegenschneiden-Streiffläche 51 auf, die an einer Gegenschneidkante 50 zusammenlaufen. Die Gegenschneiden-Scherfläche 49 ist in Radialrichtung von der Zahn-Freifläche 39 beabstandet, und zwar vorzugsweise um einen Schneidspalt 53 mit einer Schneidspaltbreite mit einem Wert in einem Bereich von 1 mm bis 10 mm. Die Gegenschneide 37 ist durch einen Schweißauftrag gebildet, der mittels Auftragsschweißen, sowie vorzugsweise anschließendem Nachbearbeiten, hergestellt ist. Der Werkstoff des Schweißauftrages ist ein Hartmetall.
  • Eine Krümmung der Gegenschneiden-Scherfläche 49 stimmt mit einer Krümmung der Innenfläche 57 des ersten Förderrohres 7 überein. Die Gegenschneiden-Scherfläche 49 schließt flächenbündig an die Innenfläche 57 des ersten Förderrohres 7 an.
  • In der Figur 5 ist dargestellt, dass das Schneidwerkzeug 35 und die Gegenschneide 37 beim Bewegen des ersten Beschickerkolbens 7 in Förderrichtung FR derart zusammenwirken, dass die Hackschnitzel 24 geschnitten werden.
  • Das Schneidwerkzeug 35 kann alternativ zu den Schneidzähnen 38 auch durch ein zumindest im Wesentlichen ringförmiges Schneidmesser 59 mit einer Schneidmesser-Freifläche 61 und einer Schneidmesser-Spanfläche 63 gebildet sein, wie dies in den Figur 6 und 7 dargestellt ist. Die Schneidmesser-Freifläche 61 schließt sich flächenbündig an die Außen-Mantelfläche 47 des ersten Beschickerkolbens 7 an.
  • Die Schneidmesser-Freifläche 61 und die Schneidmesser-Spanfläche 63 schließen zusammen mit einer Schneidmesser-Schneidkante einen Schneidmesser-Keilwinkel ein. Der Schneidmesser-Keilwinkel weist einen Betrag in einem von 40° bis 50° auf. Wie auch bei den Schneidzähnen 38 anhand der Figur 5 erläutert, wirkt auch das ringförmige Schneidmesser 59 derart mit der Gegenschneide 37 zusammen, dass die Hackschnitzel 24 bei einer Bewegung des ersten Beschickerkolbens 7 in Förderrichtung FR geschnitten wird.
  • Die zweite Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 31 ist einer zweiten Kolbeneinrichtung 60 (siehe Figur 1) der Doppelkolbeneinrichtung 8 der Beschickungsvorrichtung 1 zugeordnet und ist identisch aufgebaut wie die erste Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 29. Bei der zweiten Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 31 ist das Schneidwerkzeug 35 an dem zweiten Beschickerkolben 11 angeordnet. Die Gegenschneide 37 ragt bei der zweiten Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 31 von einem förderrichtungsseitigen Randbereich 62 der Beschickeröffnung 12 ab, und zwar entgegen der Förderrichtung FR. Bei der zweiten Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 31 geht die Schneidmesser-Freifläche 61 oder die Zahn-Freifläche 39 flächenbündig in eine Außen-Mantelfläche 64 des zweiten Beschickerkolbens 11 über. Bei der zweiten Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung 31 geht die Gegenschneiden-Scherfläche 49 flächenbündig in eine Innenfläche 66 des zweiten Förderrohres 10 über.
  • In der Figur 8 ist der Vorratsbehälter 3 dargestellt. In dem Vorratsbehälter 3 ist ein Rührwerk 67 der Beschickungsvorrichtung 1 angeordnet. Das erste Förderrohr 6 ist in beziehungsweise an dem Vorratsbehälter 3 angebunden beziehungsweise in diesen eingebunden. Das Rührwerk 67 weist eine Behälter-Antriebseinheit, ein durch einen Rührteller 69 gebildetes Rührelement und eine durch Federzinken 71 gebildete Räumeinrichtung auf, wobei die Behälter-Antriebseinheit dazu geeignet ist und/oder dazu ausgebildet ist, dass im Vorratsbehälter 3 angeordnete Rührelement mitsamt der daran befestigten Räumeinrichtung in eine Drehbewegung zu versetzen.
  • Die Behälter-Antriebseinheit weist einen hydraulisch betriebenen Ölmotor 73 sowie ein Untersetzungsgetriebe 75 auf. Der Ölmotor 73 treibt unter Zwischenschaltung des Untersetzungsgetriebes 75 auf den Rührteller 69 ab. Zu diesem Zweck ist der Ölmotor 73 unter Zwischenschaltung des Untersetzungsgetriebes 75 trieblich mit einer Antriebswelle 77 des Rührtellers 69 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe 75 weist hier lediglich beispielhaft ein Übersetzungsverhältnis von 29,5 : 1 auf.
  • Bei einer Drehbewegung des Rührtellers 69 und somit auch der Federzinken 71 werden Hackschnitzel 24 aus dem Vorratsbehälter 3 zur Zudosieröffnung 5 im ersten Förderrohr 6 gefördert.
  • Sowohl der in dem ersten Förderrohr 6 aufgenommene und hier nicht explizit dargestellte erste Beschickerkolben 7 als auch der in dem zweiten Förderrohr 10 aufgenommene und hier nicht explizit dargestellte zweite Beschickerkolben 11 sind jeweils mittels Hydraulikleitungen 40 mit einer einzigen Hydraulikeinrichtung 41 für beide Beschickerkolben 7, 11 gekoppelt, welche Hydraulikeinrichtung 41 wiederum mit der Steuereinrichtung 17 gekoppelt ist und von dieser entsprechend angesteuert wird. Die Steuereinrichtung 17 steuert die Hydraulikeinrichtung 41 und insbesondere das wenigstens eine Ventil der Hydraulikeinrichtung 41 so an, dass lediglich einer der beiden Beschickerkolben 7, 11 verfährt, während der andere Beschickerkolben 7, 11 in seiner gerade eingenommenen Stellung verbleibt.
  • Die Steuereinrichtung 17 steuert die Hydraulikeinrichtung 41 ferner so, dass der über Hydraulikleitungen 40 strömungstechnisch mit der Hydraulikeinrichtung 41 verbundene Ölmotor 73 den Rührteller 69 in einer vorbestimmten Drehrichtung und bei einer vordefinierten Drehzahl in die Drehbewegung versetzt.
  • In der Figur 9 ist der Vorratsbehälter 3 in einer Ausführung dargestellt, bei der in dem Vorratsbehälter 3 das erste Rührwerk 67 und ein zweites Rührwerk 78 vorgesehen ist. Das erste Rührwerk 67 und das zweite Rührwerk 78 ist dem Vorratsbehälter 3 zugeordnet und Bestandteil der Beschickungsvorrichtung 1. Das erste Förderrohr 6 ist in beziehungsweise an dem Vorratsbehälter 3 angebunden beziehungsweise in diesen eingebunden. Das erste 67 und das zweite 78 Rührwerk weist jeweils die Behälter-Antriebseinheit, das durch den Rührteller 69 gebildete Rührelement und die durch die Federzinken 71 gebildete Räumeinrichtung auf. Die Behälter-Antriebseinheiten sind dazu geeignet und/oder dazu ausgebildet, je eines der Rührelemente mitsamt der daran befestigten Räumeinrichtung in eine Drehbewegung zu versetzen.
  • Die beiden Rührwerke 67, 78 sind in Aufbau und Konstruktion baugleich. Mit beiden Rührwerken 67, 78 werden die Hackschnitzel 24 zur Zudosieröffnung 5 gefördert. Die Behälter-Antriebseinheiten werden ebenso wie im Beispiel der Figur 8 angesteuert und wirken auch auf gleiche Weise.
  • In der Figur 10 ist eine Beschickungsvorrichtungs-Anordnung dargestellt. Die Beschickungsvorrichtungs-Anordnung weist zwei Beschickungsvorrichtungen 1 auf. Eine erste der Beschickungsvorrichtungen 1 ist dem ersten Feststoffbrenner 2 (nicht dargestellt) zugeordnet. Eine zweite der Beschickungsvorrichtungen 1 ist einem zweiten Feststoffbrenner (nicht dargestellt) zugeordnet. Die Vorratsbehälter 3 der beiden Beschickungsvorrichtungen 1 sind durch einen gemeinsamen Vorratsbehälter 79 gebildet. Die ersten Förderrohre 6 der beiden Beschickungsvorrichtungen 1 sind beide aus dem gemeinsamen Vorratsbehälter 79 herausgeführt. Der erste Feststoffbrenner 2 und der zweite Feststoffbrenner werden mit Brennstoffmaterial aus dem gemeinsamen Vorratsbehälter 3 gespeist.
  • In dem gemeinsamen Vorratsbehälter 79 sind des erste Rührwerk 67 und das zweite Rührwerk 78 angeordnet. Das erste Förderrohr 6 der ersten Beschickungsvorrichtung 1 wirkt in dem gemeinsamen Vorratsbehälter 79 mit dem ersten Rührwerk 67 zusammen. Das erste Rührwerk 67 fördert Hackschnitzel 24 zur Zudosieröffnung 5 des ersten Förderrohres 6 der ersten Beschickungsvorrichtung 1.
  • Das erste Förderrohr 6 der zweiten Beschickungsvorrichtung 1 wirkt in dem Vorratsbehälter 79 mit dem zweiten Rührwerk 78 zusammen. Das zweite Rührwerk 78 fördert Hackschnitzel zur Zudosieröffnung 5 des ersten Förderrohres 6 der zweiten Beschickungsvorrichtung 1. Das erste 67 und das zweite Rührwerk 78 sind gleich aufgebaut.

Claims (15)

  1. Beschickungsvorrichtung für einen Feststoffbrenner,
    mit einem Vorratsbehälter (3) für Brennstoffmaterial, und mit einer Fördereinrichtung, mittels der das Brennstoffmaterial einem Feststoffbrenner (2) zuführbar ist, wobei die Fördereinrichtung als Doppelkolbeneinrichtung (8) ausgebildet ist, die einen dem Vorratsbehälter (3) zugeordneten und in einem ersten Förderrohr (6) verschiebbar gelagerten ersten Beschickerkolben (7) und einen dem ersten Beschickerkolben (7) in Förderrichtung (FR) nachgeschalteten und in einem zweiten Förderrohr (10) verschiebbar gelagerten zweiten Beschickerkolben (11) aufweist, der dem Feststoffbrenner (2) zugeordnet ist, wobei zwischen dem ersten (6) und dem zweiten Förderrohr (10) ein diese strömungstechnisch verbindender Zwischenrohrabschnitt vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Beschickungsvorrichtung (1) wenigstens eine Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung (29, 31) aufweist, die geeignet und ausgebildet ist, Brennstoffmaterial durch Schneiden zu zerkleinern.
  2. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung (29) wenigstens einer von zwei Kolbeneinrichtungen (33, 60) der Doppelkolbeneinrichtung (8) zugeordnet ist, wobei jede der beiden Kolbeneinrichtungen (33, 60) einen Beschickerkolben (7, 11) und ein Förderrohr (6) aufweist.
  3. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Brennstoffmaterial-Schneideinrichtung (31) durch ein Schneidwerkzeug (35) mit einer Schneidkante, vorzugsweise durch ein Schneidwerkzeug (35) mit einer Schneidkante und eine Gegenschneide (37) mit einer Gegenschneidkante (50), gebildet ist.
  4. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (35) durch eine Schneidzahnanordnung mit mehreren Schneidzähnen (38) gebildet ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Schneidzähne (38) radial außen an der Kolbenstirnfläche (23, 27) angeordnet sind.
  5. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidzähne (38) einen wenigstens bereichsweise oder segmentweise, vorzugsweise vollständig, radial umlaufenden ringförmigen Schneidkranz ausbilden, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Schneidzähne (38) in etwa gleich ausgebildet sind und/oder in Umfangsrichtung gesehen gleichmäßig voneinander beabstandet sind.
  6. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer oder jeder der mehreren Schneidzähne (38) eine Zahngeometrie mit einer Zahn-Freifläche (39) und einer ersten Zahn-Spanfläche (41) aufweist, die zusammen mit einer ersten Zahn-Schneidkante einen ersten Zahn-Keilwinkel einschließen.
  7. Beschickungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungsvorrichtung (1) eine Vorratsbehälter-Anordnung aufweist, die den Vorratsbehälter (3) sowie ein erstes Rührwerk (67) und/oder ein, vorzugsweise zum ersten Rührwerk (67) baugleiches, zweites Rührwerk (78) aufweist.
  8. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (67) und/oder das zweite Rührwerk (78) durch eine Behälter-Antriebseinheit, ein Rührelement und eine Räumeinrichtung gebildet ist.
  9. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter-Antriebseinheit durch einen hydraulisch betriebenen Ölmotor (73) oder durch einen hydraulisch betriebenen Ölmotor (73) sowie ein Getriebe (75) gebildet ist.
  10. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölmotor (73) unmittelbar mit einer Rührelement-Antriebswelle (77) des Rührelementes oder unmittelbar mit dem Rührelement drehverbunden ist, und/oder
    dass der Ölmotor (73) mittelbar, vorzugsweise unter Zwischenschaltung des Getriebes (75), mit einer Rührelement-Antriebswelle (77) des Rührelementes oder mittelbar, vorzugsweise unter Zwischenschaltung des Getriebes (75), mit dem Rührelement drehverbunden ist,
    wobei bevorzugt vorgesehen ist,
    dass der Ölmotor (73) an das Getriebe (75) angeflanscht ist.
  11. Verfahren zum Betreiben einer Beschickungsvorrichtung für einen Feststoffbrenner, vorzugsweise zum Betreiben einer Beschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
  12. Kolbeneinrichtung, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem Förderrohr und einem in dem Förderrohr verschiebbar gelagerten Beschickerkolben, wobei der Kolbeneinrichtung, vorzugsweise dem Beschickerkolben und/oder dem Förderrohr, eine Schneideinrichtung zugeordnet ist.
  13. Verfahren zum Betreiben einer Kolbeneinrichtung für einen Feststoffbrenner, vorzugsweise zum Betreiben einer Kolbeneinrichtung nach Anspruch 12.
  14. Beschickungsvorrichtungs-Anordnung mit einer ersten Beschickungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 und mit einer zweiten Beschickungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Vorratsbehälter (3) der ersten Beschickungsvorrichtung und der Vorratsbehälter (3) der zweiten Beschickungsvorrichtung durch einen gemeinsamen Vorratsbehälter (79) gebildet sind.
  15. Vorratsbehälter-Anordnung, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 7 bis 10, mit einem Vorratsbehälter (3) sowie einem ersten Rührwerk (67) und/oder einem, vorzugsweise zum ersten Rührwerk (67) baugleichen, zweiten Rührwerk (78).
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