Luftkühlbare Feuerraumwand

Abstract

 Luftkühlbare Feuerraumwand für Verbren­nungsöfen, bestehend aus mindestens einem Mauerwerk mit Zwischenraum für die Führung von Kühlluft an der der Feuerraumseite abgewandten Wandseite entlang. Zur Schaffung einer einfachen, stabilen Konstruktion ist, das Mauerwerk aus Steinen (1) aufgebaut, deren Wan­dungen (2) jeweils mindestens einen Luftkanal (3) umschließen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine luftkühlbare Feuerraumwand für Verbrennungsöfen, insbesondere für Müllverbrennungsanlagen, bestehend aus mindestens einem Mauerwerk mit Zwischenraum für die Führung von Kühlluft an einer der Feuerraumseite abgewandten Wandseite entlang.

[0002] Es sind Feuerraumwände dieser Art bekannt, bei welchen zwei mit Abstand voneinander errichtete Mauerwerke mit einzelnen Abstandshaltern verbunden sind. Zur Feuerraumseite sind einzelne Schlitze geöffnet, durch welche Luft in den Feuerraum eingeführt wird. Derartige Konstruktionen sind nicht sehr stabil. Aus der DE-PS 23 17 064 ist eine luftkühlbare Feuerraumwand bekannt, welche als metallische luftzuführende Hohlwand ausgebildet ist, die feuerraumseitig mit Luftaustrittsöffnungen versehen ist, wobei den Hohlwänden feuerraumseitig im Abstand eine metallische Plattenwand vorge­setzt ist und wobei der Hohlraum der Hohlwände, deren Luftaustrittsöffnungen im Innenmantel in den zwischen Innenmantel und vorgesetzter Plattenwand liegenden Zwischenraum münden, durch gegenüber den erstgenannten Öffnungen versetzte Öffnungen in der Plattenwand mit dem Feuerraum in Verbindung steht. Hierdurch soll erreicht werden, daß einerseits die feuerzonennahen Innenwandflächen keine zur Aschenschmelzung führenden Temperaturen erreichen und eine wesentliche Verminderung der Außentemperatur eintritt. Derartige Stahlkonstruktionen sind begrenzt auf eine maximale Anwen­dungstemperatur von ca. 600 °C . Sie haben einen großen Luftmengenbedarf für die Kühlung und sind außerordentlich kostenaufwendig.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Feuerraumwand der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welche mit geringerem Kostenaufwand eine stabilere und wirksamere Wandkonstruktion ergibt.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Mauerwerk aus Steinen aufgebaut ist, deren Wandungen jeweils mindestens einen mit entsprechenden Luftkanälen benachbarter Steine in Strömungsver­bindung stehenden Luftkanal umschließen. Ein solches Mauerwerk ist einfach und preisgünstig zu errichten und ergibt eine stabile Konstruktion. Wegen der sich ergebenden großen Kühlflächen ergibt sich bei verhältnismäßig geringem Luftmengenbedarf schon eine wirksame Verringerung der Oberflächentemperatur und dadurch Reduzierung von feuerraumseitigen Schlackenanbackungen. Größere Isolierungen können vermieden werden, da die in den Luftkanälen der Steine geführte Luft als wirksamer Isolator dient. Eine teure Stahlkonstruktion ist entbehrlich.

[0005] Die Verminderung der Oberflächentemperatur der feuerraumseitigen Wandfläche ist dann besonders günstig, wenn die feuerraumseitige Fläche der Wandung des Steines kleiner ist als die gegenüberliegende, dem Luftkanal zugewandte Fläche der Wandung des Steines. Dies läßt sich gemäß einem weiteren Erfin­dungsmerkmal beispielsweise dadurch verwirklichen, daß die dem jeweiligen Luftkanal zugewandte Wandungsfläche eine flächenvergrößernde Oberflächenstruktur aufweist.

[0006] Die flächenvergrößernde Oberflächenstruktur kann beispielsweise durch nutartige Aussparungen gebildet sein, welche in Kanallängsrichtung verlaufen, so daß bei großer Oberflächenwirksamkeit der Strömungswiderstand für die in dem Kanälen strömende Luft nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Derartige nutartige Aussparungen lassen sich auch auf einfache Weise herstellen.

[0007] Bei hoher Feuerraumbelastung kann der Luftkanal jedes Steines weiterhin durch in Luftströmungsrichtung verlaufende Unterteilungswände zwei- oder mehrzugig ausgebildet sein. Dadurch kann der Wärmeaustausch mit der Luft noch weiter verbessert werden, insbesondere wenn auch die Oberflächen der Unterteilungswände eine flächenvergrößernde Oberflächenstruktur aufweisen.

[0008] Es ist auch möglich, in den Luftkanälen bzw. -zügen zusätzliche oberflächenvergrößernde Einsatzstrukturen, ähnlich einem Cowper-System, anzuordnen.

[0009] Um eine gleichmäßige Wärmeabfuhr durch Druckausgleich zwischen den ein­zelnen Luftkanälen zu gewährleisten, bestehen bei einer besonderen Aus­gestaltung der Erfindung zwischen den Luftkanälen benachbarter Steine und/oder den Zügen ein und desselben Steines Verbindungskanäle.

[0010] Ferner können zwischen den Luftkanälen und dem Feuerraum selbst Luft­zufuhrkanäle bestehen. Hierdurch kann die Kühlluft in den Feuerraum eintre­ten, um als Sekundarluft für die Nachverbrennung der Rauchgase zur Verfügung zu stehen. Da die Sekundärluft in den Luftkanälen bereits auf­gewärmt ist, erfolgt eine gute Durchmischung der Rauchgase, weitere Absenkung der Wandtemperaturen des Feuerraums und dadurch zusätzliche Verhinderung des Anbackens von Schlacke.

[0011] Nach der Erfindung können die Verbindungskanäle und/oder die Luft­zufuhrkanäle auf einfache Weise durch nutartige Einformungen in den Stirnflächen der Steine gebildet sein, welche sich gegebenenfalls mit entsprechenden nutartigen Einformungen der jeweils darüber- bzw. darun­terliegenden Steine zu Kanälen mit größerem Querschnitt ergänzen.

[0012] Zur Verbesserung der Stabilität der Wandkonstruktion können die Steine im Verband, also von Lage zu Lage versetzt zueinander angeordnet sein.

[0013] Ferner besteht ein weiteres Erfindungsmerkmal darin, daß benachbarte Steine miteinander verzahnt sind. Die Verzahnung kann sowohl an den Seitenwandaußenflächen zwischen in einer Steinlage benachbarten Steinen als auch zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen der Steine benachbarter Lagen erfolgen, um eine hohe Stabilität der Wandkonstruktion zu erzielen.

[0014] Um die Standzeit einer solchen Wandkonstruktion zu erhöhen, kann ferner bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die dem Feurraum zugewandte Wandung des Steines stärker ist als seine Seitenwandungen.

[0015] Von besonderem Vorteil ist es, wenn zwischen oder auf den Steinen luftkanal­freie Blöcke für die Aufnahme von Verankerungselementen und/oder den Abschluß der Luftkanäle angeordnet sind. Auf diese Weise ist ohne großen Konstruktionsaufwand eine Halterung der Feuerraumwand an einer rückwärtigen Bauwerkskonstruktion, beispielsweise Stahlkonstruktion möglich. Außerdem dienen die Blöcke dem Abschluß der Luftkanäle am oberen und am unteren Ende, also sozusagen als Boden und/oder als Deckel.

[0016] Auch die Blöcke können mit Steinen in der zuvor geschilderten Art verzahnt sein.

[0017] Die Verzahnung der Steine und/oder der Blöcke kann verhältnismäßig einfach durch Nut- oder Federanordnungen in den Seitenwandungsaußenflächen und/oder Stirnflächen der Steine und/oder der Blöcke gebildet sein.

[0018] Sowohl die Steine als auch die Blöcke haben vorzugsweise eine Höhe, eine Tiefe und eine Breite, die sich (in dieser Reihenfolge) auf 64 mm, 125 mm und 250 mm oder ein Vielfaches davon ergänzen. Hierdurch passen die erfindungsgemäßen Steine und Blöcke in ein Raster von Normalformat (Ziegelsteinformat)-Steinen, so daß sie ohne weiteres mit Beimauerungen und dergleichen im gleichen Raster ergänzt werden können.

[0019] Bevorzugt bestehen die Steine und/oder die Blöcke aus SiC, ein Material, welches sich für Feuerraumwände bewährt hat. Wegen der Wärmeleitung wird ferner vorgeschlagen, die Steine und/oder Blöcke mittels SiC-haltigem Feuerkitt zu vermauern.

[0020] Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfin­dung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

[0021] Es zeigen:

Fig. 1 in Schrägansicht, teilweise weggebrochen, einen Ausschnitt aus einer die Erfindung aufweisenden Feuerraumwand, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt von erfindungsgemäßen Steinen nebeneinander in einer Lage.

[0022] Gemäß Fig. 1 ist die luftkühlbare Feuerraumwand aus einem Mauerwerk aus Steinen 1 aufgebaut, deren Wandungen 2 jeweils mindestens einen parallel zur Wandungsebene verlaufenden Luftkanal 3 umschließen, so daß mit den darüber und darunter angeordneten gleichartigen Steinen 1 jeweils ein durchgängiger Kanal entsteht. Dabei sind Maßnahmen getroffen, daß die feuerraumseitige Fläche 13 der Wandung 2 des Steines 1 kleiner ist als die gegenüberliegende dem Luftkanal 3 zugewandte Fläche 14 der Wandung 2 des Steines 1. Aber nicht nur die Wandungsfläche 14, sondern auch die übrigen, dem jeweiligen Luftkanal 3 zugewandten Wandungsflächen 4 weisen eine flächenvergrößernde Oberflächenstruktur 5 auf, welche im dargestellten Fall durch nutartige Aussparungen gebildet ist, welche in Kanallängsrichtung, also in Luftströmungsrichtung verlaufen. Zur weiteren Vergrößerung der mit Luft in Berührung kommenden Flächen der Steine 1 können in Luftströmungsrichtung verlaufende Unterteilungswände 6 vorgesehen sein, so daß, wie in je einem Fall dargestellt ist, zweizügige bzw. dreizügige Kanäle 3 entstehen. Auch die Oberflächen der Unterteilungswände 6 sind in dem dargestellten Fall mittels flächenvergrößernden Oberflächenstrukturen, nämlich in Strömungsrichtung verlaufenden nutartigen Aussparungen zur Ver­besserung des Wärmeübergangs versehen. Zwischen den einzelnen Luftkanälen 3 benachbarter Steine 1 sind Verbindungskanäle 7 dadurch gebildet, daß in den Stirnflächen 9 der Steine 1 nutartige Einformungen vorgesehen sind, welche sich mit entsprechenden nutartigen Einformungen der stirnseitig angrenzen­den Steine 1 zu je einem vollen Kanal ergänzen und in entsprechende Verbin­dungskanäle 7 seitlich in einer Steinlage benachbarter Steine 1 übergehen.

[0023] Ferner sind zwischen den Luftkanälen 3 und dem Feuerraum Luft­zuführungskanäle 8 vorgesehen, welche in gleicher Weise durch stirnseitige nutartige Einformungen gebildet sind, welche sich zu vollen Kanälen ergänzen. Die Steine 1 sind zur Verbesserung der Stabilität der Wand­konstruktion im Verband, also von Lage zu Lage versetzt angeordnet. Benach­barte Steine 1 sind miteinander verzahnt, indem diese mittels Nut- und Federanordnungen 11 in den Seitenwandungsaußenflächen 12 ineinandergreifen. Die Nut- und Federanordnungen 11 verlaufen ebenfalls im wesentlichen in Strömungslängsrichtung, welche ein Verschieben der Steine 1 gegeneinander senkrecht zur Wandhauptebene verhindern. Zusätzlich oder stattdessen können auch in den Stirnflächen 9 der Steine 1 parallel zur Wandhauptebene verlaufende Nut- und Federanordnungen vorgesehen sein, so daß nicht nur das gegenseitige Verrücken der Steine 1 in einer Lage, sondern auch ein gegen­seitiges Verrücken der Steine 1 von Lage zu Lage verhindert ist. Gemäß Fig. 1 sind zwischen oder auf den mit Kanälen 3 versehenen Steinen 1 luftkanalfreie Blöcke 10 angeordnet. Diese können einer sicheren Aufnahme von Verankerungselementen für die Befestigung der Mauerkonstruktion an einer zusätzlichen Stütz- oder Haltekonstruktion aufnehmen oder auch zum stirnseitigen Verschließen der Kanäle 3 dienen. Die Blöcke 10 können ebenso wie die Steine 1 untereinander mit den Steinen 1 verzahnt sein. Die Steine 1 und die Blöcke 10 haben vorzugsweise eine Höhe von 64 mm, eine Tiefe von 125 mm und eine Breite von 250 mm oder eine Höhe, Tiefe und Breite, welche sich zu diesen Normmaßen oder einem Vielfachen davon ergänzen, so daß sie auf einfache Weise mit Beimauerwerk aus sogenannten Normalformaten in gleichem Raster verbaut werden können. Die Steine 1 und die Blöcke 10 bestehen vorzugsweise aus SiC; sie können mit SiC-haltigem Feuerkitt ver­mauert sein.

Bezugszeichenliste:

[0024] 

1 Steine

2 Wandungen

3 Luftkanal

4 Wandungsfläche

5 Oberflächenstruktur

6 Unterteilungswände

7 Verbindungskanäle

8 Luftzufuhrkanäle

9 Stirnflächen

10 Blöcke

11 Nut- und Federanordnung

12 Seitenwandungsaußenfläche

13 feuerraumseitige Fläche

14 Fläche

Ansprüche

1. Luftkühlbare Feuerraumwand für Verbrennungsöfen, insbesondere für Müllverbrennungsanlagen, bestehend aus mindestens einem Mauerwerk mit Zwischenraum für die Führung von Kühlluft an einer der Feuerraumseite abgewandten Wandseite entlang, dadurch gekennzeichnet, daß das Mauerwerk aus Steinen (1) aufgebaut ist, deren Wandungen (2) jeweils mindestens einem mit entsprechenden Luftkanälen (3) benachbarter Steine (1) in Strömungsverbindung stehenden Luftkanal (3) umschließen.

2. Feuerraumwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerraumseitige Fläche (13) der Wandung (2) des Steins (1) kleiner ist als die gegenüberliegende, dem Luftkanal (3) zugewandte Fläche (14) der Wandung (2) des Steins (1).

3. Feuerraumwand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem jeweiligen Luftkanal (3) zugewandte Wandungsfläche (4, 14) eine flächenvergrößernde Oberflächenstruktur (5) aufweist.

4. Feuerraumwand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flachenvergrößernde Oberflächenstruktur (5) durch nutartige Aussparungen gebildet ist.

5. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (3) jedes Steines (1) durch in Luftströmungsrichtung verlaufende Unterteilungswände (6) zwei- oder mehrzugig ausgebildet ist.

6. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Luftkanälen (3) oberflächenvergrößernde Einsatzstrukturen angeordnet sind.

7. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Luftkanälen benachbarter Steine (1) und/oder den Zügen ein und desselben Steines (1) Verbindungskanäle (7) bestehen.

8. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Luftkanälen (3) und dem Feuerraum Luftzuführkanäle (8) bestehen.

9. Feuerraumwand nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (7) und/oder die Luftzufuhrkanäle (8) durch nutartige Einformungen in den Stirnflächen (9) der Steine (1) gebildet sind, welche sich gegebenenfalls zu den Kanälen ergänzen.

10. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine (1) im Verband, also von Lage zu Lage versetzt zueinander angeordnet sind.

11. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich­net, daß benachbarte Steine (1) miteinander verzahnt sind.

12. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich­net, daß die dem Feuerraum zugewandte Wandung (2) des Steines (1) stärker ist als seine Seitenwandungen (2).

13. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich­net, daß zwischen oder auf den Steinen (1) luftkanalfreie Blöcke (10) für die Aufnahme von Verankerungselementen und/oder den Abschluß der Luftkanäle (3) angeordnet sind.

14. Feuerraumwand nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (10) mit den Steinen (1) verzahnt sind.

15. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeich­net, daß die Verzahnung der Steine (1) und/oder der Blöcke (10) durch Nut- und Federanordnungen (11) in den Seitenwandungsaußenflächen (12) und/oder Stirnflächen (9) der Steine (1) gebildet ist.

16. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeich­net, daß sich Höhe, Tiefe und Breite der Steine (1) und/oder der Blöcke (10) auf 64 mm, 125 mm und 250 mm oder ein Vielfaches davon ergänzen.

17. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeich­net, daß die Steine (1) und/oder die Blöcke (10) aus SiC bestehen.

18. Feuerraumwand nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeich­net, daß die Steine (1) und/oder die Blöcke (10) mittels SiC-haltigem Feuerkitt vermauert sind.

Zeichnung