Roststab und Rostwalze

Abstract

 Bei bekannten Rostfeuerungen sind die Luftschlitze zwischen den einzelnen Roststäben senkrecht zur Rostfläche ausge­richtet. Die durchströmende Primärluft bildet daher senk­recht nach oben gerichtete Strahlen. Es wurde ein neuer Roststab (4) entwickelt, bei dem der Querschnitt des Rost­stabkopfes (6) eine rhomboidähnliche Form hat. Bei einem Feuerungsrost, der mit derartigen Roststäben (4) ausge­rüstet ist, treten die Primärluftstrahlen schräg aus. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß dadurch die Ausnutzung der Primärluft merklich verbessert wird. Der Roststab (4) eignet sich insbesondere zum Einsatz in Walzenrostfeuerungen von Müllverbrennungsanlagen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Roststab gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Rostwalze gemäß dem Oberbe­griff des Patentanspruchs 6.

[0002] Der Stand der Technik, auf dem die Erfindung aufbaut, ist der DE-OS 33 16 363 zu entnehmen. Darin wird eine Rostwalze beschrieben, deren Roststäbe einen T-ähnlichen symmetri­schen Querschnitt haben. Die Roststäbe sind an den Trägern mit geringem Spiel eingehängt, so daß sie - durch die Rotation der Walze bedingt - im Betrieb geringe Relativ­bewegungen ausführen. Von diesen kleinen Bewegungen abgesehen, ist ihre Lage relativ zur Tragkonstruktion unveränderlich. Die Luftschlitze, die die Richtung der austretenden Luftstrahlen bestimmen, sind senkrecht zur Walzenoberfläche ausgerichtet.

[0003] Roststäbe mit symmetrischem T-ähnlichem Querschnitt sind auch bei Feuerungsrosten anderer Bauart bekannt, wie z.B. bei einem treppenartig aufgebauten Vorschubrost gemäß CH-PS 6 56 692.

[0004] Bei einer anderen, in der DE-OS 33 41 835 beschriebenen Rostwalze haben die Roststäbe einen asymmetrischen, ein­seitig verbreiterten Kopf; die andere Seite des Roststab­kopfes ist einfach eine glatte Fortsetzung der entsprechen­den Seite des Basisstegs. Die Roststäbe sind an den Trägern - in Querrichtung zu der verbreiterten Seite hin klappbar - angelenkt. Sie haben also gegenüber den meisten bekannten Roststäben einen zusätzlichen Bewegungsfreiheits­grad. Im Betrieb liegen die auf der Feuerraumseite - d.h. auf dem gerade oben befindlichen Teil des Rostwalzenmantels - befindlichen Roststäbe schuppenähnlich schräg mit den Längsseiten übereinander, wobei durch Abstandhalter zwi­schen je zwei benachbarten Roststabköpfen ein schräglie­gender Luftschlitz freigehalten wird. Wegen der Schräglage der Luftschlitze haben die austretenden Luftstrahlen eine zur Walzenachse parallele Geschwindigkeitskomponente. Auf dem gerade unten befindlichen Teil des Walzenmantels hängen die Roststäbe auseinandergeklappt senkrecht nach unten.

[0005] Betriebliche Erfahrungen haben überraschenderweise gezeigt, daß bei schräg austretenden Luftstrahlen die Ausnutzung der Primärluft merklich besser ist als bei senkrecht austre­tenden Luftstrahlen. Das hängt offenbar damit zusammen, daß die auf dem Rost liegende Brennstoffschicht - bedingt durch die Inhomogenität des Mülls - vielfach Löcher aufweist. Senkrecht gerichtete Luftstrahlen, die im Bereich eines solchen Loches die Brennstoffschicht durchstoßen, bleiben völlig ungenutzt. Treten jedoch die Luftstrahlen in schrä­ger, zur Walzenachse spitzwinkliger Richtung aus, so stoßen sie seitlich in die Brennstoffmasse hinein, die das Loch umgibt.

[0006] Andererseits hat sich aber gezeigt, daß die klappbare An­ordnung der Roststäbe unter den vorherrschenden rauhen Betriebsbedingungen nicht immer in der gewünschten Weise funktioniert, so daß gelegentliche Störungen unvermeidlich sind.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Roststab gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, mit dem sich ohne zusätzlichen Bewegungsfreiheitsgrad ein Feuerungsrost aufbauen läßt, der eine bessere Ausnutzung der durch den Rost eingeblasenen Luft erlaubt. Eine zweite Aufgabe besteht darin, eine Rostwalze gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6 zu schaffen, die ohne zusätzlichen Bewegungsfreiheitsgrad der Roststäbe eine bessere Aus­nutzung der Primärluft erlaubt.

[0008] Diese beiden Aufgabe werden durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 6 gelöst.

[0009] Aus der schiefwinkligen Form des Roststabkopfes ergibt sich eine Schräglage der Luftschlitze, so daß die austretenden Luftstrahlen schräg gerichtet sind. Das ist das Wesentliche der Erfindung.

[0010] In den Ansprüchen 2 und 7 sind die ungefähren Grenzen des Bereichs angegeben, in dem der schiefe Winkel variiert werden kann.

[0011] Bevorzugte Ausführungsbeispiele für den Roststab bzw. für die Rostwalze sind in den Ansprüchen 3 und 8 angegeben.

[0012] Die Ansprüche 4 und 9 betreffen ein vorteilhaftes Merkmal.

[0013] Durch das Merkmal der Ansprüche 5 und 10 wird einer Ver­kantung der Roststäbe entgegengewirkt.

[0014] Durch das Merkmal des Anspruchs 11 werden bei etwaigen Roststabbrüchen die Bruchstücke provisorisch festgehalten.

[0015] Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels.

Figur 1 zeigt schematisch eine Rostwalze gemäß der Erfin­ dung in perspektivischer Darstellung.

Figur 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen vereinfachten Querschnitt durch einen Roststab und einen Teil eines be­nachbarten Roststabes.

Figur 3 zeigt eine Seitenansicht eines Roststabs im einge­bauten Zustand.

Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Roststab in ge­streckter Länge.

[0016] Die Figuren 5 bis 8 zeigen zwei nebeneinanderliegende Rost­stäbe in verschiedenen Darstellungen, und zwar

Figur 5 in einem Schnitt CD der Figur 3

Figur 6 in einem Schnitt EF der Figur 3

Figur 7 in einer Ansicht "A" der Figur 3

Figur 8 in einer Ansicht "B" der Figur 3

[0017] Die Figuren 3 bis 8 sind originalgetreue Zeichnungen in verkleinertem Maßstab.

[0018] Die in Figur 1 erkennbare Rostwalze hat eine Tragkonstruk­tion, die im wesentlichen aus einer Hohlwelle 1, radialen Verbindungselementen 2 und aus mehreren zur Achse der Hohl­welle parallelen T-Trägern 3 besteht. Die Träger 3 sind durch die Verbindungselemente 2 an der Hohlwelle 1 be­festigt und bilden gemeinsam einen zylindrischen Käfig. Diese Tragkonstruktion ist mit einem Mantelbelag versehen, der aus zahlreichen, an den Trägern 3 befestigten kreis­bogenförmigen Roststäben 4 besteht. Zwischen den Längs­ seiten benachbarter Roststäbe befinden sich Luftschlitze 5, die in Umfangsrichtung der Rostwalze verlaufen.

[0019] Eine typische Rostwalze ist 5 m lang und hat einen Durch­messer von 1,5 m. Jeder Roststab 4 erstreckt sich über einen Kreisbogen von 36°, so daß insgesamt zehn Roststäbe einen geschlossenen Ring bilden. Der Mantelbelag umfaßt hundert derartige Ringe, d.h. er besteht aus insgesamt tausend Roststäben. Die Breite der Luftschlitze beträgt etwa 2 mm.

[0020] Jeder Roststab 4 hat einen Kopf 6 und einen Basissteg 7, der sich nach unten verjüngt (der Einfachheit halber wird hier und im folgenden die von der Mantelfläche in Richtung der Walzenachse weiter entfernte Stelle als "unten" be­zeichnet).

[0021] Der Kopf 6 ist begrenzt von einer zylindrisch gewölbten, glatten Mantelfläche und zwei ebenfalls glatten Seitenflä­chen, die praktisch eben, im Prinzip jedoch schwach konisch sind, wie sich aus dem Folgenden ergeben wird. Der Mantel­fläche entspricht im Querschnitt die Mantellinie 9, den Seitenflächen die Seitenlinien 10, 11. Die Seitenlinie 10 schließt mit der Mantellinie einen Winkel α von 60° ein. Der Winkel β zwischen der Mantellinie 9 und der Seiten­linie 11 ist 120°. Die Seitenlinien 10, 11 sind also zuein­ander parallel. Die zur Mantellinie 9 parallele Linie 12, die von dem unteren Endpunkt der Seitenlinie 11 ausgeht, ergänzt die Linien 9, 10, 11 zu einem Rhomboid. Die Mittel­linie 13 des Basisstegs 7 teilt dieses schiefwinklige Parallelogramm in zwei etwa gleichgroße Teile. Das bedeu­tet, daß die Mittellinie 13 die zu ihr rechtwinklige Man­tellinie 9 in einem vom Winkel α abhängigen Verhältnis unterteilt, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen 1,6 und 1,7 liegt. Der Winkel α kann im Bereich zwischen etwa 45 und 75° liegen. Der Winkel β kann in einem entsprechenden Bereich liegen, so daß die Summe der beiden Winkel zwischen 170 und 180° liegt. Wenn die Summe der beiden Winkel kleiner als 180° ist, d.h. wenn die Sei­tenlinien 10, 11 nicht exakt parallel sind, dann bedeutet das, daß sich der Luftschlitz 5 zwischen benachbarten Roststäben 4 zur Walzenoberfläche hin düsenartig verengt.

[0022] Die Seitenlinie 10 setzt sich unterhalb der Linie 12 gerad­linig fort und geht in Form eines Bogens in die Begren­zungslinie des Basisstegs 7 über. Auf der gegenüberliegen­den Seite ist der Querschnitt des Kopfes 6 unterseits durch einen Bogen 14 begrenzt, dessen Endpunkt mit dem Endpunkt der Linie 11 durch eine kurze Linie 15 verbunden ist, die mit der Linie 12 einen Winkel von etwa 45° einschließt.

[0023] Der Basissteg 7 ist symmetrisch zu der Linie 13. Er ist we­sentlich schmaler als der Kopf 6. Seine Breite im unteren Bereich steht zu dem Abstand der Mittelinien 13 zweier be­nachbarter Roststäbe 4 etwa im Verhältnis 1:6, wie z.B. aus Figur 5 erkennbar. Seitlich an dem Basissteg 7 sind mehrere Kühlrippen 16 angebracht. In der Mitte ist der Roststab beidseitig mit vorspringenden Abstandhaltern 17 versehen. Der Basissteg 7 hat drei über seine Länge verteilte Löcher 18, 19, 20. An den Enden des Roststabes sind auf gegenüber­liegenden Seiten des Basisstegs 7 zwei seitlich vorstehende Auflageblöcke 21, 22 angebracht. Der eine Auflageblock 21 ist gegenüber der zugehörigen Endfläche des Roststabkopfes 6 ein wenig zurückgesetzt, der andere Auflageblock 22 springt gegenüber der zugehörigen Endfläche etwas vor. Der Basissteg 7 ist an beiden Enden mit je einem Schlitz 23, 24 versehen, dessen Oberkante mit der Unterseite des Auflage­blocks 21, 22 fluchtet. In der Ansicht gemäß Figur 7 oder Figur 8 sind die Linien, die die Unterseiten der beiden Auflageblöcke 21, 22 darstellen, parallel zur Mantellinie 9 des Roststabkopfes 6.

[0024] Im montierten Zustand greifen die Flansche der T-Träger 3 in die Schlitze 23, 24 ein. Es versteht sich, daß die Schlitze 23, 24 so lang und so breit sind, daß auch im heißen Betriebszustand noch etwas Spiel vorhanden ist. Von diesem geringen Spiel abgesehen, ist die Lage der Roststäbe 4 relativ zur Tragkonstruktion unveränderlich. Die Auflage­blöcke 21, 22 liegen mit ihren Unterseiten an den Flanschen der Träger 3 auf. Durch die seitenversetzte Anordnung der beiden Auflageblöcke 21, 22 wird die Auflagebasis des Rost­stabs 4 verbreitert. Die Auflageblöcke 21, 22 wirken auch als Abstandhalter. Außerdem sorgen die Abstandhalter 17 dafür, daß die vorgeschriebene Breite der Luftschlitze 5 zwischen den Längsseiten benachbarter Roststäbe 4 beibe­halten wird. Die Luftschlitze liegen - auf der ganzen Länge der Rostwalze gleichmäßig - schräg zur Walzenoberfläche, d.h. ihre Mittellinien 26 (Figur 2), die die Richtung der austretenden Luftstrahlen veranschaulichen, liegen auf Kegelmänteln, so daß die Luftstrahlen eine Geschwindig­keitskomponente in Achsrichtung der Rostwalze erhalten. An den Stoßstellen 25 zweier stirnseitig aneinanderstoßender Roststäbe 4 greifen die Roststabenden infolge der oben beschriebenen Anordnung der Auflageblöcke 21, 22 über­einander, wie aus Figur 3 ersichtlich. In den Löchern 18, 19, 20 sitzen lange Stangen 27.

Ansprüche

1. Roststab für einen Feuerungsrost, insbesondere für eine Rostwalze eines Walzenrostes einer Müllverbrennungsan­lage, mit einem schmalen Basissteg und einem verbreiter­ten Kopf, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Roststabkopfes (6) eine rhomboidähnliche Form hat.

2. Roststab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Mantellinie (9) und der Seiten­linie (10) des rhomboidähnlichen Querschnittes zwischen 45 und 75° beträgt.

3. Roststab nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel etwa 60° beträgt.

4. Roststab nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Mantellinie (13) des Basisstegs (7) den rhomboidähnlichen Querschnitt in zwei etwa flächengleiche Teilquerschnitte unterteilt.

5. Roststab nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß er zwei Auflageblöcke (21, 22) auf­weist, die an seinen beiden Enden auf gegenüberliegenden Seiten angebracht sind.

6. Rostwalze für einen Walzenrost einer Müllverbrennungs­anlage,
mit einer Tragkonstruktion, die mehrere achsenparallele, nach Art eines zylindrischen Käfigs angeordnete Träger aufweist,
und mit einem Mantelbelag aus zahlreichen kreisbogen­förmigen Roststäben, die an den Trägern befestigt sind, wobei jeder Roststab einen schmalen Basissteg und einen verbreiterten Kopf aufweist,
und wobei zwischen den Längsseiten benachbarter Rost­stäbe in Umfangsrichtung verlaufende Luftschlitze be­stehen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Rost­stabkopfes (6) eine rhomboidähnliche Form hat.

7. Rostwalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Mantellinie (9) und der Seiten­linie (10) des rhomboidähnlichen Querschnitts zwischen 45 und 75° beträgt.

8. Rostwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel etwa 60° beträgt.

9. Rostwalze nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Mittellinie (13) des Basisstegs (7) den rhomboidähnlichen Querschnitt in zwei etwa flächengleiche Teilquerschnitte unterteilt.

10. Rostwalze nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Roststab (4) zwei Auflageblöcke (21, 22) aufweist, die an seinen beiden Enden auf gegen­überliegenden Seiten angebracht sind.

11. Rostwalze nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Basisstege (7) der Roststäbe (4) mit mindestens je zwei Löchern (18, 19, 20) versehen sind und daß in den Löchern achsenparallele Stangen (27) sitzen.

Zeichnung