Die Erfindung betrifft eine Stufenrost-Anordnung der im Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 angegebenen Art.
Schubrostsysteme von Verbrennungsanlagen, speziell Stufenrostsysteme, tolerieren eine sehr große Bandbreite eines Brennstoffangebotes bezüglich Teilchengröße, Feuchtegehalt und Rieselfähigkeit. Um einen guten Ausbrand zu erreichen, kann die Schichthöhe des Brennstoffs auf dem Rost im Verlauf einer Verbrennung in gewissem Maße beeinflußt werden.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Stufenrost-Anordnung für einen Festbrennstoff-Kessel oder dergleichen, welche einfach aufgebaut ist und bei welcher gleichwohl die Schichthöhe des Brennstoffes auf dem Rost für einen optimalen Ausbrand feinbeeinflußt bzw. feingeregelt werden kann.
Gelöst wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch eine Stufenrost-Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhaft weitergebildet wird die Stufenrost-Anordnung bzw. Schubrostanordnung durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 13.
Wesen der Erfindung ist, daß die starren und beweglichen Rostelemente im Querschnitt Winkelform besitzen und durchbruchfreie großflächige Horizontalschenkel quer zur Brennstoff-Fördererrichtung bzw. zur Ascheaustrags-Richtung aufweisen.
Die erfindungsgemäßen Rostelemente in Winkelform sind besonders formstabil und einfach zu fertigende vorzugsweise stranggepreßte, auf Länge geschnittene Baustahl-Winkeleisen, die als Rostelemente bei Festbrennstoff-Kessel oder dergleichen erstmalig verwendet werden. Durch diese Ausführung kann der senkrechte Steg als Kühlkörper für das Rostelement genutzt werden (große Oberfläche). Die Verbrennungsluft der (Primärluft) streicht an den senkrechten Stegen vorbei, kühlt die Rostelemente und schützt diese somit vor thermischer Zerstörung. Auch wird über den Winkel Wärme vom wärmebelastenden Teil der Rostelemente in den kühlenden Luftraum geleitet. Des weiteren wird die Verbrennungsluft vorgewärmt, was sich positiv auf die Verbrennung auswirkt.
Die Vertikalschenkel der winkligen Rostelemente sind vorzugsweise an einer Basis der starren bzw. beweglichen Rosteinheit (lose) steckbefestigt, wodurch die Rostelemente nicht nur leicht montiert und ausgetauscht werden können, sondern mit Vorteil höhenverschieblich und gegebenenfalls auch seitlich mit geringem Spiel lagerbar sind. Bei der horizontalen Linearhubbewegung im Betrieb kann somit ein veränderter Luftspalt erreicht werden. Diese Querschnittsveränderung erzeugt verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten der zugeführten primären Verbrennungsluft und sorgt für einen gleichmäßigen Ausbrand und eine saubere Rostoberfläche.
Zwar ist aus US 5 069 146 A eine Stufenrost-Anordnung der eingangs genannten Art bekannt. Die bekannte Rost-Anordnung besitzt aber keine erfindungsgemäßen winkligen Rostelemente, deren Vertikalschenkel steckbefestigt sind, und mithin die vorgenannten Vorteile der Erfindung und deren Weiterbildungen auch nicht erzielbar sind.
Durch die bewegliche und die starre Rosteinheit des vom Brennstoffeintrag zum Ascheaustrag oberseitig stufenförmig abfallenden Stufenrostes, welcher horizontale Auflageflächen für den Brennstoff besitzt, jedoch auch vertikale Anschlagsflächen für den Brennstoff, insbesondere durch die Rostelementdicke des oberen Horizontalschenkels eines Rostelements und durch schräg nach unten abgewinkelte Vorderkanten in Richtung Ascheaustrag, wird im Betrieb eines bewegten Stufenrostes nach dem direkten Brennstoffeintrag praktisch eine kontinuierliche Bewegung des Glutbettes wie auf einem Förderband hervorgerufen. Durch die vorgenannten vertikalen Anschlagsflächen für den Brennstoff bzw. die Stufenausbildung in Richtung Ascheaustrag bewegt sich also das Glutbett zwangsweise in Richtung Ascheaustrag, also nicht auf der Stelle, wie das vielfach bei bekannten Vorschubrosten der Fall ist. Die Glutbettdicke bzw. Schichthöhe des Brennstoffs kann damit je nach (gegebenenfalls einstellbarer) Schnelligkeit der Bewegung der beweglichen Rostelemente und der (gegebenenfalls einstellbaren) Hublänge und/oder durch geregelten Intervallbetrieb des Rostantriebs erfindungsgemäß sehr fein reguliert werden, wodurch ein optimaler Ausband ermöglicht wird. Das Brennstoffmaterial durchwandert auf dem Stufenrost verschiedene Temperaturzonen. Dabei wird der Brennstoff getrocknet, entgast und schließlich vollständig verbrannt. Am Ende des Stufenrostes gelangen die Verbrennungsrückstände in eine Aschenmulde mit vorzugsweise automatischer Ascheaustragung durch eine sich drehende Entaschungsschnecke.
Die Verbrennungsluft (Primärluft) wird von unten dem Brennstoff großflächig bzw. durch viele Schlitze zugeführt. Diese erfindungsgemäße Luftführung bewirkt einerseits eine gute Kühlung der Rostelemente, andererseites ein Vorwärmung der Verbrennungsluft, welche die Verbrennung positiv beeinflußt.
Von Vorteil ist ferner bei der Erfindung die sehr einfache mechanische Ausführung eines wartungsfreundlichen Vorschubrostes, wobei auf Gußglieder verzichtet werden kann. Ein einfach ansteuerbarer elektromotorischer Alleinantrieb bereits in der Größenordnung von z.B. 0,25 kW Antriebsleistung sorgt bereits für eine zuverlässige Rostbewegung und Drehbewegung der Entaschungsschnecke für einen kontinuierlichen Betrieb oder einen Intervallbetrieb, während bekannte Ausführungen diesbezüglich auf aufwendige hydraulische Antriebstechnik zurückgreifen müssen. Die einfache Antriebstechnik der Erfindung gestattet zusätzlich ein weiter verringertes Baugewicht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Gemäß Zeichnung besitzt ein Festbrennstoff-Kessel 40 in Form eines Feststoffgebläsebrenners mit automatischer Stokerschnecken-Hackschnitzel-Zuführung 37 über seine gesamte innere Grundfläche eine Schubrostanordnung in Form eines angetriebenen Stufenrostes 30 mit einem Antriebsmotor 18 und einem Antriebsgestänge 15, 16 außerhalb des Kessels 40.
Der Stufenrost 30 ist als auswechselbare Einheit konzipiert und auf einer gemeinsamen in einer Seitenansicht U-förmigen Grundplatte 1 aufgebaut, deren kesselvorderseitiger Schenkel in dichter Nachbarschaft zur Kessel-Schamott-Auskleidung 38 von der Kesselbasis bis dicht unter die Brennstoffzuführung 37 reicht und deren kesselhinterseitiger kürzerer Schenkel 39 auch noch den Ascheaustrag 32 umfaßt, in welchem sich eine Entaschungsschnecke 20 im Bereich der Höhe der Kesselbasis quererstreckt.
Die Entaschungsschnecke 20 wird vom Antriebsmotor 18 angetrieben, der auch den Stufenrost 30 antreibt.
Insbesondere weist der Stufenrost 30 eine starre Rosteinheit 3 und eine bewegliche Rosteinheit 4 auf, welcher in einer Anordnung im Kessel 40 vom Brennstoffeincrag 31 zum Ascheaustrag 32 in Stufen abfällt.
Die bewegliche Rosteinheit 4 ist an der starren Rosteinheit 3 für eine im wesentlichen horizontale Hubbewegung hin- und herverschieblich angeordnet. Die starre Rosteinheit 3 ist ihrerseits auf der Grundplatte 1 befestigt.
Die starre Rosteinheit 3 besitzt starre Rostelemente 5, wie auch die bewegliche Rosteinheit 4 bewegliche Rostelemente 6 aufweist, wobei die den Brennstoff kontaktierenden vom Brennstoffeintrag 31 zum Ascheaustrag 32 fördernden starren und beweglichen Rostelemente 5, 6 in abwechselner Reihenfolge angeordnet sind und in Stufen abfallend schlitzbildend ineinandergreifen.
Sämtliche Rostelemente 5, 6 sind gleich ausgebildet und besitzen im Querschnitt Winkelform, wobei durchbruchfreie, großflächige, gegebenenfalls aufgeraute oder geriffelte Horizontalschenkel 33 quer zur Brennstoff-Förderrichtung R und Vertikalschenkel 34 vorgesehen sind, welche der Brennstoffeintrag-Seite zugewandt sind.
Die der Ascheaustrags-Seite zugewandte im Kessel querverlaufende Vorderkante 36 des jeweils oben gelegenen Horizontalschenkels 33 eines jeden Rostelements 5, 6 ist schäg nach unten abgewinkelt, wobei ein schmaler Rostelementschlitz 35 für einen Luftdurchlaß von primärer Verbrennungsluft L von der Kesselunterseite oder der unteren Kesselbreitseite zum Brennstoff verbleibt, welcher auf den Horizontalschenkeln der Rostelemente liegt und gefördert wird.
Die Vertikalschenkel 34 der starren und beweglichen Rostelemente 5, 6 sind in zwei seitlichen starren bzw. beweglichen vertikalen plattigen Haltekämmen in Schlitzen steckbefestigt, wobei dann die Rostelemente 5, 6 zusammen mit den zugehörigen Haltekämmen, welche mittels Querverstrebungen oder Führungsleisten 7, 8 miteinander verbunden sind, jeweils die starre bzw. die bewegliche Rosteinheit 3 bzw. 4 bilden.
Auf der Grundplatte 1 bzw. innerhalb der U-förmigen Grundplatte ist auch - wie bereits gesagt - der Ascheaustrag 32 aufgenommen, wobei der untere Endbereich des Stufenrostes 30 vom Ascheaustrag 32 durch ein im wesentlichen vertikal angeordnetes Querblech 2 abgetrennt ist.
Die bewegliche Rosteinheit 4 ist durch den (im Betrieb langsam drehenden) elektrischen Antriebsmotor 18, einen sich drehenden Exzenter 17, ein Antriebsgestänge 15, 16, eine schwenkbewegliche Kurbel 13, 14, 19 und einen fest mit der beweglichen Rosteinheit 4 verbundenen Mitnehmer 11, 12 horizontal hin- und herbeweglich angetrieben, wobei der Antriebsmotor 18 elektrisch angesteuert ist und insbesondere einen Intervallbetrieb einer Hubbewegung des Stufenrostes 30 und/oder einer Drehbewegung der Entaschungsschnecke 20 ermöglicht.
Der gesamte Stufenrost 30 ist als austauschbares Modul in einem Kessel oder dergleichen vorgesehen. Es können aber auch Teile des Stufenrostes, zum Beispiel die bewegliche Rosteinheit, oder Teile der beweglichen Rosteinheit als Module ausgebildet sein.
Der Hub der beweglichen Rosteinheit 4 ist durch Verändern der wirksamen Längen des Antriebsgestänges 15, 16 bzw. der Schwingen gemäß Figur 3 einstellbar bzw. verstellbar.
Sämtliche Rostelemente 5, 6 sind als Verschleißteile einzeln durch Lösen aus der Steckverbindung mit den Haltekämmen auswechselbar.
Für einen geräuscharmen Betrieb besitzt der Stufenrost 30 vor seinem vorderen Vertikalschenkel der Grundplatte 1 eine Lärmschutz- bzw. Dämmplatte 21.
Die einzelnen Bauteile sind also auf einem wechselbaren, U-förmigen Trägerblech in Form einer Grundplatte 1 aufgebaut. Durch das Trennblech 2 wird der Rostbereich zur Aschenmulde abgetrennt. Die beiden feststehenden Haltekämme sind direkt auf der Grundplatte 1 bzw. dem Trägerblech befestigt. Zur Versteifung und als Montageabstützung sind die zwei seitlichen Verstrebungen 8 zwischen den Haltekämmen angeschweißt. Die beiden beweglichen Haltekämme 4 werden ebenfalls über eine Verstrebung 9 und die Mitnehmerelemente 11, 12 verstrebt. Zudem sind die beiden beweglichen Haltekämme 4 als bewegliche Rosteinheit über zwei Führungsleisten 10 an der starren Rosteinheit horizontal verschieblich aufgehängt. Bei einer Horizontalverschiebung der beweglichen Rosteinheit bewegen sich die beiden Führungsleisten 10 in zwei Langlöchern 22 der starren Haltekämme.
Durch intervallische Bewegung eines jeden zweiten (beweglichen) Rostelements 6 wird eine zeitweise kontinuierliche Umlagerung des Glutbettes erzeugt. Durch den modularen Aufbau ist ein einfacher Austausch von Verschleißteilen bis hin zum kompletten Rostsystem möglich.