Heizkessel zur Verbrennung von Festbrennstoffen

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Heizkessel zur Verbrennung von Festbrennstoffen, umfassend einen aus mehreren, beabstandet zueinander angeordneten Rostelementen (2) bestehenden Rost (1), wobei zur Reinigung des Rostes (1) zwischen die Rostelemente (2) einbringbare Rostabstreifelemente (3) angeordnet sind. Nach der Erfindung ist der Rost (1) mit seinen Rostelementen 2 verdrehbar zu den Rostsabstreifelementen (3) ausgebildet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Heizkessel zur Verbrennung von Festbrennstoffen gemäß Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1 und bezieht sich auf die Ausbildung des Rostes in derartigen Heizkesseln.

[0002] Heizkessel mit Rosten der eingangs genannten Art sind nach der DE 1 120 058 A bekannt; aber auch beispielsweise nach der DE 708 578 A. Bei den Gegenständen dieser Druckschriften, von denen hier ausgegangen ist, werden die Rostabstreifelemente in die Spalte stationärer Roste von unten her eingeschwenkt und bedürfen dabei nach Rostdurchgriff einer Rückstellbewegung, d. h., ein direkter Asche- bzw. Rückstandsabwurf ist mit derartigen Rosten nicht möglich, abgesehen davon, dass Ascherückstände auf den Rostelementen liegen bleiben können.

[0003] Außer solchen einschwenk- bzw. klappbaren Aschabstreifelementen sind nach den DE 176 235 A, DE 451 676 A und DE 35 24 961 A1 auch drehbare Roste bekannt. Beim Gegenstand der DE 176 235 A handelt es sich um eine Vorrichtung zur Zugerhöhung, bei der in einem Zugrohr ein Drehrost mit drehachsparallelen Schlitzungen eingebaut ist, um auf diesem Rost bei bestimmten Zugbedingungen ein so genanntes Lockfeuer abbrennen zu können, wobei nach Abbrennen des Lockfeuers der Drehrost mit seiner Auflageebene wieder in Abzugsrichtung zurückgestellt wird.

[0004] Bei einem Schachtofen nach der DE 451 676 A liegt eine insofern spezielle Klapp- bzw. Drehrostkonstruktion vor, als hierbei im Innenraum eines trommelartig drehbaren und einseitig offenen, so genannten Hilfsrostes ein zweiteiliger Hauptrost angeordnet ist, dessen separat an Drehachsen angebrachte Teile bei Entleerungs- bzw. Reinigungsbedarf und bei nach unten geöffnetem aber nach oben geschlossenem Hilfsrost nach unten geschwenkt werden, um die Asche in den Aschfallsammelraum abfallen zu lassen.

[0005] Ebenfalls eine Sonderkonstruktion stellt ein Heizkessel nach der DE 35 24 961 A1 dar, der insbesondere für die Verbrennung von Stroh oder auch anderem gepressten Schüttgut bestimmt ist. Der als Drehrost augebildete Rost ist hierbei aus zwei distanziert einander zugeordneten, gegenläufig drehenden, so genannten Schürfwalzen gebildet, die die abgeschürfte Asche auf eine zwischen den Schürfwalzen angeordnete Förderschnecke abwerfen.

[0006] Von Heizkesseln der eingangs genannten Art ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese bezüglich ihrer Rostausbildung hinsichtlich deren Ausbildung, Handhabbarkeit und Wirksamkeit zu verbessern.

[0007] Diese Aufgabe ist nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patenanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst.

[0008] Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass der Rost mit seinen Rostelementen (in Bezug auf den übrigen Heizkessel) verdrehbar zu den Rostsabstreifelementen ausgebildet ist.

[0009] Mit anderen Worten erfahren damit die Asche- bzw. Rostabstreifelemente und der Rost mit seinen Rostelementen erfindungsgemäß insofern eine besondere Zuordnung, als die Rostelemente durch die im Wesentlichen stationär gehaltenen Ascheabstreifelemente unter direktem Ascheabwurf hindurchgedreht werden, wobei der Rost einfach weitergedreht wird bis dieser wieder seine Ausgangsstellung bzw. Normalstellung erreicht hat. Um also den Rost von Asche und insbesondere von in den Rostspalten gegebenenfalls festsitzenden Verbrennungsrückständen zu befreien, ist der erfindungsgemäße Rost um 360° zu drehen, wobei die (im wesentlichen) feststehenden Abstreifer fingerartig in die Rostspalten eingreifen, um dabei, abgesehen von der automatisch abfallenden Asche, festhaftende Rückstände vom Rost zu lösen, abzustreifen und gelöste Reste direkt vom Rost abfallen zu lassen, eben weil der Rost insgesamt gedreht wird. Durch die damit ermöglichte 360°-Drehung ist zudem die Möglichkeit geschaffen, den Rost bzw. dessen Achse mit einem einfachen, (vorzugsweise) nur in einer Richtung drehenden und zeitgeschalteten Motor zu koppeln.

[0010] In konkreter Ausführungsform stellt sich der erfindungsgemäße Rost so dar, dass dieser aus senkrecht zu einer mittigen Drehachse erstreckt angeordneten, beidseitig frei endenden Rostelementen gebildet ist und dass die den Rostelementen zugeordneten Rostsabstreifelemente im Wesentlichen stationär gehalten sind. Die Maßgabe "Im Wesentlichen stationär gehalten" nimmt dabei Rücksicht auf die vorteilhafte Möglichkeit, den Rostabstreifelementen eine wenn auch geringe Mitdrehbarkeit zu vermitteln, was noch näher erläutert wird.

[0011] Bevorzugt werden Ausführungsformen dahingehend, dass die Rostelemente und die Rostabstreifelemente in Form von zueinander parallelen Lamellen ausgebildet sind, was bedeutet, dass nicht einfach Roststäbe vorliegen, sondern Rostelemente in Form von Blechzuschnitten, die in Bezug auf achsbezogenen Drehradius des Rostes eine Höhe haben, die ebenfalls achsbezogen mindestens dem halben Drehradius entspricht.

[0012] Außerdem sind die die Rostelemente bildenden Lamellen bevorzugt im Wesentlichen in Form eines flachen, gleichschenkligen Dreiecks ausgebildet, das an seinen spitzwinkligen Ecken mit diese ersetzenden Abrundungen versehen ist, wobei mittig über dessen stumpfen Winkel eine Durchgriffsöffnung für die Achse des Drehrostes angeordnet ist.

[0013] Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Heizkessels ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

[0014] Der Vollständigkeit halber wird noch auf die DE 202 16 653 U1 hingewiesen. Bei dieser Lösung sind im Unterschied zur erfindungsgemäßen Lösung zwischen den Rostelementen keine Rostabstreifelemente vorgesehen. Stattdessen wird der Rost insgesamt um eine vertikale (!) Achse verschwenkt und dabei Asche oder Schlacke abgestreift.

[0015] Der bezüglicher seiner Rostausbildung erfindungsgemäß ausgebildete Heizkessel einschließlich seine bevorzugten und vorteilhaften Ausführungsformen und Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels nachfolgend näher erläutert.

[0016] Es zeigt

Figur 1

die Anordnung des Rostes zwischen Feuerraum und Aschfallsammelraum eines ansonsten nicht näher dargestellten Festbrennstoffheizkessels;

Figur 2

in Seitenansicht und im Schnitt längs Linie I-I in Figur 3 die wesentlichen Teile des Rostes;

Figur 3

in Draufsicht den Bodenbereich des Kessels mit dem Rost;

Figur 4

den eingebauten Rost im Schnitt längs Linie II-II in Figur 3;

Figur 5

in Seitenansicht ein Rostelement und

Figur 6

in Seitenansicht ein Rostabstreifelement.

[0017] Der Heizkessel für die Verbrennung von Festbrennstoffen besteht bezüglich der unteren Begrenzung seines Feuerraumes 14 aus einem über seinem Aschfallsammelraum 15 angeordneten und aus Rostelementen 2 gebildeten Rost 1, der in einer der Rostform angepassten Bodenöffnung 16 des Feuerraumes 14 sitzt, sofern der Rost nicht selbst den ganzen Boden des Feuerraumes bildet.

[0018] Für einen solchen Heizkessel ist nun wesentlich, dass der Rost 1 mit seinen Rostelementen 2 in Bezug auf seine ihm zugeordneten Rostabstreifelemente 3 verdrehbar ausgebildet ist.

[0019] In praktischer Ausführungsform und orientiert insbesondere an den Figuren 2 bis 4 ist der Rost 1 aus senkrecht zu einer mittigen Drehachse 4 erstreckt angeordneten, beidseitig frei endenden Rostelementen 2 gebildet, wobei die den Rostelementen 2 zugeordneten und zwischen diese eingreifbaren Rostsabstreifelemente 3 im Wesentlichen stationär gehalten sind.

[0020] Wie insbesondere aus den Figuren 4 bis 6 ersichtlich, sind die vorzugsweise aus Edelstahlblech gefertigten Rostelemente 2 und die Rostabstreifelemente 3 in Form von zueinander parallelen Lamellen ausgebildet, wobei die Rostelemente 2 im Vergleich zu im Querschnitt runden Roststäben oder auch relativ schmalen Roststegen eine wesentlich größere Höhe H haben. Im übrigen wäre es mit Rücksicht auf die erfindungsgemäße Ausbildung des Rostes 1 sogar möglich, den Rostelementen in Seitenansicht einen kreisförmigen oder angenähert kreisförmigen (bspw. Elipse mit großer Nebenachse) Lamellenzuschnitt zu geben, was zur Folge hat, dass beim Drehen des Rostes 1 die Bodenöffnung 16 des Feuerraumes 14 in jeder Drehstellung des Rostes von diesem nahezu abdeckend erfasst bleibt, wodurch ein Durchfallen noch nicht durchgebrannter Festbrennstoffteile absolut ausgeschlossen ist.

[0021] Was die ebenfalls lamellenartig ausgebildeten, stationären Rostabstreifelemente 3 betrifft, so sind diese, wie aus den Figuren 1, 2 und 6 ersichtlich, vorzugsweise derart bemessen und angeordnet, dass sie unterhalb der Bodenöffnung 16 im Wesentlichen in nur eine Hälfte des Rostes 1 bis zur Drehachse 4 zwischen die Rostelemente 2 eingreifen. Selbst wenn die Rostelemente 2 im Achsbereich eine Höhe H wie in Figur 5 dargestellt haben, bleibt die Rostwirkung in Bezug auf die Bodenöffnung 16 dann erhalten, wenn diese bei einer kritischen Drehstellung der eigentlichen Rostelemente 2 quasi von den stationären und dann mit einem Verlängerungsfortsatz (nur gepunktet in Figur 2 angedeutet) versehenen Rostabstreifelementen 3 übernommen wird, was, bezogen auf die Darstellungen der Figuren 1, 2, per se für den linken Bereich gilt.

[0022] Unter Verweis auf Figur 2 sind die Rostabstreifelemente 3 mit einem Ende auf der Drehachse 4 drehbar gelagert und mit ihrem anderen Ende beim dargestellten Ausführungsbeispiel unterhalb der Bodenöffnung 16 zwischen einem Auflager 7 und einem Widerlager 8 gegen Mitdrehen fixiert, und zwar vorzugsweise mit etwas Spiel 17, wodurch ein gewisser Rütteleffekt an den Rostabstreifelementen 3 bei Drehung des Rostes 1 entstehen kann.

[0023] Die Lagerung der Rostabstreifelemente 3 auf der Drehachse 4 erfolgt dabei mittels Kreisscheiben 9, von denen eine in Figur 6 mit eingezeichnet ist. Die Kreisscheiben 9 haben einen kreisförmigen Außenumfang und eine an den Querschnitt der Drehachse 4 angepassten Achsdurchgriffsöffnung 12.

[0024] Abgesehen vom dargestellten Ausführungsbeispiel, können der Rost 1 und die ihm zugehörige Bodenöffnung 16 in Draufsicht im Wesentlichen auch kreisförmig ausgebildet sein, wobei weiterhin alle Rostabstreifelemente 3 gleichlang bemessen sein können.

[0025] Die Drehachse 4, auf der die lamellenartigen Rostelemente 2 aufgereiht verdrehfest anzuordnen sind, ist im Querschnitt, wie beispielsweise dargestellt, viereckig ausgebildet, wobei zwischen den Rostelementen 2 die vorerwähten Kreisscheiben 9 als Lager- und Distanzscheiben für die Rostabstreifelemente 3 angeordnet sind. Diese Kreisscheiben 9, die auch als Abstandshalter für die Rostelemente 2 dienen, sind dabei in ihrer Materialstärke in Bezug auf die Stärke der Asche- und Rückstandsabstreifer 4 mit geringem Übermaß bemessen, um dem Drehdurchgriff der Rostelemente 2 ein gewisses Spiel zu vermitteln, was insbesondere von Interesse ist, wenn, wie bevorzugt vorgesehen, für die Drehung des Rostes 1 (gemäß Figur 2 im Uhrzeigersinn) ein motorischer Antrieb zur Verwendung kommt, der durch dieses Spiel eine Entlastung erfährt. Wie einleitend vorerwähnt, kann es sich Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung des Rostes 1 um einen denkbar einfachen, vorzugsweise nur in einer Richtung drehenden und zeitschaltbaren motorische Antrieb handeln, der nicht besonders dargestellt ist.

[0026] Unter Verweis auf Figur 5 sind die die Rostelemente 2 bildenden Lamellen im Wesentlichen in Form eines flachen, gleichschenkligen Dreiecks 10 ausgebildet, das an seinen spitzwinkligen Ecken mit diese ersetzenden Abrundungen 11 versehen ist, wobei mittig über seinem stumpfen Winkel β eine Durchgriffsöffnung 12 für die Drehachse 4 angeordnet ist.

[0027] Sowohl die Rostelemente 2 als auch die Rostabstreifelemente 3, die, wie erwähnt, vorzugsweise aus Edelstahlblech gebildet werden, sind mit Materialdurchbrechungen 13 versehen, um eine gute Primärluftdurchströmung zu gewährleisten.

Bezugszeichenliste

[0028] 

1

Rost

2

Rostelemente

3

Rostabstreifelemente

4

Drehachse

5

Kante (Rostabstreifelemente)

6

Oberkante (Rostelemente)

7

Auflager

8

Widerlager

9

Kreisscheiben

10

Dreieck

11

Abrundungen

12

Durchgriffsöffung (Drehachse)

13

Materialdurchbrechungen

14

Feuerraum

15

Aschfallsammelraum

16

Bodenöffnung

17

Spiel

E1

Erstreckungsebene

E2

Ebene

H

Höhe

β

stumpfer Winkel

Ansprüche

1. Heizkessel zur Verbrennung von Festbrennstoffen, umfassend einen aus mehreren, beabstandet zueinander angeordneten Rostelementen (2) bestehenden Rost (1), wobei zur Reinigung des Rostes (1) zwischen die Rostelemente (2) einbringbare Rostabstreifelemente (3) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rost (1) mit seinen Rostelementen (2) verdrehbar zu den Rostsabstreifelementen (3) ausgebildet ist.

2. Heizkessel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rost (1) aus senkrecht zu einer mittigen Drehachse (4) erstreckt angeordneten, beidseitig frei endenden Rostelementen (2) gebildet ist, wobei vorzugsweise die den Rostelementen (2) zugeordneten Rostsabstreifelemente (3) stationär gehalten sind, wobei vorzugsweise die Rostelemente (2) und die Rostabstreifelemente (3) in Form von zueinander parallelen Lamellen ausgebildet sind.

3. Heizkessel nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rostabstreifelemente (3) in nur eine Hälfte des Rostes (1) bis zur Drehachse (4) eingreifend angeordnet sind.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rostabstreifelemente (3) mit ihren rostelementseitig wirksamen Kanten (5) in einer Ebene (E2) erstreckt sind, die sich unterhalb einer Erstreckungsebene (E1) einer feuerungsseitig wirksamen Oberkante (6) der Rostelemente (2) erstreckt.

5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rostelemente (2) und die Rostabstreifelemente (3) gegeneinander mit Spiel auf der Drehachse (4) angeordnet sind.

6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rostabstreifelemente (3) mit einem Ende auf der Drehachse (4) drehbar gelagert sind.

7. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rostabstreifelemente (3) mit ihrem anderen Ende zwischen einem Auflager (6) und einem Widerlager (7) gegen Drehung fixiert sind.

8. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass alle Rostelemente (2) gleich lang bemessen sind.

9. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass alle Rostabstreifelemente (3) gleich lang bemessen sind.

10. Heizkessel nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehachse (4) im Querschnitt mehreckig, vorzugsweise viereckig ausgebildet ist.

11. Heizkessel nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen den auf der Drehachse (4) sitzenden Rostelementen (2) Kreisscheiben (9) als Lagerscheiben für die Rostabstreifelemente (3) angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Kreisscheiben (9) in ihrer Stärke geringfügig breiter als die Stärke der Rostabstreifelemente (3) bemessen sind.

12. Heizkessel nach einem der Anspürche 2 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die die Rostelemente (2) bildenden Lamellen in Seitenansicht in Form eines flachen, gleichschenkligen Dreiecks (10) ausgebildet sind, wobei vorzugsweise das Dreieck (10) an seinen spitzwinkligen Ecken mit diese ersetzenden Abrundungen (11) versehen ist und mittig über seinem stumpfen Winkel eine Durchgriffsöffnung (12) für die Drehachse (4) aufweist.

13. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass wahlweise die Rostelemente (2) und/oder die Rostabstreifelemente (3) mit Materialdurchbrechungen (13) versehen sind.

14. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass wahlweise die Rostelemente (2) und/oder die Rostabstreifelemente (3) aus Edelstahl gebildet sind.

15. Heizkessel nach einem der Ansprüche 2 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehachse (4) des Rostes (1) mit einem zeitgeschalteten, vorzugsweise nur in einer Richtung drehenden Stellmotor gekoppelt ist.

Zeichnung