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Die
Erfindung betrifft Rostplattenschubroste für Verbrennungsanlagen, die
insbesondere bei der Verbrennung von Recyclingholz oder anderweitig
mit nicht brennbaren Fremdstoffen versetzter Brennstoffe zur Anwendung
gelangen.
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Schubroste
für den
vorgesehenen Verwendungszweck sind seit Jahrzehnten bekannt und
im Einsatz. Üblicherweise
sind die Schubroste durch einzelne Rostplatten gebildet, die in
mehreren Reihen nebeneinander liegend zusammengefasst und jeweils
von wenigstens einer Tragstange gehaltert werden. Dabei übergreifen
die Rostplatten einer Reihe die der jeweils vorgelagerten Reihe
dachziegelartig. Meist ist zumindest jede zweite Tragstange in Förderrichtung
beweglich gelagert und ermöglicht dadurch
Bewegung alle Rostplatten gemeinsam relativ zur vorgelagerten starr
angeordneten Reihe von Rostplatten, wodurch ein gerichteter Transport
des Brennguts bewirkt wird. Die Rostplatten selber sind lose aufgelegt
und werden durch die Schwerkraft in der vorgegebenen Position gehalten.
Um Verwerfungen, infolge thermischer Ausdehnung, zu vermeiden werden
die Rostplatten einer Reihe teilweise zusätzlich gegeneinander verschraubt.
Zwischen den aneinander liegenden Rostplatten oder innerhalb oder unterhalb
derselben sind Luftdurchtrittsöffnungen vorgesehen,
um den erforderlichen Sauerstoff dem Verbrennungsraum zuzuführen.
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Aus
EP 1 532 396 B1 ist
ein Rostelement für eine
Abfallverbrennungsanlage bekannt, das die Aufgabe einer intensiven
und kontinuierlichen Abfallmischung und kontrollierten Förderung
dadurch lösen soll,
dass es mehrere bewegliche Rostblockreihen vorsieht, die in zwei
Gruppen aufgeteilt sind, wobei jeder Gruppe der beweglichen Rostblockreihen
ein gesonderter und unabhängig
voneinander beweglicher Rostwagen zugeordnet ist. Wegen des zu hohen
mechanischen und konstruktiven Aufwands und damit zwangsweise verbundener
erhöhter
Störanfälligkeit
ist dieser Vorschlag zur Lösung
der Aufgabe vorliegender Erfindung nicht geeignet.
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Beispielhafte
Lösungen
zur Ausgestaltung von Schubrosten, respektive der Rostplatten selbst, die
auch für
andere Verwendungszwecke zum Einsatz kommen können, sind bspw.
DE 44 17 422 A1 ;
DE 10225321 A1 ;
DE 44 41 009 C2 ;
DE 38 44 493 C1 ;
DE 1 094 910 B ;
AT 233454 B zu entnehmen. Selbst
die Schriften der vorgenannten, in denen Lösungen zur Vermeidung des Zusetzens
von Gasdurchtrittsöffnungen
oder zur Selbstreinigung angegeben werden, vermögen jedoch keine Hinweise auf vorliegende
Erfindung zu geben.
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In
den letzten Jahren hat der Einsatz von erneuerbaren Energieträgern in
Verbrennungsanlagen zur Erzeugung von Wärme und Elektroenergie zu einem
erhöhten
Einsatz von Recyclingholz geführt.
Anlagen, die gegenüber
dem ursprünglichen
Einsatz von Rohbraunkohle oder auch reinem Waldholz für die Verbrennung
konzipiert waren, haben nach relativ kurzen Betriebszeiten mit Energieträgern, die
mit teilweise beträchtlichen
Mengen an Fremdstoffen, wie Metall, Steinen, Beton, Erden und Kunststoffen
verunreinigt sind, welche nunmehr verstärkt zum Einsatz gelangen, erhebliche
Probleme. Bei der Verbrennung dieser neu eingesetzten Energieträger werden
die nicht brennbaren Bestandteile in die anfallende Asche eingebunden
oder, wie bspw. Aluminium, geschmolzen, was jeweils zu einer Verstopfung der
zwischen den Rostplatten befindlichen Spalte und Luftdurchtrittsöffnungen
führt,
wodurch der Verbrennungsprozess erheblich beeinträchtigt und
bei vollständiger
Verhinderung des Durchlasses des Unterwindes sogar unterbrochen
wird. Der so in seinem Ablauf wesentlich veränderte Verbrennungsprozess führt schließlich zum
Stillstand der Anlage. Die Rostplatten müssen aus den jeweiligen Reihen
entnommen und manuell gereinigt werden, was mit einem hohen Arbeits-,
Zeit- und somit Kostenaufwand verbunden ist.
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Vorliegender
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Rostplattenschubroste
für Verbrennungsanlagen
anzugeben, die während
ihres Betriebes eine Selbstreinigung bewirken und somit reinigungsbedingte
Unterbrechungszeiten der Verbrennungsanlage erheblich reduzieren.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand
der nachgeordneten Ansprüche.
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Das
Wesen der Erfindung, die auf Rostplattenschubroste für Verbrennungsanlagen,
bei denen Rostplatten, nebeneinander liegend, auf einer Tragstange
angeordnet sind und mehrere Reihen von Rostplatten dachziegelartig
sich überlappend
vorgesehen sind, wobei zumindest jede zweite Tragstange mit einer
Translationsbewegung in Schubrichtung beaufschlagbar ist, gerichtet
ist, besteht im Wesentlichen darin, dass jede zweite Rostplatte,
die einer in Translationsbewegungen versetzbaren Tragstange zugeordnet
ist, mit einer Lagerungsaufnahme versehen ist, die in Schubrichtung
gesehen, ein verlängertes
Spiel aufweist, wohingegen die Lagerungsaufnahme der jeweils zur
Rostplatte mit verlängertem Spiel
benachbarten Rostplatten der selben Reihe im Wesentlichen spielfrei,
in die gemeinsame Tragstange eingehängt, gelagert sind.
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Die
Erfindung soll nachstehend anhand eines detaillierten Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
Die dargestellten Figuren zeigen schematisch:
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1:
eine erste und zweite Rostplatte in seitlicher Ansicht;
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2a:
eine erste und zweite Rostplatte in gemeinsamer Anschlagslage in
Draufsicht;
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2b:
einen Teilschnitt einer ersten und zweiten Rostplatte in unterschiedlicher
Anschlagslage in Draufsicht;
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3:
einen Ausschnitt aus einem beweglichen Rostplattenverbund einer
Rostplattenreihe;
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4:
ein Beispiel für
die Ausbildung einer Anschlaglippe in stirnseitiger Rostplattenansicht
und
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5:
eine Rostplatte nach 1, versehen mit einer keilförmig ansteigenden
Auflaufebene.
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Im
Rahmen der Erfindung sollen auf einer Tragstange 3, die
in eine Translationsbewegung in Schubrichtung (siehe Pfeil trans
in 1) versetzbar ist, mehrere nebeneinander liegende
Rostplatten, von denen in 1 nur die
Rostplatten 2 und 1 in seitlicher Ansicht und
hintereinander liegend dargestellt sind, vorgesehen sein. Dabei
ist in 1 von der Rostplatte 1 jeweils nur der
Teil vor und nach der Verschiebung der Tragstange 3 in
Seitansicht sichtbare Teil dargestellt. Im oberen Teil der 1 befinden
sich, bei nach links zurückgezogener
Tragstange 3, beide Rostplatten 1 und 2 in
einer gemeinsamen hinteren Anschlagslage. Im Vergleich der oberen
und unteren Darstellung in 1 wird ersichtlich,
dass die Rostplatte 1 mit ihrem Lager 41 im Wesentlichen spielfrei
auf der Tragstange 3 gelagert ist. Hingegen ist der Rostplatte 2 mit
einer Lagerungsaufnahme 42 versehen, der in Schubrichtung
gesehen, ein verlängertes
Spiel X gegeben ist. Erfährt
die Tragstange 3 eine Druckbeaufschlagung, bspw. durch
einen hier nicht näher
dargestellten äußeren Rostrahmen,
nach rechts (in Richtung Pfeil trans), was in der unteren Darstellung
durch die rechte Anschlagslage der Tragstange 3 an der
Lagerungsaufnahme 42 ersichtlich ist, wurde die Rostplatte 1,
bedingt durch deren spielfreies Lager 41, um den Betrag
X relativ zur Rostplatte 2 nach rechts vorlaufend, die
Rostplatte 2 überragend,
verschoben. Dadurch entsteht während
der Hin- und Herbewegung der Tragstange 3 und damit zeitversetztes
Erfassen der beiden Rostplatten 1, 2 eine Relativbewegung
zwischen diesen benachbarten Rostplatten. Auf jeweils einer Tragstange 3 befinden
sich mehrere jeweils alternierend angeordnete Rostplatten, deren
Lagerungsaufnahmen ein Spiel (41) oder keins (42)
aufweisen, wie 3 in einem Teilschnitt in Draufsicht
für eine
Rostreihe zeigt.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind alle eingesetzten Rostplatten
an ihrer oberen, dem Verbrennungsraum zugewandten Längsseite
beidseitig mit einer den Rostplattengrundkörper seitlich überragenden
Anlagelippe 5 versehen sind, die ihrerseits über eine
Teillänge
L mit Ausnehmungen 51 derart versehen ist, dass Ausnehmungen 51 benachbarter
Anlagelippen 5 bei gemeinsamer Endanschlaglage (nach 1 also
der linken Anschlagposition) aller Rostplatten dieser Reihe fluchtend
gegenüber
stehen und gemeinsame Durchtrittsöffnungen 50 bilden.
Diese erste Stellung zweier benachbarter Rostplatten mit anliegenden
Anlagelippen 5 ist in 2a in
einem Teilausschnitt in Draufsicht dargestellt. 2b zeigt
die sich ändernde
Durchtrittsöffnung 50 nach
Verschieben der (hier nicht dargestellten Tragstange) in deren zweite
Endlage (nach 1 also der rechten Anschlagposition).
Im Rahmen der Erfindung sollte den Ausnehmungen 51 dabei
eine laterale Ausdehnung I gegeben sein, die größer festgelegt ist, als die
laterale Ausdehnung (s) der sie beabstandenden Stege 52.
Auf diese Weise erfahren die Durchtrittsöffnungen 50 während der
alternierenden Translationsbewegung der Tragstange 3 eine ständige Form-
und Lageveränderung,
was den Durchtritt oder das Lösen
und Abtransport von nicht brennbaren Verunreinigungsbestandteilen
und Schlacke befördert
und dadurch ein Verstopfen der Durchtrittsöffnungen und Spalte, durch
die der Unterwind in den Verbrennungsraum zugeführt wird, wirkungsvoll verhindert.
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Weiterhin
ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass den Anlagelippen 5,
die insbesondere einstückiger
Bestandteil einer Rostplatte sind (d. h. ein einheitliches Gussteil
bilden), in ihrer Dicke d (siehe 4) relativ
schmal ausgeführt
sind. Eine Dicke d in der Größenordnung
von 2–3
mm hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, weil dadurch verhindert
wird, dass sich Schlacketeile oder Verunreinigungen in dem schmalen
Spalt zwischen sich gegenüberstehenden
Anlagelippen über
Dauer verklemmen oder festsetzen können. Durch die beschriebene
Ausbildung der seitlich die Rostplatten überragenden Anlagelippen 5 ist
zwischen zwei benachbarten Rostplatten ein Durchfall- und Belüftungsspalt 6 gebildet,
der eine wählbare
hinreichende Breite als Durchlass für durchfallende Stücke, insbesondere
nichtbrennbare Fremdbeimengungen zum Brenngut, bietet und deren
Verklemmen zwischen den Rostplattenwangen selbst (wie nach vergleichbaren
Ausbildungen des Standes der Technik üblich) verhindert.
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Wie
es aus 4 weiterhin ersichtlich ist, ist im Rahmen der
Erfindung weiterhin vorgesehen, genannte Anlagelippen 5 gegenüber den
oberen Rostplattenauflagefläche 11, 12 vom
Brennraum in Größenordnung
der halben Rostplattendicke zurückversetzt
anzuordnen. Mit rd ist eine Verschleißdicke bezeichnet, mit welcher
eine Rostplatte im Laufe mehrerer Jahre durch Verschleiß im Dauerbetrieb
abgetragen wird. Dabei hat es sich ebenfalls, im Sinne der angestrebten
Selbstreinigung, als vorteilhaft erwiesen, die Rostplattenoberfläche 11, 12 zum
Rand der Anlagelippe 5 hin konisch auslaufen zu lassen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, dass jede Rostplatte in dem Bereich, der von der nachgeordneten
Rostplatte, sprich der Rostplatte der folgenden Rostplattenreihe,
im Betrieb überfahren
wird, mit einer in Schubrichtung (Pfeil trans in 1)
keilförmig
sich vergrößernden
Auflaufebene 7 zu versehen, wie es in 5 in
einem Teilschnitt durch zwei aufeinander folgende Rostplatten dargestellt
ist. Bedingt, durch den mit zeitlichem Versatz erfolgenden Vorschub
der benachbarten Rostplatten mit und ohne Spiel X, erfahren durch
diese Maßgabe
die vorlaufenden Rostplatten gegenüber den nachlaufenden früher eine
zusätzliche
Höhenbewegung
senkrecht zur Vorschubrichtung, wodurch benachbarte Rostplatten
auch mit einem Relativversatz zueinander in genannter Richtung beaufschlagt
werden, was einen zusätzlichen Selbstreinigungseffekt
bewirkt. Auch diese Auflaufebenen sind einstückig im Guss der Rostplatte
herstellbar. Vorteilhaft weist die Auflaufebene 7 im Bereich
ihrer höchsten
Erhebung einen Abstand zur sonstigen Rostplattenoberfläche, ohne
Auflaufebene, in der Größenordnung
von 5 mm auf.
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Es
liegt selbstverständlich
im Rahmen vorliegender Erfindung, alle Tragstangen mit einem sie
in Translationsbewegungen versetzbaren Antrieb zu versehen. Die
Rostplattenbestückung
der einzelnen Rostreihen sollte dann vorteilhaft jedoch so erfolgen, dass
Rostplatten mit und ohne Lagerspiel der jeweils vor- und nachgelagerten
Rostplattenreihe aufeinander einwirken. Das heißt, die einzelnen jeweils aufeinander
folgenden Rostplattenreihen werden mit einem Versatz um eine Rostplatte
mit jeweils alternierend bestückten
Rostplatten mit und ohne Lagerspiel bestückt.
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Alle
in der Beschreibung, den Ausführungsbeispielen
und der Zeichnungen erkennbaren Merkmale können sowohl einzeln, als auch
in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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- 1
- erste
Rostplatte
- 11,
12
- Rostplattenauflagefläche
- 2
- zweite
Rostplatte
- 3
- bewegbare
Tragstange
- 41
- spielfreie
Lageraufnahme
- 42
- Lageraufnahme
mit Spiel X
- 5
- Anlagelippe
- 51
- Ausnehmung
der Anlagelippe
- 52
- Steg
der Anlagelippe
- 6
- Durchfall-
und Belüftungsspalt
- 7
- Auflaufebene
- d
- Dicke
der Anlagelippe
- l
- Länge der
Ausnehmung der Anlagelippe
- s
- Breite
des Stegs der Anlagelippe
- L
- Länge des
Bereichs der Anlagelippe, der mit Ausnehmungen 51 versehen
ist
- X
- Lagerspiel