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Treppenrost mit wassergekühlten, waagrecht liegenden Hohlroststäben
Die Feuerungen von Hochdruckdampfkesseln sind im allgemeinen mit einem horizontalen
Planrast ausgerüstet, der sich mit seinen beiden Seitenrändern an der zylindrischen
Wand der Feuerung abstützt. DieseFeuerungen sind jedoch mitgewissen Nachteilen behaftet.
Der Heizer muß den Brennstoff auf dem horizontalen Rost, der Beschickung entsprechend,
ständig über die gesamte Oberfläche des Rostes so verteilen, daß die Brennstoffschicht
überall ungefähr die gleiche Dicke aufweist. Außerdem muß zur Entfernung der Schlacke
die ganze Feuerung auseinandergenommen werden. Aus diesem Grunde ist der Unterhalt
der Feuerung mühsam und schwierig.
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Außerdem sind auch Treppenroste mit wassergekühlten Stufen vorbekannt,
deren Hohlroststäbe (Rostrohre) geradlinig sind; diese vorbekannten Treppenroste
haben vor allem den Nachteil, daß ihre Rostoberfläche bei im übrigen gleichen Verhältnissen
nicht so groß gehalten werden kann vie bei einem Treppenrost gemäß der Erfindung.
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Die Erfindung betrifft einen Treppenrost der angegebenen Gattung,
welcher die genannten Nachteile beseitigt und sich hauptsächlich dadurch auszeichnet,
daß die Hohlroststäbe (Rostrohre) U-förmig gebogen sind, wobei die U-Form nach oben
kleiner wird, so daß die Hohlroststäbe nach den Außenseiten der U-förmigen Schenkel
gestaffelt übereinander und für den Durchtritt der Veribrennungsluft mit Abstand
voneinander angeordnet sind, und daß der innerhalb der U-förmigen Schenkel des obersten
Roststabes gelegene Zwischenraum durch eine an den Kühlwasserumlauf angeschlossene
Abschlußkappe abgedeckt ist.
Diese Ausbildung des Treppenrostes
hat vor allem auch den Vorteil, daß die durch die Stufen gebildete Rostoberfläche;
viel größer ist als die eines Planrostes mit einer durch das U des untersten
Roststabes begrenzten Rostfläche.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele des Restes schematisch
dargestellt.
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Abb. i bis 4. zergen eine erste Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
in einem horizontalen Hochdruckkessel, wobei Abb. i eine Seitenansicht des Rostes
bei teilweise weggeschnittener Kesselwand., Abb. 2 in einem Gesamtschnitt das mit
dem in Abb. i dargestellten Rost versehene Flammrohr eines horizontalen Kessels,
Abb.3 eine Vorderansicht des Rostes bei weggenommener Vorderwand des Kessels und
Abb. 4. den Rost in Draufsicht bei weggeschnittener Kesselwandung veranschaulicht;
Abb. 5 zeigt eine Vorderansicht des Rostes gemäß einer zweiten Ausführungsform,
teilweise im S chnitt ; A.bb. 6 ist ein Längsschnitt nach der Linie VI-VI in Abb.
7 durch eine mit dem erfindungsgemäßen Rost versehene Vorfeuerung, während Abb.
7 die Vorfeuerung teilweise im Schnitt gemäß der Linie VII-VII in Abb. 6 und Abb.
Seinen Querschnitt nach der Linie VIII-VIII in Abb. 7 zeigt.
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Bei dem in den Abb. i bis 4. dargestellten Erfindungsgegenstand besteht
der Treppenrost nach der Erfindung aus U-förmig gebogenen Hohlroststäben ja, ib
und ic, die nach den Außenseiten der U-förmigen Schenkel gestaffelt übereinander
und mit Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die U-Form nach oben kleiner
wird.
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Der innerhalb der U-förmigen Schenkel des obersten Hohlroststabes
ja gelegeneZivischenraum wird dabei durch eine vom Kühlwasser durchflossene Abschlußkappe2abgedeckt.
Sowohl dieHohlroststäbei als auch die Nbschlußkappe 2 sind durch die Leitungen 3
und .I an den Kühlwasserumlauf angeschlossen, und zwar vermittels einer den Rost
nach hinten wandförmig abschließenden Wasserkammer 5, an welcher die Hohlroststäbe
mit ihren Schenkelenden und die Abschlußkappe 2 befestigt sind und die den Rost
gegen das Flammrohr i i abgrenzt.
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Zwischen den einzelnen Hohlroststäben sind Durchlaßöffn.ungen 6 für
die Verbrennungsluft angeordnet, welche den zwischen den Schenkeln der Hohlroststäbe
bestehenden Hohlraum i2 des Rostes mit dem Beschickungsraum io verbinden.
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Die U-Form des untersten Hohl:roststabes ic ist so groß gewählt, daß
die, äußeren Schenkelränder sich an den Seitenwänden 7 einer Feuerung mit beispielsweise
kreisförmigem Querschnitt in einer Höhe abstützen, in welcher der sonst für derartige
Kessel allgemein übliche Planrost angeordnet ist.
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Es ist verständlich, daß die Oberfläche des Treppenrostes nach der
Erfindung viel größer ist als diejenige eines normalen Planrostes mit einer ungefähr
durch die U-Form des untersten Roststabes begrenzten Rostfläche. Der mit dem untersten
Hohlroststab auf den Seitenwänden der Feuerung ruhende Rost kann mit Hilfe von zrNiischen
die Wasserkammer 5 und die Seitenwände 7 der Feuerung eingefügten Einsätzen 9 (Abb.
3) vom übrigen Flammrohr i i so weit,abgetrennt werden:, daß ein eigentlicher Feuerungsraum
io entsteht, wobei im Flammrohr ii die Verbrennung der aus dem Feuerungsraum entweichenden
Gase stattfindet. Die Wasserkammer 5 ist durch einen Sockel 24 unterstützt, welcher
den unterhalb des Rostes liegenden Hohlraum 12 vom Flammrohr i i trennt. Ein Einsatz
13 dient zum Abschließen der zwischen dem vorderen Rand des untersten Hohlroststabes
ic und der Vorderwand des Kessels vorhandenen Öffnung, und zwar so, daß der Beschickungsraum
io vollständig vom Hohlraum 12 des Rostes getrennt ist. Letzterer ist also gänzlich
vom übrigen Brennraum abgeschlossen und wird für die Zuführung und die Vorwärmung
der Verbrennungsluft benutzt. Zu diesem Zwecke verbindet eine Leitung 1q. den Hohlraum
12 des Rostes mit einer nicht dargestellten Quelle für komprimierte Luft. Aus Abb.
3 ist ersichtlich, daß die Luftdurchlaßöffnungen 6 zwischen den einzelnen Hohlroststäben
vorhanden sind, welche im Querschnitt im wesentlichen die Form eines Halbmoades
aufweisen, mit Ausnahme des untersten Hohlroststabes io, deren äußere Seitenränder
zum Abstützen an den Wandungen der Feuerung vorgesehen sind. Die Nbschlußkappe 2
hat ebenfalls im wesentlichen halbmondförmigen Querschnitt. Die hohle Feuerwand
(Wasserkammer 5) ist durch ein wasserdurchflossenes Feuergewölbe 15 derart
nach oben fortgesetzt, daß die Verbrennungsgase umgelenkt werden und nicht direkten
Zutritt zum Flammrohr i i haben. Das Feuergewölbe 15 ist als Verbindung zwischen
der Wasserkammer 5 und der Leitung 3 ebenfalls hohl ausgebildet. In gewissen Fällen
kann an Stelle des hohlen, an den Wasserumlauf angeschlossenen Feuergewölbes 15
jedoch ein aus massivem Guß oder feuerfestem Material bestehendes Feuergewölbe angeordnet
sein.
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Aus den Abb. i bis q. ist ersichtlich, daß der nach der Erfindung
ausgebildete Treppenrost den Unterhalt der Feuerung, verglichen mit Feuerungen mit
Planrost, sehr erleichtert. Der Rost hat im Querschnitt im wesentlichen die Form
eines Dreiecks, dessen obere Ecke in der senkrechten Symmetrieebene des Flammrohres
liegt. Bei der Beschickung durch die Tür 17 verteilt sich der vom Heizer
in die Feuerung geworfene Brennstoff sozusagen selbständig auf beiden Seiten des
Rostes, indem er über die Stufen hinuntergleitet. Bai gefüllter Feuerung bildet
derBrennstoff zwei Haufen iß (Abb.3 und 8), deren Oberflächen., von der obersten
Roststufe beginnend, gegen die Wände der Feuerung absteigen. Die Dicke der Brennstoffschicht
ist daher bei den oberen Roststufen, geringer als bei den unteren. Da außerdem die
Luftdurchlaßöffnungen 6 derart geneigt angeordnet sind, daß die Verbrennungsluft
direkt in das Innere der Brennstoffschicht iß gelangt, erhält man bei diesem Rost
eine Vergasung des Brennstoffes und eine vollständige Verbrennung
der
erzeugten Gase dank einer reichlichen Luftzufuhr durch die oberen Durchlaßöffn.ungen
6, bei denen nur eine dünne Brennstoffschicht vorgelagert ist. Im unteren Teil des
Haufens 18 hingegen ist die Brennstoffschicht so dick, daß im Haufen eine genügend
hohe Temperatur erreicht wird, um eine Vergasung des Brennstoffes zu erhalten.
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Die entzündeten Gase verlassen den Brennstoffhaufen 18 in der Weise,
daß sie die seitlichen Wände der Feuerung entlang streichen, anstatt im mittleren
Teil zu bleiben, wie es bei Verwendung eines horizontalen Planrostes der Fall ist.
Diese vorbeilhafteFlammenverteilung ergibt sich dadurch, daß die Verbrennungsluft
wegen der beschriebenen Ausbildung der Durchl.aßöffnungen 6 in Richtung gegen die
Seitenwände der Feuerung in die Brennstoffhaufen 18 eintreten und weil das Feuergewölbe
15 den unmittelbaren Durchgang der Gase von der Feuerung i o zum Flammrohr i i beeinträchtigt.
Das Feuergewölbe 15 zwingt die Verbrennungsgase, seitlich an den Wänden des Flammrohres
entlang zu streichen. Aus diesen Gründen ist die Leistungsfähigkeit eines Kessels
mit dem nach der Erfindung ausgeführten Treppenrost größer als bei Verwendung eines
Planrostes, und da auch die einfüllbare Brennstoffmenge größer ist und die Verbrennungsluft
im Innenraum 12 des Rostes und in den Öffnungen 6 vorgewärmt wird, findet die Verbrennung
viel regelmäßiger statt.
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Der Unterhalt der Feuerung ist ebenfalls erleichtert, da die Verteilung
des Brennstoffes praktisch selbständig geschieht und außerdem der Hammerschlag nicht
am Rost anhaftet, weil die Roststäbe von Wasser durchflossen sind. Der Hammerschlag
kann auf der linken oder der rechten Seite der Feuerung entfernt werden, ohne daß
die andere Seite gestört wird.
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Der beschriebene Treppenrost kann selbstverständlich den Bedürfnissen
und den verschiedenen Kesselausführungen angepaßt sein, seien es horizontale Hochdruckkessel
(Ein- oder Zweiflammrohrkessel, Rauchrohrkessel, Wasserrohrkessel) oder seien es
stehende Kessel, wie Siederkessel, Rohrkessel oder Fiedl-Kessel.
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Im Falle vorn stehenden Kesseln sind die U-förmigen Hohlroststäbe
direkt an der der Beschickungstür gegenüberliegenden Kesselwand festgemacht, wobei
das Feuergewölbe 15 weggelassen ist.
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Die Hohlroststäbe können auch einen andern Querschnitt aufweisen,
als in Abb. 3 gezeigt. Die Querschnittform ergibt sich einerseits aus den Betriebsbedingungen
des Kessels und andererseits aus den Anforderungen, die bezüglich Unterhalt der
Feuerunig gestellt werden können. Beispielsweise können die Hohlroststäbe Rohre
kreisförmigen Querschnittes sein (Abb.5), die unter Zwischenschaltung von Rippen
aneinandergeschweißt sind, wobei die Rippen die Luft zwingen, durch quer in die
Rohre eingesetzte Durchlaßöffnungen 6 hindurchzutreten.
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Bei dieser .Ausführungsform ist jedoch die Reünigunig der Rohre und
deren Entkalkung weniger gut durchführbar. Dagegen können hier die Luftdurchlaßöffnungen
6 besser nach Maßgabe des Bedürfnisses angebracht werden als bei der ersten Ausführungsform.
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Der beschriebene Treppenmost kann ebensogut auch in einer Vorfeuerung
benutzt werden (Abb. 6 bis 8), wobei die Hohlroststäbe direkt an der den Brenner
22 tragenden Wand befestigt sind, welche der Beschickungstür 17 -gegenüberliegt.
Dem Trichter i9 für den Reservebrennstoff ist unmittelbar oberhalb der Feuerung
angebracht und besitzt einen sich über der Mittelebene des Rostes öffnenden Kanal
20.
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Die Abschlußkappe 2 kann in diesem Falle entweder einen halbmondförmigen
oder einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen, so da,ß die durch den Kanal 2o
herabströmende Menge Brennstoff in zwei ungefähr gleiche Hälften geteilt wird. Eine
ein Hindernis für die entzündeten Verbrennungsgase bildende Wand 21 ist derart angeordnet,
daß die Flammen die Wände der Vorfeueirung entlang streichen müssen., welche Wände
hohl und mit einer Wasserzirkulation verbunden sind.
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Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß der Rost nach der Erfindung
besonders zur Ausrüstung von Flammrohren und Feuerungen mit zylindrischem Querschnitt
geeignet ist und eine bemerkenswerte Brennstoffeinsparung und einen leichten Unterhalt
der Feuerung ermöglicht.