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Die Erfindung betrifft einen Fallstrom- oder Querstrom-Ofen
und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Ofens.
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Unter einem Fallstrom- oder Querstrom-Ofen (wobei es sich
um einen großen kommerziellen Ofen zum industriellen
Heizen oder für die Abfallverbrennung oder einen kleinen im
häuslichen Bereich verwendeten Ofen oder Herd handeln kann)
wird ein Ofen verstanden, bei dem sich fester Brennstoff
oder brennbarer Abfall nach unten auf eine
Verbrennungszone zubewegt und bei dem Verbrennungsluft entweder
seitlich oder in der gleichen Richtung wie der Brennstoff
zugeführt wird; dies steht im Gegensatz zu einem
Gegenstromofen, bei dem die Verbrennungsluft in einer Richtung
zugeführt wird, die der Richtung, in der sich der Brennstoff
bewegt, entgegengesetzt ist.
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Ein Vorteil eines Fallstrom- oder Querstrom-Ofens
gegenüber einem Gegenstrom-Ofen besteht darin, daß in den
letzten Stufen der Verbrennung die Verbrennungsgase ein
Filter aus heißen Kohlen durchströmen und "saubergebrannt"
werden, bevor sie die Verbrennungskammer verlassen.
Existierende Fallstrom- oder Querstrom-Öfen benötigen jedoch
einen unteren Gitterrost, um die brennende Brennstoffmasse
an ihrem Platz zu halten. Dies ist nachteilig, da sich
der Rost mit Schlacke verstopft.
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Obwohl sie sich nicht auf Fallstrom- oder Querstrom-Öfen
bezieht, schlägt die britische Patentschrift GB-A-913 067
als Alternative zu einem feststehenden unteren Gitterrost
eine bewegliche Brennstoff-Tragplatte 5 vor, die unterhalb
und in der Nahe der Aschenauslaßöffnung angeordnet ist.
Aber auch bei dieser Anordnung wird sich die Schlacke an
der Platte festbacken und -schmelzen, so daß es fast
unmöglich wird, sie zu entfernen.
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Ein Ziel der Erfindung ist es, die Probleme der bekannten
Vorschläge für einen Fallstrom- oder Querstrom-Ofen dadurch
zu vermeiden, daß gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung
der Aschenauslaß nicht durch einen Gitterrost oder ähnliche
zum Tragen des brennenden Brennstoffs dienende Mittel
versperrt wird, und daß gemäß einem anderen Gesichtspunkt der
Erfindung unter dem Ascheauslaß des Ofens ein Aschenhaufen
erzeugt und aufrechterhalten wird und daß auf dem
Aschenhaufen getragen ein Bett aus heißen Kohlen aufgebaut und
aufrechterhalten wird.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:
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Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einer Schnitt-Vorderansicht,
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Fig. 2 eine Teilansicht einer abgewandelten Form der
Vorrichtung aus Fig. 1,
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Fig. 3 eine schematische Darstellung, die weitere
Abwandlungen der Vorrichtung aus Fig. 1 wiedergibt,
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Fig. 4 eine Teilansicht, die eine weitere abgewandelte
Form der Vorrichtung aus Fig. 1 darstellt,
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Fig. 5 eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung in
einer von der Seite gesehenen Schnittansicht und
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Fig. 6 eine dritte Ausführungsform gemäß der Erfindung
in einer Seiten-Schnittansicht.
Erste Ausführungsform - Fig. 1 bis 4
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Ein Fallstrom-Ofen gemäß der Erfindung besitzt eine
Verbrennungskammer 10 (die vorzugsweise die Form einer Wanne
besitzt und eine beliebige Länge haben kann), einen
Ascheauslaß 11, der sich über die Länge des Bodens der
Verbrennungskammer erstreckt, einen Verbrennungsgasauslaß (der in
diesem Fall auch der Ascheauslaß 11 ist), eine untere Kammer
20 und Einrichtungen zum Regulieren der Relation zwischen
(a) einem Aschehaufen 21 in der Kammer 20 und (b) dem
Ascheauslaß 11. Eine Zuführeinrichtung für festen Brennstoffist
oberhalb der Kammer 10 vorgesehen und besitzt vorzugsweise
die Form eines Trichters oder Kastens 35 (von dem in Fig. 1
nur ein Teil wiedergegeben ist), obwohl auch andere
Einrichtungen zum Zuführen von Brennstoff zur
Verbrennungskammer verwendet werden können.
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Es gibt eine Haupt- oder Sekundärverbrennungszone im
unteren Teil der Kammer 10 (die im Betrieb ein Bett aus heißen
Kohlen aufrechterhält), und es kann auch eine Primär- oder
Vorverbrennungszone im oberen Teil der Kammer 10 geben.
(In Abhängigkeit vom Aufbau kann diese Verbrennungszone
auch im unteren Teil des Trichters auftreten). Zusätzlich
zu den Kammern 10, 20 kann es eine Reihe von Wärmetausch-
und Filter-Kammern und Luftleitungen geben.
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Die Konstruktion des Ofens erlaubt einen modularen Aufbau,
da die Verbrennungskammer jede beliebige Länge besitzen kann
und mehrere Öfen je nach Bedarf nebeneinander positioniert
werden können.
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Gemäß Fig. 1 wird fester Brennstoff 52 der oberen
Verbrennungskammer 10 durch die offene Oberseite 11A zugeführt.
Eine rotierende Welle 12 (die mit Stiften versehen ist) kann
verwendet werden, um den Brennstoff in der Kammer 10
durchzuharken und zu verhindern, daß der Brennstoff über der
Öffnung der Kammer 10 Brücken bildet und diese blockiert.
Es kann ein Schieber 13 vorgesehen werden, um die Zufuhr
von Brennstoff zur Kammer abzusperren, wenn der Ofen nicht
in Betrieb ist oder wenn der Ofen-Hauptteil beispielsweise
zu Reparaturzwecken entfernt wird.
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Luft wird dem oberen Teil der Kammer 10 durch
Belüftungsöffnungen 14 zugeführt, die von Seitenkammern 15 in die
Kammer 10 führen. Diese Primärluft kann mit Hilfe von
Ventilatoren eingeblasen oder eingesaugt oder durch den
durch die Verbrennung erzeugten Unterdruck und Ventilatoren
hereingezogen werden, die verwendet werden, um die
Verbrennungsgase in die Kammer 20 abzuziehen. Es wird mehr
Primärluft zugeführt als Sekundärluft, da die primäre
Verbrennungszone im oberen Bereich der Kammer 10 eine größere Fläche
besitzt als die im Bereich des Bodens der Kammer 10
befindliche Sekundärverbrennungszone.
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Gewünschtenfalls kann flüssiger Brennstoff von der
rotierenden Welle 12 geliefert werden, die, wie in Fig. 1 gezeigt,
hohl und zu diesem Zweck mit Öffnungen versehen sein kann.
Der flüssige Brennstoff wird, während er sich längs der
Welle 12 bewegt und in die Kammer hineinfällt, durch die
Verbrennung in der Kammer 10 erhitzt und wird sich im
normalen Betrieb beim Kontakt mit der von den
Belüftungsöffnungen
14 kommenden Luft entzünden und völlig verbraucht
werden, bevor er bis zum Boden der Kammer 10 durchsickert.
Gewünschtenfalls kann gasförmiger Brennstoff unter Druck
von Hauptleitungen 16 durch die Kammern 15 und in die
Verbrennungskammer 10 zugeführt werden. Es kann auch zu der
Luft in den Seitenkammern 15 Wasser hinzugefügt werden,
um die Verbrennungstemperatur zu steuern und sie dadurch
daran zu hindern, einen Wert zu erreichen, bei dem
Stickoxide gebildet werden.
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Der Ascheauslaß 11 am Boden der oberen Verbrennungskammer
10 ist während des Betriebs des Ofens offen, obwohl
wahlweise ein Schieber 17 vorgesehen werden kann, um das
Austreten des Brennstoffes zu verhindern, wenn der Ofen nicht
in Betrieb ist, d. h. wenn kein Aschehaufen vorhanden ist.
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Asche aus der Verbrennungskammer 10 fällt durch den
Ascheauslaß 11 und die erzeugten sauberen Verbrennungsgase
verlassen die Kammer 10 ebenfalls auf diesem Weg. Rauch wird
jedoch in der Kammer 10 zurückgehalten und wieder verbrannt.
Unverbrannte Feststoffe (z. B. Gesteinsbrocken oder
Metallteile) fallen auf die Oberseite eines Materialhaufens in
der unteren Kammer 20, bei dem es sich im Betrieb um einen
Aschehaufen 21 handelt. Bei einer kalten Inbetriebnahme
kann dieses Material jedoch durch einen Sandhaufen oder
anderes nicht verbrennbares Material gebildet werden. Die
Oberseite dieses Haufens 21 liefert somit einen gesteuerten
"Boden" 51 für die Verbrennungskammer 10. Wenn dieser "Boden"
51 unter die Sohle der Kammer 10 abfällt, kann ein
Verbrennungsgasauslaß um die Oberseite des Haufens 21 herum
vorgesehen werden.
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Ein Bett von heißen Kohlen 53 kann innerhalb der
Verbrennungskammer 10 so aufrechterhalten werden, daß die
Verbrennung
durch Sekundärluft aus Seitenkammern 18 durch die
Belüftungsöffnungen 19 und den allgemeinen Luftstrom aus der
Kammer 10 heraus in die Kammer 20 hinein gefördert wird.
Ventilatoren oder Gebläse (nicht dargestellt) können
verwendet werden, um Luft in die Verbrennungskammer
hineinzublasen bzw. hineinzuziehen oder alternativ
Verbrennungsgase aus der Kammer 20 abzuziehen.
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Eine sich verjüngende Förderschnecke 22, die auf einer
hohlen Welle an der Basis der Kammer 20 sitzt, erstreckt sich
über die Länge der Verbrennungskammer und fördert Asche
weg vom Boden des Aschenhaufens und befördert sie hinaus,
wodurch der Pegel des Aschenhaufens 21 so reguliert wird,
daß alles unverbrannte oder teilweise verbrannte Material
an der Spitze des Aschenhaufens 21 im Luftstrom verbleibt.
Es wird im allgemeinen nützlich sein, die Höhe des
Aschenhaufens so zu regulieren, daß seine Höhe konstant auf dem
in Fig. 1 gezeigten Niveau bleibt.
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Mit Gewichten versehene oder federvorgespannte Klappen
(nicht dargestellt) können über den Öffnungen zur Kammer
18 vorgesehen sein, die automatisch die Öffnungsfläche
vermindern, wenn der Zug durch den Ofen abnimmt; es kann
das Verhältnis von Luft in der primären Verbrennungszone
zur Luft in der sekundären Verbrennungszone geändert
werden, um dieses Verhältnis bei verschiedenen
Verbrennungsraten zu optimieren. Vorzugsweise wird eine solche Klappe
die Öffnungen niemals vollständig verschließen, so daß
an den primären Lufteinlässen immer mehr Luft zur
Verfügung steht als an den sekundären Lufteinlässen, und
daß immer für beide Verbrennungszonen und bei jedem
Verbrennungszustand Luft zur Verfügung steht.
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Zusätzlich kann von der Hohlwelle der Schnecke durch
Belüftungsöffnungen 23 Luft zur Verbrennung von in der Asche
vorhandenem Kohlenstoff zugeführt werden. Diese Luft dient
zusätzlich zur Kühlung der Schnecke und durchrührt die
Asche, wodurch sie den Bewegungsvorgang unterstützt. Die
Verjüngung der Schnecke ermöglicht ihr die Erzeugung einer
gleichmaßigen Verteilung von Asche entlang der Länge der
Kammer 20, so daß sich die Spitze des Haufens über die
gesamte Länge der Kammer hinweg in der gleichen Höhe
befindet.
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Wie in Fig. 4 dargestellt, können zusätzliche
Förderschnecken 40 auf beiden Seiten der sich verjüngenden
Förderschnecke 22 vorgesehen sein, die in der Weise
wirken, daß sie Asche wesentlich schneller entfernen als
die Förderschnecke 22, so daß sie jegliche Asche, die
mit ihnen in Berührung kommt, praktisch sofort entfernen;
auf diese Weise wird die Höhe der Aschenpyramide dadurch
gesteuert, daß verhindert wird, daß sich die Breite der
Pyramidenbasis über eine vorgegebene Grenze hinaus
ausweitet. Die zentrale sich verjüngende Förderschnecke 22
in einer solchen Vorrichtung wirkt in der Weise, daß sie
alle großen oder schweren Klumpen aus nicht brennbarem
Material entfernt, die direkt durch die Aschenpyramide
nach unten sinken statt an den Seiten hinunterzurutschen;
darüber hinaus belüftet sie die Asche und stellt eine
vollstandige und kontinuierliche Durchmischung sicher.
Die Förderschnecke 22 wird sich in einer solchen
Vorrichtung folglich mit einer geringeren Geschwindigkeit
drehen als in der Vorrichtung, wie sie in Fig. 1
wiedergegeben ist, da sie den Aschepegel nicht konstant halten
muß und da sie daher nicht genausoviel Asche von der
Unterseite des Haufens wegbefördern muß, als dessen
Oberseite
zugeführt wird.
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Luft und Verbrennungsgase verlassen die Kammer 20 durch
Belüftungsöffnungen 24, die zu Wärmetauschern und/oder
Filtern 25 führen. Vorzugsweise sind die Filter 25
Kalksteinfilter, die Schwefeloxide dadurch aus den
Verbrennungsgasen entfernen, daß sie mit ihnen unter Bildung
von festem Kalziumsulfat reagieren. Kalkstein wird dem
Filterkasten 26 vermittels einer Förderschnecke 27 an der
Oberseite zugeführt und das Kalziumsulfat wird durch eine
andere Förderschnecke 28 an der Unterseite abgezogen. Die
Verbrennungsgase treten durch Belüftungsöffnungen 29 in
den Seitenwänden aus.
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Verbrennungsgase, die den Ofen im Normalbetrieb verlassen,
sind erwartungsgemäß relativ "sauber", da der Ruß aus
ihnen durch Nachverbrennung im unteren Teil der Kammer
10 herausgebrannt ist und die Schwefeloxide durch
Filtration entfernt worden sind.
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Vorzugsweise besitzt der Ofen Doppelwände mit einem
Zwischenraum zwischen der inneren Wand 30 und der äußeren
Wand 31. Kalte Luft tritt in den Ofen durch
Belüftungsöffnungen 32 in der Unterseite ein und strömt längs des
Raumes zwischen den Wänden 30 und 31, bevor sie in die
Seitenkammern 15 und 18 eintritt. Während sie sich
zwischen den Wänden bewegt, wird die Luft erhitzt und ist
daher bereits heiß, wenn sie in die innere Kammer
eintritt, wodurch die Verbrennung beschleunigt wird.
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Wie in Fig. 2 dargestellt, kann ein zusätzlicher
Gitterrost 33 in der oberen primären Verbrennungskammer 10
(oder dem unteren Teil des Brennstoffkastens) vorgesehen
werden, der eine Anzahl von relativ weit beabstandeten
Stäben umfaßt, wobei sich durch diese Stäbe erstreckende
Luftkanäle Öffnungen aufweisen, durch die Luft direkt
dem Brennstoff zugeführt werden kann, der auf dem
Gitterrost 33 liegt. Diese zusätzlichen Lufteinlässe ermöglichen
eine Vorverbrennungszone in der Nähe der Oberseite der
Verbrennungskammer.
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Dieser Rost kann große Brennstoffstücke für eine
Vorverbrennung halten und eine zusätzliche Belüftung für den
Brennstoff in der oberen Kammer liefern. Vorzugsweise hat
dieser Gitterrost einen Gitterabstand, der kleiner oder
gleich der Größe der Aschenöffnung ist, so daß im Betrieb
fester Abfall auf dem Rost der Vorverbrennungszone
teilweise verbrannt werden kann und großes, nicht
verbrennbares Material durch das Vorhandensein dieses Gitterrostes
daran gehindert wird, die Verbrennungszone zu erreichen.
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In ähnlicher Weise können Rippen vorgesehen werden, die
an den abgeschrägten Wänden der oberen Kammer 10 nach
unten verlaufen, um den Brennstoff von den Wänden auf
Abstand zu halten und eine Luftzirkulation hinter dem
Brennstoff und um ihn herum zu ermöglichen. Wie die Stäbe
des Gitterrostes 33 können derartige Rippen belüftete
Luftkanäle besitzen, die sich durch sie hindurch erstrecken,
doch sind diese wahrscheinlich nicht nötig, da diesen
Teilen der Kammer 10 durch die Belüftungsöffnungen 14 bereits
Luft zugeführt wird.
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Der gesamte Brenner kann auf Lagern in Schienen 34 montiert
werden, so daß er unter einen Bunker oder Trichter 35, der
den Brennstoff enthält, geschoben bzw. aus dieser Position
heraus bewegt werden kann, um die Reinigung zu erleichtern.
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Der Bunker bzw. Trichter kann mit Rechen versehen sein,
die auf rotierenden Wellen 36 montiert sind, um den
Brennstoff vorwärts zu bewegen und eine kontinuierliche Zufuhr
zum Ofen sicherzustellen. Dies ist jedoch nur bei
bestimmten Brennstoffarten und bestimmten Anwendungsfällen
erforderlich und wird nicht bei allen Öfen nötig sein.
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Die Vorrichtung aus Fig. 3 umfaßt einen Gleitblock 37 oder
andere Fördereinrichtungen an der Basis eines
Brennstofftrichters 35, der im Betrieb vorwärts gleiten kann, um
eine Ladung von Brennstoff durch ein Tor 38 in die
Verbrennungskammer zu schieben, und der dann wieder zurück gleitet,
um es einer weiteren Ladung von Brennstoff zu ermöglichen,
vor ihm herunterzufallen.
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Solange das Niveau des Brennstoffs jederzeit oberhalb des
Niveaus der Fördereinrichtung 37 gehalten wird, kann im
wesentlichen keine Luft oder Rauch auf diesem Weg
entweichen, und der Betrieb dieser Vorrichtung kann in
normaler Weise ablaufen. Wenn die Bewegungskraft des Blockes
37 genügend stark ist und wenn die Türöffnung genügend fest
ist und eine geeignete Größe besitzt, können große
Brennstoffteile dadurch auf eine für die Verbrennung besser geeignete
Größe gebracht werden, daß sie an der Türöffnung zerkleinert
werden. Dies kann bei bestimmten Brennstoffarten und bei
manchen Anwendungsfällen erforderlich sein, ist jedoch nicht
bei allen Öfen nötig.
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In ähnlicher Weise ist das bewegliche, auf Schienen
montierte Ofensystem nicht notwendigerweise für alle
Anwendungsfälle geeignet und Merkmale der erfindungsgemäßen
Vorrichtung können bei einem fest aufgestellten Ofen oder
kleinen Herd oder dergleichen verwendet werden, ohne den
Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Im allgemeinen ist es vorzuziehen, daß sich der obere Teil
der Kammer 10 zur Basis hin verjüngt, um eine langsame
Freigabe von teilweise verbrauchtem Brennstoff zur unteren
Kammer vorzusehen. Alternativ hierzu kann jedoch der obere Teil
der Kammer 10 auch gerade Wände besitzen und der untere Teil
einen kleineren Durchmesser aufweisen, um ein ähnliches
Ergebnis zu erzielen. Die Belüftungsöffnungen und Leitungen
müssen nicht in der dargestellten Weise angeordnet sein und
es ergeben sich für den Fachmann ohne weiteres alternative
Anordnungen.
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Die relativen Größen und Formen der verschiedenen Kammern
und Leitungen können ebenso abgewandelt werden, obwohl
derzeit die dargestellten Proportionen bevorzugt werden.
Zweite Ausführungsform - Fig. 5
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Ein größerer Ofen kann wie in Fig. 5 gezeigt aufgebaut
sein und zur Verbrennung von Abfall und ähnlichen
gemischten und unsortierten Brennstoffen dienen, die
möglicherweise einen relativ hohen Anteil von nicht verbrennbaren
Materialien enthalten. Einige Einzelheiten der
Verbrennungskammer 10 und der zugehörigen Belüftungsöffnungen sind in
der Seitenansicht der Fig. 5 nicht sichtbar, doch es sei
darauf hingewiesen, daß dieser Ofen einen ähnlichen Aufbau
wie die in Fig. 1 gezeigte Verbrennungskammer besitzt und
eine ähnliche Anordnung von Lufteinlässen, die nicht
dargestellt sind, sowie weitere dargestellte Lufteinlässe
besitzt.
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Wie bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist ein aus
hohlen Stäben 33 aufgebauter Gitterrost vorgesehen (wobei
einer dieser Stäbe in Seitenansicht statt in einer
Endansicht wiedergegeben ist), die vorzugsweise einen
kastenförmigen
oder rechtwinkeligen Querschnitt statt eines runden
Querschnitts besitzen und teilweise mit Wasser 41 oder einem
anderen Kühlmittel gefüllt sind, um ein Verziehen unter dem
Einfluß der Hitze und der Gewichtsbelastung zu verhindern.
(Ähnliche wassergefüllte Stäbe sind in Endansicht in Fig. 6
wiedergegeben). Eine Vorverbrennung tritt in der Zone
unmittelbar über den Stäben 33 auf, während die
Sekundärverbrennung sowohl in der im unteren Teil der Kammer 10
befindlichen Zone als auch in der Zone 42 stattfindet.
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Fester Brennstoff 43 wird der Kammer 10 zugeführt, wo er
sich auf den Stäben 33 fängt und verbrannt wird. Ein sich
bewegender Schubblock 44 bewegt sich über die obere
Oberfläche der Stäbe 33 um die Masse des Brennstoffes 43 zu
verschieben und zu bewirken, daß kleine und verbrannte
Brennstoffteile zwischen den Stäben 33 hindurch in den
unteren Teil der Kammer 10 fallen, während große Teile von
nicht brennbarem Material, die nicht durchfallen, zum Ende
der Stäbe 33 geschoben werden und dort in die Kammer 42
hineinfallen, in die der nicht verbrennbare Abfall fällt.
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Zusätzlich zu dem Luftstromsystem, das die unter Bezugnahme
auf die Fig. 1 beschriebenen und in Fig. 5 nicht
dargestellten Lufteinlässe umfaßt, tritt bei dieser zweiten
Ausführungsform ebenfalls Luft in die Kammer 42 entweder durch einfache
Belüftungsöffnungen 45 in der Wand oder durch
Belüftungsöffnungen 46 in der Hohlwelle einer Förderschnecke 47 ein, wobei
die Förderschnecke 47 die Fördereinrichtung ist, durch
welche die nicht verbrennbaren Abfälle aus der Kammer 42
ausgetragen werden. In die Kammer 42 eintretende Luft wird
durch heiße Abfälle erhitzt, bevor sie in den oberen Teil
der Verbrennungskammer 10 entweder direkt durch die Öffnung
48 oder indirekt durch das Innere der Hohlstäbe 33 und die
Belüftungsöffnungen 49 in den Stäben 33 eintritt. Die Luft
und die Verbrennungsgase treten durch die Sekundärkammer 20
aus, wie dies oben im einzelnen beschrieben wurde; das
gleiche gilt für Luft, die für die Verbrennung der heißen
Kohle auf der Oberseite des Aschehaufens vorgesehen ist.
Dritte Ausführungsform - Fig. 6
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Ein kleinerer Ofen 60 besitzt eine kombinierte Trichter-
und Verbrennungskammer und hat einen oberen Deckel 61 für
einen Zugang zum Trichter. Der obere Trichterteil enthält
einen Vorrat an nicht verbranntem festen Brennstoff 63,
der sich nach unten zu einer Vorverbrennungszone 64 an
einem oberen Gitterrost 65 bewegt, der durch weit
beabstandete Stäbe 66 mit kastenförmigem Querschnitt gebildet wird,
die Wasser 67 enthalten, sowie durch Luftrohre 68, die obere
Luftaustrittsöffnungen besitzen, um die Vorverbrennungszone
zu belüften. Größere Teile des Brennstoffs werden auf
diesem oberen Gitterrost 65 gefangen und so weit verbrannt,
daß sie genügend klein sind, um zwischen den Stäben 66
hindurch auf das Bett von heißen Kohlen 75 zu fallen, das in
der Verbrennungskammer 70 brennt.
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Die Verbrennungskammer 70 hat Lufteinlässe 71 um ihre Seiten
herum, die durch Ventilatoren 72 versorgt werden, wobei
einige dieser Einlässe um den Verbrennungsgasauslaß 74 herum
angeordnet sind, der von einer Vielzahl von Öffnungen in der
vertikalen Fläche des Ofens gebildet wird. Obwohl dies nicht
dargestellt ist, können auf diese Weise die Lufteinlässe
zwischen den Öffnungen des Verbrennungsgasauslasses und mit
diesen verschachtelt angeordnet sein. Ein Kamin (nicht
dargestellt) kann dem Verbrennungsgasauslaß hinzugefügt werden.
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Ein Ascheauslaß 76 ist am Boden der Verbrennungskammer 70
vorgesehen und ermöglicht es, daß Asche auf einen
Aschenhaufen
77 in der Kammer 78 fällt. Die Größe dieses
Aschenhaufens wird durch eine Förderschnecke 80 oder andere
Fördereinrichtungen geregelt.
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Dadurch, daß das Verhältnis der der Vorverbrennungszone
zugeführten Luft und der der Verbrennungszone zugeführten
Luft variiert wird, ist es möglich, die Rate bzw.
Geschwindigkeit zu regeln, mit der das Bett aus heißen Kohlen
aufgebaut oder verbraucht wird.
Vorteile
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Durch Verwendung eines Haufens aus entfernbarem Material
(wie z. B. Asche) unterhalb des Ascheauslasses ist es
möglich, sowohl die Verbrennung und den Austrag von Material
aus der Verbrennungskammer zu regeln als auch den Aufbau
von Schlacke oder nicht verbrennbarem Material (wie z. B.
Steine oder metallischer Schrott) zu vermeiden, der bei
dem Stand der Technik entsprechenden Fallstrom-Öfen auf
den Gitterrosten auftritt, die unterhalb deren
Verbrennungskammern angeordnet sind.
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Der Aufbau eines erfindungsgemäßen Ofens mit seinem
Verbrennungsgasauslaß an oder unter dem Niveau der
Verbrennungskammer ermöglicht auch einen "Sauber-Brenn"-Betrieb,
da jeglicher Rauch und alle Verbrennungsgase aus der
kühleren Vorverbrennungszone durch ein Filter von heißen
Kohlen in der Verbrennungskammer hindurchströmen müssen,
bevor sie den Verbrennungsgasauslaß erreichen. Alle in
dieser Anmeldung beschriebenen Konstruktionen besitzen
den Vorteil, daß die Oxidation von Rauch und allen
Verbrennungsgasen vollständig durchgeführt wird, während sich
diese noch innerhalb des heißen Filtermaterials befinden,
da die Sekundärluft gleichförmig in der Austrittszone
dieses Filters aus heißen Kohlen zugeführt wird.
Abwandlungen
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Vorzugsweise erstreckt sich eine zentrale Förderschnecke
über die Länge der Verbrennungskammer (wodurch es einfach
wird, Öfen unterschiedlicher Länge aufzubauen), doch sind
auch andere Anordnungen möglich; so können sich
beispielsweise eine oder mehrere Förderschnecken oder andere
Fördereinrichtungen unter einem rechten Winkel zum
Aschenauslaß erstrecken. Statt einer zentralen Förderschnecke
kann irgendeine andere Einrichtung verwendet werden, um
das Verhältnis zwischen dem Aschenauslaß und seinem
zugehörigen Aschenhaufen zu regulieren. Beispielsweise kann
die untere Kammer eine abfallende Basis besitzen, um den
Aschenhaufen generell zu einem Ausgang an einem Ende der
Kammer hin vorzubelasten. Dies ist jedoch ein weniger
vorzuziehendes System, da Gesteinsbrocken oder Schlacke,
denen es nicht gelingt, auf dieser Schräge
hinunterzurutschen, Schwierigkeiten verursachen können. Eine
Vibrationseinrichtung, die auf die geneigte Basis einwirkt, könnte
die Wahrscheinlichkeit solcher Schwierigkeiten vermindern.
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Als weitere Alternativen können sich hin- und herbewegende
Schieber oder Kratzerketten-Förderer verwendet werden oder
es können eine oder mehrere Förderschnecken mit relativ
hoher Geschwindigkeit und mit einem EIN/AUS-Schaltsystem
verwendet werden, so daß dann, wenn der Aschehaufen eine
bestimmte Höhe erreicht, die Förderschnecke oder
Förderschnecken angeschaltet werden und in der Weise wirken,
daß sie die Höhe des Haufens vermindern, bis diese unter
einen vorgegebenen Pegel fällt, worauf die Schnecke oder
Schnecken wieder abgeschaltet werden. Es kann irgend eines
von mehreren solcher Schaltsysteme für diesen Zweck
verwendet werden. Ein solches System kann einen Hitzesensor
verwenden, der in dem Luftstromdurchgang angeordnet ist,
der aus der oberen Kammer heraus in die untere Kammer 20
(aus Fig. 1) führt, so daß dann, wenn das Niveau der Asche
bis zu einem Punkt ansteigt, in dem der Luftstrom in
beträchtlichem Maße blockiert wird und sich die
Verbrennungsrate vermindert, der Schalter betätigt und der Aschepegel
abgesenkt wird.
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Die oben beschriebenen Anordnungen können in vielerlei
Hinsicht abgewandelt werden, ohne den durch die Ansprüche
definierten Rahmen der Erfindung zu verlassen.