DE3332565A1 - Unterschubfeuerung - Google Patents

Description

Unterschubfeuerung

Es wurde bereits in der Stammanmeldung eine verbesserte Unterschubfeuerung vorgeschlagen, die eine Steigerung der Kesseldampfleistung von Flammrohrkesseln von etwa 4 auf 12 t/h ermöglicht.

Dieser Zusatzanmeldung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die techn. Lösung der Stammanmeldung so weiterzuentwickeln, daß ihre Feuerleistung für noch wesentlich größere Dampfkessel ausreicht.

Besonders soll es mit diesen weiterentwickelten Unterschubfeuerungen - als Mehrfach-Unterschubfeuerungen - möglich sein, auch kleinere Industrie-Wasserrohrkessel (bis Nenndampfleistungen von etwa 50 t/h) zu befeuern, vorzugsweise diese Kessel auch von öl/Gas auf den Brennstoff Kohle umzustellen.

Ein anderes Ziel der Weiterentwicklung der Stammanmeldung besteht darin, diese Unterschubfeuerung so auszubilden, daß sie in den - verhältnismäßig engen und langen - Flammrohren bisher öl- oder gasgefeuerter Dreizugkessel angeordnet werden kann, wobei - unter Vermeidung der nachträglichen Anordnung einer Vorbrennkammer am Kessel - nach dem Einbau der Unterschubfeuerung die volle Nenndampfleistung des Kessels auch mit dem Brennstoff Kohle erreicht wird. Dies gibt eine besonders wirtschaftliche Art der Feuerungsumstellung von öl/Gas auf Kohle. Auch ergeben sich dabei keine Anordnungsprobleme für die Vorbrennkammer, für die oft nicht genügend Platz vorhanden ist.

Dabei ist in allen Fällen eine Ausbringung der Asche auf mechanischem Wege zu gewährleisten.

Zur Erreichung dieser Ziele wird eine Unterschubfeuerung vorgeschlagen, die einen ein- oder mehrteiligen, allseitig durch metallische Wände begrenzten Luftkasten sowie Einrichtungen für die Brennstoffzufuhr aufweist, und die erfindungsmäßig dadurch gekennzeichnet ist, daß - von der bedienungsseitigen Stirnwand aus gesehen - im Luftkasten mehrere Feuermulden hintereinander oder hintereinander und nebeneinander ausgespart sind.

Durch diese Art der Anordnung können bis zu vier - und mehr - Feuermulden in einer Unterschubfeuerung zusammengefaßt werden, von denen jede eine maximale Feuerungsleistung aufweist, mit der etwa 6 t/h Dampf erzeugt werden können. (In jeder Feuermulde können maximal ca. 750 kg/h Gaskohle oder Gasflammkohle verfeuert werden.)

Nach einem speziellen Merkmal der Erfindung weist die Unterschubfeuerung im ein- oder mehrteiligen Luftkasten zwei oder drei oder vier Feuermulden auf, die hintereinander angeordnet sind und in der vertikalen Längssymmetrieebene des Luftkastens liegen. Dies gibt besonders lange und schlanke Geräte, die leicht in kleineren Flammrohren untergebracht werden können.

Eine Konstruktionsvariante des Erfindungsgegenstandes besitzt vier oder sechs oder acht Feuermulden, die im Bezug auf die vertikale Längssymmetrieebene des Luftkastens zu Paaren nebeneinander, und diese Paare von Feuermulden wieder hintereinander angeordnet sind. Diese Ausführung eignet sich u. a. zur Anordnung in großen Flammrohren oder in separaten, doppelwandigen, wassergekühlten Vorbrennkammern von Flammrohrkesseln, welche eine kreiszylindrische Grundgestalt aufweisen.

Dabei ist bzw. sind bei diesen Konstruktionen in an sich bekannter Weise jeder Feuermulde eine oder zwei Unterschubschnecken zugeordnet.

Alle Unterschubschnecken einer Unterschubfeuerung sind innerhalb des Luftkastens angeordnet und durch die bedienungsseitige Stirnwand desselben hindurchgeführt. Dies ermöglicht eine zentrale Zufuhr der Kohle.

Besitzt die Unterschubfeuerung mehrere hintereinander angeordnete Feuermulden, so ist bzw. sind die Unterschubschnecke(n) der hinteren Feuermulde(n) unter oder seitlich unter der vordersten Feuermulde hindurchgeführt. Dies gibt eine besonders schlanke Bauweise des Gerätes.

Besitzt die Unterschubfeuerung mehrere hintereinander angeordnete Paare von nebeneinander liegenden Feuermulden, so sind die Unterschubschnecken der hinteren Feuermulden unter oder seitlich unter den zwei vordersten Feuermulden (= dem ersten Paar derselben) durchgeführt.

Wenn die Unterschubfeuerung zwei hintereinander angeordnete Feuermulden aufweist und der Normalschnitt ihres Luftkastens die Form eines Kreisabschnittes besitzt, so sind der hinteren Feuermulde zweckmäßig zwei - kleinere - Unterschubschnecken zugeordnet, die innerhalb des Luftkastens beidseitig der vorderen Feuermulde an dieser vorbeigeführt sind. Diese Lösung ermöglicht vor allem die Unterbringung einer ausreichend leistungsstarken Feuerung innerhalb von Flammrohren mit kleineren Durchmessern.

Wenn die Unterschubfeuerung drei hintereinander angeordnete Feuermulden aufweist und der Normalschnitt ihres Luftkastens die Form eines Kreisabschnittes besitzt, so sind der zweiten

und dritten Feuermulde je eine Unterschubschnecke zugeordnet, die innerhalb des Luftkastens beidseitig der vordersten (ersten) Feuermulde an dieser vorbeigeführt sind.

Um die Feuerleistung einer Feuermulde zu steigern ohne dabei die Breite der Unterschubfeuerung zu vergrößern, beträgt die maximale Länge (L) der Mulde wenigstens das Doppelte ihrer maximalen Breite (B-).

Dabei ist - zur Erreichung eines guten Ausbrandes und um ein frühzeitiges "Hochsteigen" der Kohle zu vermeiden - der der Unterschubschnecke benachbarte Zündbereich jeder Feuermulde bzw. ihres Rostes oben je von wenigstens einer Platte oder einer plattenähnlichen Rohrkonstruktion abgedeckt. Diese Platten bzw. plattenartigen Rohrkonstruktionen sind mit dem ein- oder mehrteiligen Luftkasten lösbar verbunden. Auch sind die Platten bzw. plattenartigen Rohrkonstruktionen mit Luftdüsen versehen und während des Betriebes zwecks Kühlung von einem Teil der Verbrennungsluft durchströmt. Die Platten weisen Durchtrittsbohrungen für das Schwelgas der Kohle auf.

Weiters ist in jeder Feuermulde unter der abdeckenden Platte bzw. unter der plattenähnlichen Rohrkonstruktion wenigstens eine Zündfeuerung bzw. die Rohrmündung einer solchen für die Zuführung des Zündgases angeordnet.

Über diese Einrichtung ist während des Betriebes auch eine permanente Zufuhr von Gas für ein Stützfeuer möglich, wodurch außer Gas- und Gasflammkohle auch andere Kohlesorten in der Unterschubfeuerung verbrannt werden können.

Die Heizleistung der Stützfeuerung liegt dabei unter 10 % der Gesamtheizleistung (Nennheizleistung) der Unterschubfeuerung.

Bei jener Ausführung der Unterschubfeuerung, bei welcher mehrere Paare von Feuermulden hintereinander angeordnet sind, sind zwischen den zwei zugehörigen Feuermulden der Muldenpaare Luftzuführungsstege angeordnet, die parallel oder näherungsweise parallel zur vertikalen Längssymmetrieebene der Unterschubfeuerung verlaufen. In den Seitenwänden der Luftzuführungsstege sind Luftdüsen für den Durchtritt eines Teiles der Verbrennungsluft angeordnet. Hierdurch wird ein gleichmäßiger und vollständiger Ausbrand der Kohle gewährleistet.

Um die Feuermulden während des Betriebes feuerungsseitig einzeln zu- und abschalten zu können, weist der Luftkasten mehrere voneinander getrennte Verbrennungslufträume auf oder er besteht aus mehreren miteinander verschraubten Teilen mit separaten Verbrennungslufträumen. Dabei ist jeder Feuermulde ein separater Verbrennungsluftraum zugeordnet. Überdies ist in an sich bekannter Weise jeder Feuermulde ein Unterwindventilator zugeordnet.

Zur Erhöhung seiner Formbeständigkeit kann der Luftkasten eine oder mehrere Querrippen mit Luftdurchtrittsöffnungen aufweisen.

Jene Unterschubfeuerung, bei der mehrere Feuermulden in der vertikalen Längssymmetrieebene der Feuerung hintereinander angeordnet sind, trägt zwei Ascheaustragsschnecken (oder Kratzbänder), die über dem Luftkasten an dessen beiden peripheren Längsseiten in Rinnen angeordnet sind.

Hingegen trägt jene Unterschubfeuerung, bei der Paare von Feuermulden hintereinander angeordnet sind, eine Ascheaus trag s schnecke (oder ein Kratzband) über den Luftzuführungsstegen und zwei weitere Ascheaustragsschnecken (bzw. Kratzbänder) über den längsseitigen, peripheren Bereichen des ein- oder mehrteiligen Luftkastens. Diese Ascheaustragsschnecken (bzw. Kratzbänder) sind ebenfalls in Rinnen angeordnet.

Manchmal genügt auch nur die Anordnung einer Ascheaustragsschnecke (bzw. eines Kratzbandes) an der Oberseite des Luftkastens (z. B. bei Mehrfach-Unterschubfeuerungen von Wasserrohrkesseln) .

Die Ascheaustragsschnecken (bzw. Kratzbänder) bestehen in an sich bekannter Weise aus feuerfestem Material.

um die Abfuhr der Asche zu verbessern, ist an der Ascheaustrittsseite (Stirnseite) jeder Feuermulde auf der oberen, horizontalen Begrenzungswand des Luftkastens ein Aschelenkschild angebracht, der einen pflugscharähnlichen Horizontalschnitt aufweist und dessen Schneide zur zugehörigen Feuermulde hin gerichtet ist.

Zur Kühlung der Aschelenkschilde sind diese zweckmäßig als Kastenkonstruktionen ausgeführt und mit Luftdüsen versehen. Sie sind während des Betriebes von einem Teil der Verbrennungsluft durchströmt.

Anstelle der Ascheaustragsschnecken können die Unterschubfeuerungen auch mit einer pneumatischen Absaugeinrichtung ausgerüstet sein, deren Ansaugeöffnungen an den Rändern der Feuermulden bzw. an den Rändern der Roste angeordnet sind. Die Absaugerohre sind ebenfalls innerhalb des Luftkastens anzuordnen und durch die bedienungsseitige Stirnwand desselben zu führen.

Die vorstehend beschriebenen, weiterentwickelten Unterschubfeuerungen können auch - ganz oder teilweise - in einer separaten, doppelwandigen, wassergekühlten Vorbrennkammer eines Flammrohrkessels mit einem oder mehreren technischen Merkmalen der deutschen Patentanmeldung P 30 04 217 angeordnet sein.

Durch die wesentlich gesteigerte Feuerleistung der hier beschriebenen Unterschubfeuerungen ist es möglich, diese - als Mehrfach-Unterschubfeuerungen - auch an kleineren Industrie-Wasserrohrkesseln (mit Nenndampfleistungen bis etwa 50 t/h) einzusetzen. Ein solcher Wasserrohrkessel weist in seiner Brennkammer mehrere Unterschubfeuerungen mit den beschriebenen Merkmalen auf, deren Längsachsen zur vertikalen Längssymmetrieebene des Kessels parallel oder näherungsweise parallel laufen, wobei die Zufuhr der Kohle in an sich bekannter Weise von der Stirnseite der Brennkammer her erfolgt.

Dabei sind die Unterschubfeuerungen nebeneinander und unter Vermeidung von Zwischenräumen so angeordnet, daß die oberen, horizontalen Begrenzungswände der Luftkästen den Brennkammerboden - oder wenigstens einen Teil desselben - bilden.

Der Hauptvorteil einer solchen Mehrfach-Unterschubfeuerung für kleinere Wasserrohrkessel besteht darin, daß sie in der vorhandenen Brennkammer des Kessels untergebracht werden kann und daß eine zusätzliche Vorbrennkammer nicht erforderlich ist, deren Anordnung wegen beschränkter Platzverhältnisse oft nicht möglich ist.

Da die Verbrennung der Kohle hauptsächlich in den Feuermulden der Mehrfach-Unterschubfeuerung erfolgt, ist auch das Volumen der vorhandenen Brennkammer zur Erzielung eines weitgehenden Ausbrandes der Flammengase ausreichend.

Für die Realisierung vorstehender Vorschläge ist es erforderlich, die Unterschubfeuerungen so zu "betreiben, daß kein ' Schmelzen der Kohlenasche auftritt, die dann zu der bekannten Bildung von "Schlackenschollen" führt.

Bei der "bisherigen Betriebsart von Unterschubfeuerungen erfolgt die Verbrennung der Kohle in den Feuermulden bei höheren

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Lasten bei 1500 - 1400°C. Diese Temperaturen liegen meist erheblich über dem Erweichungspunkt der Kohleasche und aus der Kohlenschlacke bilden sich Schollen, die große Anteile an unverbrannter Kohle enthalten und die allmählich die ganze Feuermulden ausfüllen.

Es müssen dann die Feuerungen zeitweise stillgesetzt und die Feuermulden händisch von den Schlackenschollen geleert werden, da letztere mechanisch nicht entfern werden können.

Zur Vermeidung dieser Betriebsstörungen und um eine mechanische Entaschung zu ermöglichen sowie um die Verluste an unverbrannter Kohle zu verkleinern und die Bildung von Stickoxiden (NO -Gasen) zu reduzieren, wird zur Verhinderung des Ascheschmelzens ein Verfahren zum Betrieb einer Unterschubfeuerung mit einer oder mehreren Feuermulden vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der primären Verbrennungsluft kaltes Rauchgas beigemischt wird, und daß das so gebildete Primärluft-Kaltgas-Gemisch über den luftkasten und dessen luftdüsen sowie den Rost bzw. die Roste in die Feuermulde(n) eingeblasen wird.

Durch die Beimischung von kaltem Rauchgas zur primären Verbrennungsluft wird ein Primärluft-Kaltgas-Gemisch gebildet, dessen Sauerstoffkonzentration kleiner ist als die 0_?-Konzentration der Primärluft. Die Verbrennungsablaufe an den Kohlestücken verlaufen dadurch langsamerjund die Wärmefreisetzung erfolgt abgemindert über einen längeren Zeitraum.

Überdies wird das sekundliche Durchsatzgewicht an Gas durch die Feuerung erhöht, wodurch deren gesamtes Temperaturniveau abgesenkt wird. (Die Verbrennung erfolgt dann bei Temperaturen von 1000 - 1100⁰C).

Das Gewicht des in die Feuerung rückgeführten kalten Rauchgases kann - je nach Kohlesorte und deren Ascheerweichungspunkt - 10 bis 50 $> des Gewichtes der primären Verbrennungsluft

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"betragen. Bei Teillast der Feuerung kann dieser Anteil abnehmen. Bei sehr niedriger Teillast wird kein Kaltgas zugemischt.

Um ein möglichst homogenes Primärluft-Kaltgas-Gemisch zu erreichen, wird das kalte Rauchgas zweckmäßig in die Druckleitung des Primärluftgebläses bzw. in die Druckleitungen der Primärluftgebläse eingeschleust. Eine Zumischung kann gegebenenfalls aber auch in den Luftkasten erfolgen.

In den Zeichnungen sind drei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sowie ein Wasserrohrkessel mit einer Mehrfach-Unterschubfeuerung dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt nach der Linie A-B in Fig. 3 einer ersten Ausführungsform, bei der zwei Feuermulden in der vertikalen Längssymmetrieebene der Feuerung hintereinander angeordnet sind.

Fig. 2 einen Grundriß dieser ersten Ausführungsform

Fig. 3 einen Seitenriß dieser ersten Ausführungsform nach der Linie C-D in Fig. 1

Fig. 4 einen vertikalen Längsschnitt nach der Linie E-F in Fig. 6 einer zweiten Ausführungsform, bei der drei Feuermulden in der vertikalen Längssymmetrieebene der Feuerung hintereinander angeordnet sind.

Fig. 5 einen Grundriß dieser zweiten Ausführungsform

Fig. 6 einen Seitenriß dieser zweiten Ausführungsform nach der Linie G-H in Fig. 4

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Fig. 7 einen vertikalen Längsschnitt nach der Linie J-K in Fig. 9 einer dritten Ausführungsform, bei der zwei Paare von Feuermulden hintereinander angeordnet sind und die zwei Feuermulden eines Paares nebeneinander liegen.

Fig. 8 einen Grundriß dieser dritten Ausführungsform

Fig. 9 einen Seitenriß dieser dritten Ausführungsform nach der Linie L-M in Fig. 7.

Fig. 10 einen vertikalen Längsschnitt eines Wasserrohrkessels mit Mehrfach-Unterschubfeuerung nach der Linie N-O in Fig. 11.

Fig. 11 einen vertikalen Querschnitt durch diesen Wasserrohrkessel nach der Linie P-Q in Fig. 10.

Pig. 12 einen, vertikalen Längsschnitt durch, einen Flammrohrkessel mit Vorbrennkammer, in dessen Unterschubfeuerung während des Betriebes kaltes Rauchgas rückgeführt wird.

Bei der in Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten ersten Ausführungsform der neuen Unterschubfeuerung sind innerhalb des Luftkasten 1 die beiden Feuermulden 2a und 2b hintereinander ausgespart, die in der vertikalen Längssymmetrieebene der Feuerung liegen und in den peripheren Bereichen ihres Inneren je einen stufenförmig ausgebildeten, geschlossenen Rost 3a und 3b tragen.

Die maximale Länge L einer Feuernulde 2a, 2b ist mehr als doppelt so groß wie deren maximale Breite B-. Dies ermöglicht bei hoher Wärmeleistung eine verhältnismäßig geringe Gesamtbreite der Unterschubfeuerung.

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Die Zündbereiche 2a¹ und 2b¹ der Feuermulden 2a und 2b, die den Unterschubschnecken 4 bzw. 5a und 5b benachbart sind, sind je von einer Platte 6a, 6b abgedeckt, die die Längsführung der beiden Kohleströme nach den Unterschubschnecken 4 bzw. 5a und 5b übernehmen und - zufolge der Zufuhr von Verbrennungsluft über die Platten 6a, 6b und über die schneckenseitigen Teilbereiche der Roste 3a und 3b - eine Zündung der Kohle ermöglichen.

Jede Platte 6a, 6b ist über einen Doppelflanschstutzen 7 mit dem Luftkasten 1 verbunden und wird während des Betriebes von einem Teil der Verbrennungsluft durchströmt, der aus den Platten 6a, 6b über Luftdüsen 8 austritt. In den Platten 6a, 6b sind Durchtrittsbohrungen 9 für die Schwelgase der Kohle angebracht.

Unter jeder Platte 6a, 6b ist die Rohrmündung einer Gaszündfeuerung angebracht (Zündfeuerung nicht gezeichnet).

Der vorderen Feuermulde 2a ist die zentrale - größere Unterschubschnecke 4 zugeordnet.

Der hinteren Feuermulde 2b sind die zwei - kleineren Unterschubschnecken 5a und 5b zugeordnet, die - innerhalb des Luftkastens 1 befindlich - beidseitig der vorderen Feuermulde 2a an dieser vorbeigeführt sind.

Die drei Unterschubschnecken 4, 5a und 5b durchdringen die bedienungsseitige Stirnwand la des Luftkastens 1.

Für die mechanische Austragung der Asche sind über den beiden längsseitigen peripheren Bereichen des Luftkastens 1 die beiden Ascheaustragsschnecken 10a und 10b in Rinnen 11

angeordnet. Diese Schnecken 10a und 10b bestehen aus feuerfestem Material (Guß). Anstelle der Ascheaustragsschnecken 10a und 10b können in den Rinnen 11 auch Kratzbänder angeordnet sein.

Die beiden hintereinander liegenden Hälften des Luftkastens 1 sind durch die Querrippe 12 voneinander getrennt, die Durchtrittsöffnungen für die Verbrennungsluft aufweist.

Der Luftkasten 1 weist in seinem vertikalen Normalschnitt die Form eines Kreisabschnittes auf, wodurch er gut in das umgebende Flammrohr paßt.

An jener Stirnseite jeder Feuermulde, an der die Asche aus dieser ausgeschoben wird, ist je ein Aschelenkschild 13 angeordnet, der einen pflugscharähnlichen Horizontalschnitt aufweist und dessen Schneide zur zugehörigen Feuermulde 2a bzw. 2b hin gerichtet ist.

Diese Aschelenkschilde 13 begünstigen das Abströmen der aus den Feuermulden 2a bzw. 2b austretenden Asche zu den beiden Ascheaustragsschnecken 10a und 10b.

Die Ascheumlenkschilde 13 sind als Kastenkonstruktionen ausgebildet und während des Betriebes von einem Teil der Verbrennungsluft durchströmt (gekühlt), die über Düsen 8' in die Flammengase blasen und diese durchwirbeln, wodurch eine Nachverbrennung erzielt wird.

Jeder der beiden hintereinander liegenden Hälften des Luftkastens 1 ist ein Unterwindventilator zugeordnet. Dadurch ist es möglich, bei tiefer Teillast des Kessels eine Hälfte der Feuerung - bis auf die erforderliche Kühlluftmenge - abzuschalten.

Die Verbrennungsluft der hinteren Luftkastenhälfte wird zu dieser mittels Rohren zugeleitet, die durch die vordere Luftkastenhälfte geführt sind (Rohre nicht gezeichnet).

Bei der in Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 dargestellten zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unterschubfeuerung sind im Luftkasten I¹ hintereinander drei Verbrennungsmulden 2a, 2b und 2c angeordnet, welche wiederum in der vertikalen Längssymmetrieebene der Feuerung liegen.

Der ersten (vordersten) Feuermulde 2a ist die Unterschubschnecke 4, der zweiten Feuermulde 2b ist die Unterschubschnecke 5a und der dritten (letzten) Feuermulde 2c ist die Unterschubschnecke 5b zugeordnet.

Die Unterschubschnecken 5a und 5b sind wieder beidseitig der ersten Feuermulde 2a an dieser vorbeigeführt. Die Unterschubschnecke 5b ist überdies auch seitlich der zweiten Feuermulde 2b an dieser vorbeigeführt.

Der Luftkasten 1' ist in drei hintereinander liegende Teilbereiche unterteilt, die durch Querrippen 12 voneinander getrennt sind.

Bei dieser Ausführung sind die Zündbereiche 2a¹, 2b¹ und 2c' der Feuermulden 2a, 2b und 2c je durch eine plattenähnliche Rohrkonstruktion 14 abgedeckt.

Jede dieser plattenähnlichen Rohrkonstruktionen 14 besteht aus einem querliegenden Verteilerrohr 14a und fünf

- 3-Er ~

Längsrohren 14b (mit Luftdüsen 8) und ist über den Doppelflanschstutzen 7 verbrennungsluftseitig wieder mit dem Luftkasten I¹ verbunden. Die Schwelgase der Kohle können durch die Spalte zwischen den Längsrohren 14b nach oben abziehen.

Die übrigen Positionen der zweiten Ausführungsform stimmen mit jenen der ersten Ausführungsform dann überein, wenn die Positionsnummern dieselben sind.

Bei der in Fig. 7, Fig. 8 und Fig. 9 dargestellten dritten Ausführungsform der neuen Unterschubfeuerung sind im Luftkasten 1" vier Feuermulden 2a, 2a*, 2b und 2b* ausgespart.

Dabei sind die zwei nebeneinander liegenden Feuermulden 2a und 2a* zu einem Feuermuldenpaar zusammengefaßt, das durch einen Luftzuführungssteg 15a getrennt ist. Ebenso sind die zwei nebeneinanderliegenden Feuermulden 2b und 2b* zu einem weiteren Feuermuldenpaar zusammengefaßt, das durch den Luftzuführungssteg 15b getrennt ist.

Das Feuermuldenpaar 2a/2a* und das Feuermuldenpaar 2b/2b* sind hintereinander angeordnet.

Dem Feuermuldenpaar 2a/2a* sind die beiden Unterschubschnecken 4a und 4b zugeordnet. Hingegen sind dem Feuermuldenpaar 2b/2b* die beiden Unterschubschnecken 5a und 5b zugeordnet, die je seitlich unter der Feuermulde 2a bzw. 2a* - und spiegelbildlich zur vertikalen Längssymmetrieebene der Feuerung - angeordnet sind.

In den Seitenwänden der beiden Luftzuführungsstege 15a und 15b sind ebenfalls Luftdüsen 8ⁿ angeordnet, durch welche ein Teil der Verbrennungsluft über die davor befindlichen Bereiche der Roste 3a, 3a*, 3b und 3b* in die Feuermulden eintritt (diese Luftdüsen sind schräg gegen die Bewegungsrichtung der Kohle gerichtet, um die Zündung derselben zu verbessern) . Eine allseitige Zufuhr von Verbrennungsluft in die vier Feuermulden 2a, 2a*, 2b, 2b* ist dadurch gewährleistet, was einen gleichmäßigen Abbrand der Kohle bewirkt.

Für die mechanische Austragung der Asche sind über den beiden Luftzuführungsstegen 15a, 15b und über den beiden längsseitigen, peripheren Bereichen des Luftkastens 1" die drei Ascheaustragsschnecken 10, 10a und 10b-in Rinnen 11 angeordnet.

Der Luftkasten 1" weist in seinem vertikalen Normalschnitt näherungsweise die Form eines Kreisabschnittes auf. Dadurch läßt sich diese dritte Ausfuhrungsform von Unterschubfeuerung - falls erforderlich - sehr gut in einer separaten doppelwandigen, wassergekühlten Vorbrennkammer von kreiszylindrischer Grundgestalt (gemäß der deutschen Patentanmeldung P 30 04 217) unterbringen.

Die übrigen Positionen der dritten Ausführungsform stimmen mit jenen der ersten Ausführungsform dann überein, wenn die Positionsnummern dieselben sind.

In Fig. 10 und Fig. 11 ist der Unterteil eines kleineren früher öl/gasgefeuerten Wasserrohrkessels dargestellt, der mit einer Mehrfach-Unterschubfeuerung nachgerüstet wurde.

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Über der Brennkammer 16 sind die Berührungsheizflächen 17 des Wasserrohrkessels angeordnet.

In der Brennkammer 12 sind dicht nebeneinander sechs Unterschubfeuerungen 18 in der Weise angeordnet, daß ihre oberen, horizontalen Begrenzungsflächen Ib einen Teil des Brennkammerbodens bilden.

Die Längsachsen der sechs Unterschubfeuerungen liegen zur vertikalen Längssymmetrieebene des Wasserrohrkessels parallel.

Die Zufuhr der Kohle zu den sechs Unterschubfeuerungen erfolgt in an sich bekannter Weise von der Stirnseite der Brennkammer 16 her.

Jede der sechs Unterschubfeuerungen 18 besitzt vier hintereinander angeordnete Feuermulden, denen je eine Unterschubschnecke zugeordnet ist. Die Unterschubschnecken der zweiten, dritten und vierten Feuermulde sind unter bzw. seitlich unter der ersten (vordersten) Feuermulde hindurchgeführt.

Von den sechs Unterschubfeuerungen besitzt die linke zwei Ascheaustragsschnecken. Die übrigen fünf Unterschubfeuerungen besitzen nur je eine Ascheaustragsschnecke.

In Pig. 12 ist in einem vertikalen Längsschnitt ein Flammrohrkessel mit Vorbrennkammer dargestellt.

Im walzenförmigen Kesselkörper 19 ist das Flammrohr 20, die interne Wendekammer 21 und das Heizrohrbundel 22 angeordnet. Die doppelwandige, zylinderförmige Vorbrennkammer 23 (gemäß der deutschen Patentanmeldung P 30 04 217) steht über Verbindungarohre 24, 25 und den Sammler 26 mit dem Kesselkörper 19 in Verbindung und enthält die Unterschubfeuerung 18'.

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Dieser ist der Primärluftventilator 27 mit Druckleitung 28 zugeordnet.

Für die Rückführung kalten Rauchgases vom Austrittsstutzen 29 des Flammrohrkessels ist ein Rückführgebläse 30 vorgesehen, dessen Druckleitung zu einem Rauchgaskühler 31 führt.

Die Kaltgasleitung 32 enthält eine Mengenmeßdüse 33 und ein Drosselorgan 34 und bindet in die Druckleitung 28 des Primärluftventilators 27 ein, wo sich während des Betriebes das Primärluft-Kaltgas-Gemisch bildet. Dieses strömt über den Luftkasten und dessen Luftdüsen sowie den Rost in die Feuermulde der Unterschubfeuerung 18', wo eine verzögerte Verbrennung auf niedrigem Temperaturniveau (1000 - 110O⁰C) abläuft. Dadurch wird die Bildung von Schlackenschollen vermieden und eine mechanische Entaschung ermöglicht. Auch der Anteil an unverbrannter Kohle und die NO -Bildung werden erheblich reduziert.

Vom Kohlebunker 35 führt die Unterschubschnecke 4 zur Feuerung 18' .

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Claims (1)

1. Patentansprüche 33θ2θθ5

   Unterschubfeuerung mit einem ein- oder mehrteiligen, allseits durch metallische Wände begrenzten Luftkasten sowie Einrichtungen für die Brennstoffzufuhr, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftkasten (1, I¹, 1") mehrere Feuermulden (2a, 2b, 2c, 2a¹, 2b¹) hintereinander oder hintereinander und nebeneinander ausgespart sind.

   Unterschubfeuerung nach Anspruch 1, von länglicher Erstreckung, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Luftkasten (1, I¹) zwei oder drei oder vier Feuermulden (2a, 2b, 2c) aufweist, die hintereinander angeordnet sind und in der vertikalen Längssymmetrieebene (A-B, E-F) des Luftkastens (1, I¹) liegen.

   Unterschubfeuerung nach Anspruch 1, von länglicher Erstreckung, mit vier oder sechs oder acht Feuermulden, dadurch gekennzeichnet, daß in bezug auf die vertikale Längssymmetrieebene des Luftkastens (1") je zwei Feuermulden (2a, 2a*) zu Paaren nebeneinander und diese Paare (2a/2a*, 2b/2b*) der Feuermulden hintereinander angeordnet sind (Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9).

   Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 sowie nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jeder Feuermulde (2a, 2b, 2c, 2a*, 2b*) eine oder zwei Unterschubschnecken (4, 5a, 5b) zugeordnet ist bzw. sind.

   GOPY

   Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Unterschubschnecken (4, 4a, 4b, 5a, 5b) der Feuermulden (2a, 2b, 2c) innerhalb des Luftkastens (1, I¹, 1") angeordnet und durch die bedienungsseitige Stirnwand (la) desselben hindurchgeführt sind.

   6. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschubschnecke(n) (5a, 5b) der hinteren Feuermulde(n) (2b, 2c) unter oder seitlich unter der vordersten Feuermulde (2a) hindurchgeführt ist bzw. sind.

   7. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ünterschubschnecken (5a, 5b) der hinteren Feuermulden (2b, 2b*) unter oder seitlich unter den zwei vordersten Feuermulden (2a, 2a*) hindurchgeführt sind.

   8. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 2, mit zwei hintereinander angeordneten Feuermulden, dadurch gekennzeichnet, daß der hinteren Feuermulde (2b) zwei Unterschubschnecken (5a, 5b) zugeordnet sind, die innerhalb des Luftkastens (1) beidseitig der vorderen Feuermulde (2a) an dieser vorbeigeführt sind, und daß der Normalschnitt des Luftkastens (1) vorzugsweise die Form eines Kreisabschnittes aufweist.

   9. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 2, mit drei hintereinander angeordneten Feuermulden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten und dritten Feuermulde (2b, 2c) je eine Unterschubschnecke (5a, 5b) zugeordnet ist, die innerhalb

   des Luftkastens (I¹) beidseitig der vordersten Feuermulde (2a) an dieser vorbeigeführt sind, und daß der Normalschnitt des Luftkastens (I¹) vorzugsweise die Form eines Kreisabschnittes aufweist.

   10. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 bzw. 2 oder 3_f dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Länge (L) einer Feuermulde (2a, 2b, 2c) wenigstens das Doppelte ihrer maximalen Breite (B.) beträgt.

   11. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 bzw. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Unterschubschnecken (4, 5a, 5b) benachbarten Zündbereiche (2a¹, 2b¹, 2c') der Feuermulden (2a, 2b, 2c) bzw. ihrer Roste (3a, 3b, 3c) oben je von wenigstens einer Platte (6a, 6b, 6c) oder einer plattenähnlichen Rohrkonstruktion (14) abgedeckt sind.

   12. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6a, 6b) bzw. die plattenartigen Rohrkonstruktionen (14) mit dem ein- oder mehrteiligen Luftkasten (1, 1', 1") lösbar verbunden sind.

   13. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6a, 6b) bzw. die plattenartigen Rohrkonstruktionen (14) mit Luftdüsen (8) versehen und während des Betriebes von einem Teil der Verbrennungsluft durchströmt sind.

   14. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6a, 6b) Durchtrittsbohrungen (9) für das Schwelgas des Brennstoffes aufweisen.

   15. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 bzw. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Feuermulde (2a, 2b, 2c) unter der Platte (6a, 6b) bzw. unter der plattenähnlichen Rohrkonstruktion (14) wenigstens eine Zündfeuerung bzw. die Rohrmündung einer solchen angeordnet ist.

   16. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführungsstege (15a, 15b) parallel oder näherungsweise parallel zur vertikalen Längssymmetrieebene der Unterschubfeuerung verlaufen.

   17. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Seitenwänden der Luftzuführungsstege (15a, 15b) Luftdüsen (8") für den Durchtritt eines Teiles der Verbrennungsluft angeordnet sind.

   18. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 bzw. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkasten (1) mehrere voneinander getrennte Verbrennungslufträume aufweist, oder aus mehreren miteinander verschraubten Teilen mit separaten Verbrennungslufträumen besteht.

   19. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 bzw. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihr in an sich bekannter Weise mehrere Unterwindventilatoren - und zwar jeder Feuermulde (2a, 2b, 2c) einer - zugeordnet sind.

   20. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 bzw. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Normalquerschnitt seines ein- oder mehrteiligen Luftkastens (1, l'_f 1") in an sich bekannter Art - zumindest näherungsweise - die Form eines Kreisabschnittes aufweist.

   21. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 bzw. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ein- oder mehrteilige Luftkasten (1, I¹, 1") zur Erhöhung seiner Formbeständigkeit eine oder mehrere Querrippen (12) mit Luftdurchtrittsöffnungen aufweist.

   22. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Ascheaustragschnecken (10a, 10b) bzw. Kratzbänder aufweist, die über dem Luftkasten (1, I¹) an dessen beiden peripheren Längsseiten in Rinnen (11) angeordnet sind.

   23. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß über den Luftzuführungsstegen (15a, 15b) eine Ascheaustragschnecke (10) bzw. ein Kratzband und über den längsseitigen, peripheren Bereichen des ein- oder mehrteiligen Luftkastens (1") zwei weitere Ascheaustragschnecken (10a, 10b) bzw. Kratzbänder in Rinnen (11) angeordnet sind.

   24. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite des Luftkastens (1, I¹, 1") wenigstens eine Ascheaustragschnecke (10a) bzw. ein Kratzband in einer Rinne (11) angeordnet ist.

   25. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 und 22 oder 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Ascheaustragschnecken (10, 10a, 10b) bzw. die Kratzbänder in an sich bekannter Weise aus feuerfestem Material bestehen.

   26. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 bzw. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ascheaustrittsseite jeder Feuermulde (2a, 2b, 2c) auf der oberen, horizontalen Begrenzungswand des Luftkastens (1, I¹) ein Aschelenkschild (13) angebracht ist, der einen pflugscharähnlichen Horizontalschnitt aufweist und dessen Schneide zur zugehörigen Feuermulde (2a bzw. 2b bzw. 2c) hin gerichtet ist.

   27. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 bzw. 2 oder 3 sowie nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Aschelenkschilde (13) als Kastenkonstruktionen ausgeführt und mit Luftdüsen (8¹) versehen sind und während des Betriebes von einem Teil der Verbrennungsluft durchströmt sind.

   28. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 bzw. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine pneumatische Absaugeeinrichtung besitzt, deren Ansaugöffnungen an den Rändern der Feuermulden (2a, 2b, 2c) bzw. an den Rändern der Roste (3a, 3b, 3c) angeordnet sind.

   29. Unterschubfeuerung nach Anspruch 1 bzw. 2 oder 3 sowie einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß sie an einem Flammrohrkessel - ganz

   oder teilweise - in einer separaten, doppelwandigen, wassergekühlten Vorbrennkammer mit einem oder mehreren technischen Merkmalen der deutschen Patentanmeldung P 30 04 angeordnet ist.

   30. Wasserrohrkessel, dadurch gekennzeichnet, daß in seiner Brennkammer (16) mehrere Unterschubfeuerungen (18) nach Anspruch 1 angeordnet sind, wobei ihre Längsachsen zur vertikalen Längssymmetrieebene des Kessels parallel oder näherungsweise parallel laufen, und daß die Zufuhr der Kohle in an sich bekannter Weise von der Stirnseite der Brennkammer (16) her erfolgt.

   31. Wasserrohrkessel nach Anspruch 30 mit mehreren Unterschubfeuerungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschubfeuerungen (18) dicht nebeneinander angeordnet sind und daß die oberen horizontalen Begrenzungswände (Ib) der Luftkästen (1) den Brennkammerboden - oder wenigstens einen Teil desselben - bilden.

   32. Verfahren zum Betrieb einer Unterschubfeuerung mit einem ein- oder mehrteiligen, allseitig durch metallische Wände begrenzten und eine oder mehrere Feuermulden enthaltenden Luftkasten sowie Einrichtungen für die Brennstoffzufuhr, dadurch gekennzeichnet, daß der primären Verbrennungsluft kaltes Rauchgas beigemischt wird, und daß das so gebildete Primärluft-Kaltgas-Gemisch über den Luftkasten (1) und dessen Luftdüsen sowie den Rost bzw. die Roste (3a, 3b, 3c, 3a^x, 3b^x) in die Feuermulde(n) (2a, 2b, 2c, 2a^x, 2b^x) eingeblasen wird.

   33· Verfahren zum Betrieb einer Unterschubfeuerung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nennlast der Feuerung das Gewicht des in die Feuerung (18·) rückgeführten kalten Rauchgases 10 bis 50 # des Gewichtes der primären Verbrennungsluft beträgt.

   34. Verfahren zum Betrieb einer Unterschubfeuerung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das kalte Rauchgas in die Druckleitung (28) des Primärluftgebläses (27) bzw. in die Druckleitungen der Primärluftgebläse eingeschleust wird.