DE2819184A1 - Fliessbett-verbrennungsvorrichtung mit ascheentfernungseinrichtung - Google Patents
Fliessbett-verbrennungsvorrichtung mit ascheentfernungseinrichtungInfo
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Description
139 So/li _.
GBSN 1835V77 Dr· Dieter v· Bezold
filed May 2, 1977 Dipl.-Ing. Peter Schütz
1 Dipl.-Ing. Wolfgang Hausler
8 München 86, Postfach 850668
Appa CPhermal Exchanges Limited
City Wall House, 14-18 Finsbury Street, London, EC2Y 9AQ,
England
Fließbett-Verbrennungsvorrichtung mit Ascheentfernungs-
einriohtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fließbett-Verbrennungsvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft allgemein eine derartige Vorrichtung enthaltende Öfen und Abfallverbrennungsöfen
und ist insbesondere auf die Entfernung der Asche aus dem Fließbett in einer derartigen Vorrichtung gerichtet.
Beim Betrieb von Fließbett- Verbrennungsvorrichtungen hat die Entfernung
der Asche aus dem Bett viele Schwierigkeiten ergeben.
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Probleme entstehen aufgrund der hohen Temperatur des festen und verbrennbaren Materials, welches die Asche in einer Fließbettfeuerung
bildet, und der Neigung einer derartigen Asche zum Agglomerieren und Schlacke zu bilden. Ferner hat es sich faktisch
als unmöglich erwiesen, nur die Asche vom Fließbett zu entfernen, wobei etwas vom Bettmaterial unvermeidbar mit der Asche entfernt
wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Entfernen der Asche aus einer Fließbettfeuerung zu schaffen, welche diese Schwierigkeiten lindert.
Diese Aufgabe wird bei einer Fließbett-Verbrennungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch dessen
Kennzeichenmerkmale gelöst. Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß ist also eine Fließbett-Verbrennungsvorrichtung mit einem Gehäuse und Einrichtungen zum Abstützen und Fließendmachen
eines Bettes aus körnigem Material im Gehäuse für die Verbrennung von Abfall oder anderem Brennstoffmaterial sowie einer
Ascheentfernungseinrichtung gekennzeichnet durch einen Aschetrog, welcher längs einer Kante der Einrichtung zum Abstützen des
Betts angeordnet ist zum Sammeln der Asche vom Bett und wenigstens eine Bodenwand sowie eine Öffnung in der Bodenwand für den Austritt
der Asche aus dem Trog aufweist, eine in der öffnung angeordnete Ventileinrichtung für die wahlweise Steuerung des Ascheflusses
durch die öffnung aus dem Trog heraus sowie eine pneumatische Fördereinrichtung, welche angeordnet ist zum Fördern
der Asche und geglichen diese begleitenden Bettmaterials von der öffnung aus für eine weitere Verfügung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch/AusxuhrungsDeispxels naher erläutert. Es zeigen:
-3-
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Figur 1 einen schematischen Querschnitt des Diffuseurs und der Bettabstützung einer die Erfindung enthaltenden typischen
Fließbettfeuerung,
Figur 2 eine teilweise Ansicht in Richtung des Pfeils II aus Figur 1,
Figur 3 eine Draufsicht der Anordnung gemäß Figur 1,
Figur 4- ein vergrößertes Detail aus Figur 2,
.Figur 5 eine längs der Linie V-V teilweise geschnittene Seitenansicht
aus Figur 4- und
Figur 6 eine der Figur 4- ähnliche Darstälung einer alternativen
Anordnung.
Figur 1 zeigt in strichpunktierten Linien den Querschnitt eines Feuerungsgehäuses, welches ein Fließbett enthält. Nur die
Frontwand 1o und die Rückwand 11 des Gehäuses sind gezeigt. Eine Fließbett-Abstützplatte und ein Diffuseur, allgemein mit
12 bezeichnet, ist im Boden des Gehäuses vorgesehen zur Abstützung eines Betts aus körnigem Material, welches allgemein
mit 7 gekennzeichnet ist, im Gehäuse und zur Zuführung von Luft zu dem Materialbett, um dieses dadurch fließend zu machen für
die Verbrennung von Brennstoff oder Abfallmaterial im Bett auf an sich bekannte Weise zur Erzeugung von Wärme oder zu Abfallverbrennungszwecken.
Das Gehäuse weist auf an sich bekannte Weise ein Leitblech 8 auf, welches sich über einen Teil des
Diffuseurs 12 erstreckt, und das Niveau des Bettmaterials ist typischerweise wie bei 9 aufgezeigt. Einrichtungen zum Zuführen
von Material zum Bett für die Verbrennung sowie Einrichtungen zum Abziehen der gasförmigen Verbrennungsprodukte aus dem Gehäuse
sind auf an sich bekannte Weise vorgesehen und in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Der Diffuseur 12 ist derart angeordnet, daß er sich von der
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Rückwand 11 zur Vorderwand 1o nach unten neigt, sodaß das unverbrennbare
Material im Bett bestrebt ist sich in Richtung auf die Vorderwand 1o des Gehäuses anzusammeln. Um eine derartige Anhäufung
zu fördern, ist das Fließbett vorzugsweise, obgleich nicht wesentlich, derart angeordnet, daß es während des Betriebs
um eine Achse zirkuliert, welche sich in die Ebene der Figur 1 hinein erstreckt quer zur Neigung des Diffuseurs 12,
sodaß sich das Bettmaterial entweder in einer Abwärtsrichtung quer über die Oberfläche des Diffuseurs 12 während des Betriebs
bewegt, wie in Fugr 1 durch einen Pfeil veranschaulicht, oder in der entgegengesetzten Richtung.
Um die Asche an der unteren Kante des Diffuseurs zu sammeln, ist ein Trog 13 unterhalb des Niveaus der Oberfläche des
Diffuseurs vorgesehen. Die Bodenwand des Trogs 13 ist, wie am besten aus Figur 2 ersichtlich, derart angeordnet, daß sie sich
von jedem Ende in Richtung auf die Mitte nach unten neigt,
in welcher eine Austrittsöffnung 14 vorgesehen ist. Die öffnung
14 ist normalerweise durch ein Klappenventil 15 geschlossen; und
wenn es erwünscht ist, Asche vom Bett während des Betriebs abzuziehen,
wird das Klappenventil 15 in eine Öffnungsstellung
geschwenkt, um zu ermöglichen, daß das Aschematerial vom Trog 13 durch die öffnung 14 in ein Gehäuse 16 herabfällt.
Das Gehäuse 16 umschließt einen winkeligen Kanal von der öffnung
14 zum Anschluß an eine sich nach oben krümmende Leitung 17. Die Leitung 17 verläuft von unterhalb des Fließbetts nach
oben in einen Luftzyklon-Separator, welcher allgemein mit 18 bezeichnet ist. Der Zyklon-Separator 18 ist von an sich bekannter
Konstruktion, und eine weitere Beschreibung dieses ist daher nicht erforderlich, außer dem Hinweis, daß er einen Auslaß 19
für gasföraige und luftgetragene Materialien sowie einen Rotationsflügel-Ventilauslaß
2o am Boden für schwerere abgetrennte
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Materialien aufweist.
Das Gehäuse 16 besitzt eine Luftdüse 21, welche angeordnet ist
zum Einblasen von Luft in das Gehäuse, um das durch die Öffnung 14 bei geöffnetem Klappenventil 15 herabfallende Material
pneumatisch nach oben durch die Leitung 17 und in den Zyklon-Abscheider 18 zu fördern. Ein zusätzlicher Luftstrahl oder Luftstrahlen
können an verschiedenen Punkten in der Leitung 17 vorgesehen sein, wie beispielsweise bei 22 angedeutet, um eine
derartige pneumatische Förderung zu begünstigen. Die Luftstrahlen erzeugen auch die Luftströmung zum Herbeiführen des
Betriebs des Zyklon-Abscheiders 18.
Zur Unterstützung des Flusses der Asche oder anderer Materialien in den Trog 13 durch die Öffnung 14 hinein, insbesondere von
jedem Ende des Trogs 13» sind die Bodenwand und die Seitenwände
des Trogs 13 als Luftdiffuseure ausgebildet, welche mit
fluidisierender Luft von einem Luftmantel rund um den Trog 13 versorgt werden, sodaß das Material im Trog 13 ebenfalls fluidisiert
wird. Das Strömen der Fluidisierungsluft durch den Luftmantel rund um die Boden-|ind Seitenwände des Trogs 13 trägt
ferner zu dessen Kühlung während des Betriebs bei.
Die Konstruktion des Klappenventils 15 und des Gehäuses 16 ist im größeren Detail in den Figuren 4 und 5 gezeigt.
Das Klappenventil 15 ist als eine hohle Stahlkonstruktion, ausgebildet
und die obere Oberfläche 3o ist perforiert, um einen Luftdiffuseur zum Fluidisieren von Asche und Bettmaterial zu
bilden, welche auf der Oberfläche 3o liegen* Das Klappenventil
15 ist im Gehäuse 16 mittels einer Hohlwelle 31 schwenkbar angebracht,
durch welche Luft zum Inneren des Ventils 15 und somit zur Diffuseuroberfläche 3o zugeführt wird. Die Luftströmung
durch die Welle 31 tritt durch Öffnungen 32 in der Wand der Welle
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in eine Kammer 33 ein, welche einen Teil des Ventils 15 bildet, und danach durch Öffnungen 34- in den Körper des Ventils 15. Die
das Ventil 15 tragende Welle 31 erstreckt sich nach außerhalb
des Gehäuses 16 für eine Verbindung mit einer Luftzufuhreinrichtung zu ihr sowie ferner zum Tragen eines Betätigungshandgriffs 35» welcher auch als ein Hebel dient, an welchem ein
Ausgleichs-Gegengewicht (nicht gezeigt) befestigt werden kann.
Wenn das Klappenventil 15 sich in Schließstellung befindet, wie in Figur 4- gezeigt, fluidisiert aus der Diffuseuroberflache 3°
ausströmende Luft die Asche und die Bettmaterialien oberhalb der Fläche 3o, was dazu beiträgt, den Fluß der schwereren Aschematerialien
in die Öffnung 14- vom Bettdiffuseur und von den Bodenwänden des Aschetrogs zu fördern. Wenn das Klappenventil
15 in seine Öffnungsstellung bewegt wird, das heißt nach unten
geschwenkt wird, wie in Figur 4 gezeigt, fluidisiert die aus der Diffuseuroberfläche 3o ausströmende Luft die Asche und die
Bettmaterialien beim Fallen durch die Öffntug 14- und fördert
das Strömen des Materials durch das Gehäuse 16 in den Einflußbereich des Luftstrahls 21, um pneumatisch durch die Leitung
17 nach oben befördert zu werden.
Somit wird während des Betriebs eines den oben beschriebenen Veraschungsmechanismus enthaltenden Ofens,wenn es erwünscht
ist unverbrennbare Aschenmaterialien vom Fließbett während des Betriebs abzuziehen, das Klappenventil 15 geöffnet, wodurch
ermöglicht wird, daß die Asche,welche sich im Trog 13 angesammelt hat, in das Gehäuse 16 fällt und somit mittels der Luftstrahlen
21 und gegebenenfalls der Luftstrahlen 22 in den Zyklonabscheider 18 befördert wird· Es ist darauf hinzuweisen, daß
sich unter dem Material, welches derart zum Zyklon-Abscheider
18 befördert wird, Aschematerial in vergleichsweise großen Klumpen, der feinere Sand oder andere das Fließbettmaterial bildende
Zusatzstoffe sowie feinere Aschepartikel befinden. Die
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Die feineren Aschepartikel werden im Zyklon-Abscheider 18 abgetrennt
und treten mit der Luft von den Strahlen 21 und 22 durch den Auslaß 19 aus, wonach die feine Asche, genannt Flugasche,
separat abgetrennt wird, falls notwendig. Die zurückbleibenden schwereren Asche- und Bettmaterialien setzen sich
am Boden des Zyklon-Abscheiders 18 ab, um sich darin anzuhäufen. Das Rotationsventil 2o wird periodisch betätigt, um zu ermöglichen,
daß bestimmte Mengen des angehäuften Materials den Zyklonabsäieider verlassen, welches danach zu einer Siebvorrichtung
von an sich bekannter Konstruktion befördert wird, in welcher die Trennung der unverbrennbaren Aschematerialien und des Bettsandes
oder der Zuschlagstoffe stattfindet, welche zusammen mit dem Aschematerial abgezogen worden sind.
Das abgetrennte Bettmaterial kann danach wieder im Kreislauf in das Fließbett zurückgeführt werden für eine weitere Verwendung
in diesem, und die Asche kann für eine weitere Verfügung abgeführt werden.
Es ist ersichtlich, daß durch die beschriebene Vorrichtung die Asche nicht nur vom Aschetrog weg befördert werden kann. Sondern
daß diese Fördervorrichtung von Natur aus durch die Luft gekühlt wird,welche in die Vorrichtung durch die Düsen 21 und 22 eingeblasen
wird. Dies trägt dazu bei, die Vorrichtung gegen Wärmeeinwirkung zu schützen, und kühlt ferner besonders schnell das
Aschematerial, was dazu beiträgt, jegliches Agglomerieren dieses durch Verschmelzung oder andere Effekte zu vermeiden.
Vorzugsweise wird die Luft vom Zyklon-Abscheider 18, welche zum Befördern der Asche und der Bettmaterialien zu diesem verwendet
worden ist und somit Wärme aus der Asche und dem Bettmaterial aufgenommen hat, im Kreislauf durch die Gebläsevorrichtung, welche
zur Zuführung der Luft zum Diffuseur 12 verwendet wird, zurückgeführt» . um das Bett zu fluidisieren. Auf diese Weise wird
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die aus der Asche entnommene Wärme in der "Verbrennungsvorrichtung
zurückgehalten und geht mit der Entfernung der Asche nicht verloren. Ferner trägt die Rezirkulation des Bettmaterials nach
der Trennung von der Asche dazu bei, die Wärmeverluste auf ein Minimum zu reduzieren, da die in diesem Bettmaterial enthaltene
Wärme nicht verloren geht.
Vorzugsweise besteht die Leitung 17 aus abriebfestem und wärmebeständigem
Material oder ist mit diesem ausgekleidet, um der Wirkung der pneumatisch beförderten Asche und des Bettmaterials
in dieser zu widerstehen, und die Leitung 17 und der Zyklon-Abscheider 18 können außen gegen Wärmeverluste aus ihnen isoliert
werden, um den thermischen Wirkungsgrad noch weiter zu verbessern.
Figur 6 zeigt eine zu der in Figur 4- dargestellten alternative Anordnung, bei welcher im Gehäuse 16 ein Zumeß-Schneckenaufgeber
39 vorgesehen ist. Die Teile, welche ähnlichen Teilen der Ausführungform gemäß Figur 4- entsprechen, sind in Figur 6 mit denselben
Bezugsziffern gekennzeichnet wie in Figur M-.
Bei der Anordnung gemäß Figur 6 ist die Aufgabesehnecke 39 drehbar
auf einer Welle 38 im Gehäuse 16 angebracht und derart angeordnet,
daß sie von einem Motor 36 über ein Getriebe 37 antreibbar ist, welche in der Zeichnung schematisiert dargestellt sind. Die
Zuführschnecke 39 ist vorzugsweise wenigstens an ihrem in der Zeichnung linken Auslaßende verjüngt, und das Gehäuse 16 ist
derart ausgebildet, daß es wenigstens das Auslaßende der Zuführschnecke 39 mit einem allgemein mit 41 bezeichneten Absdnitt
umschließt für einen Anschluß an die Leitung 17· Die Welle 38
tritt in das Gehäuse 16 an derselben Stelle ein wie die Luftdüse 21 der Anordnung gemäß Figur 4-, und die Düse 21 wird durch
eine oder mehrere Luftdüsen 21 ersetzt, welche in winkelig angestellten Ansätzen am Einlaß der Leitung 17 angeordnet sind. Das
Gehäuse 16 ist vorzugsweise mit einem Luftmantel 4-o versehen, durch welchen Luft während des Betriebs zirkuliert, um das Gehäuse
16 zu kühlen. -8a-
809846/0756 tP?
Während des Betriebs wird die Zuführschnecke 39 angetrieben, um Asche und Bettmaterial, welche durch das geöffnete Klappenventil
15 hindurchfallen, fortschreitend zur Leitung 17 und in den Einfluß der Luftdüse 21' zuzumessen. Durch diese Anordnung
ist eine bessere Steuerung der pneumatischen Förderung des Materials in der Leitung 17 erreichbar, und eine Verstopfung der
Düse oder Düsen 21' welche bei der Anordnung gemäß "Figur 4 auftreter
kann, wenn das Klappenventil 15 übermäßig weit .geöffnet wird und zuviel Asche und Bettmaterial in das Gehäuse 16 fallen kann,
&Tä vermieden. Auf diese Weise läßt sich eine genauere Kontrolle
über das Entfernen der Asche erreichen.
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Leerseite
Claims (19)
- ANSPRÜCHEFließbett-Verbrennungsvorrichtung mit einem Gehäuse und Einrichtungen zum Abstützen und Fluidisieren eines Betts aus körnigem Material im Gehäuse für die Verbrennung von Abfall oder anderen Brennstoffmaterialien sowie mit einer Ascheentfernungseinrichtung, gekennzeichnet durch einen Aschetrog (16) welcher längs einer Kante der Einrichtungen zum Abstüzen des Betts (7) angeordnet ist für das Sammeln der Asche aus dem Bett (7) und wenigstens eine Bodenwand und eine Öffnung (14-) in der Bodenwand für den Austritt von Asche aus dem Trog (13) aufweist, Ventileinrichtunger^wBlcne-'in der Öffnung (14-) angeordnet sind zum wahlweisen Steuern des Ascheflusses durch die Öffnung (14-) vom Trog (13) sowie pneumatische Fördereinrichtungen (17, 21, 22), welche angeordnet sind zum Fördern von Asche und jeglichem diese begleitenden Bettmaterial von der Öffnung (14-) für eine weitere Verfügung.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwand des Trogs (13) als ein Luftdiffuseur ausgebildet ist und Einrichtungen zum Zuführen von Druckluft zu diesem vorgesehen sind, wobei auf dem Trog (13) befindliche Asche und Bettmaterial während des Betriebs der Vorrichtung fluidisierbar sind.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trog (13) Seitenwände aufweist, von denen jede als ein Luftdiffuseur ausgebiifet ist, und Einrichtungen zur Zuführung von Druckluft zu diesem vorgesehen sind, wobei auf dem Trog (13) befindliche Asche und Bettmaterial während des Betriebs der Vorrichtung fluidisierbar sind.
- 4-, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen ein Gehäuse (16), welches-10-. „ Λ ORIGINAL INSPECTED 809846/0758unterhalb des Trogs (13) in Verbindung mit der Öffnung (14) angebracht ist, sowie ein Klappenventil (15) aufweist, das im Gehäuse (16) schwenkbar angeordnet ist für eine Bewegung zwischen einer Schließstellung quer über die Öffnung (14-) und einer Öffnungsstellung weg von der Öffnung (14), welche einen Fluß von Aschematerial in das Gehäuse (16) hinein zuläßt·
- 5- Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Klappenventil (15) als ein Luftdiffuseur (3o) ausgebildet ist und Einrichtungen (31\ 33, 34) vorgesehen sind zum Zuführen von Druckluft zu diesem für ein Fluidisieren von Asche und jeglichem Bettmaterial, welche sich in Kontakt mit dem Klappenventil (15) befinden.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch geknnzeichnet, daß das Klappenventil (15) als ein Hohlkörper ausgebildet ist und eine Hohlwelle (31) in dem Gehäuse (16) schwenkbar agebracht ist zum Tragen des Klappenventils (15) und zum Einleiten der Fluidisierungs-Druckluft in das Innere dieses.
- 7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Luft-Zyklon-Abscheider-Einrichtung,und wobei die pneumatischen Fördereinrichtungen eine Leitungsanordnung (17), welche den Lufteinlaß des Zyklon-Abscheiders (18) mit der öffnung (14) über die Ventileinrichtung (15, 16) verbindet, sowie wenigstens eine Luftdüse (21, 22) aufweisen, welche in der Leitungsanordnung (17) angeordnet sind zum pneumatischen Fördern der Asche und jeglichen diese begleitenden Bettmaterials längs der Leitung (17) zum Zyklon-Abscheider (18).
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdüse (21, 22) die Luftströmung für den Betriebs des Zyklon-Abscheiders (18) erzeugt.809846/07S6
- 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) eine Zuführschnecke (39) enthält, welche mittels eines Motors (36) antreibbar ist zum Befördern von Asche und Bettmaterial vom Gehäuse (i6) weg in einer gesteuerten Menge.
- Ίο. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführschnecke (39) wenigstens an ihrem Auslaßende verjüngt ist.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 1o, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) ausgebildet ist zum engen Umschließen wenigstens des Auslaßendes der Zuführschnecke (39)·
- 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdüse (21*) in der Leitung (7) unmittelbar beim Auslaß von der Zuführschnecke (39) angeordnet.
- 13# Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) wenigstens teilweise von anem Luftmantel (4o) umgeben ist, wobei es durch durch den Luftmantel (40) zirkulierende Luft kühlbar ist.
- 14. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Siebvorrichtung mit dem Auslaß (19) des Zyklon-Abscheiders (18) verbunden ist zum Abtrennen der Asche von den Bettmaterialien in der Mischung dieser, welche aus der Luft und den luftgetragenen feinen Teilchen im Zyklon-Abscheider (18) abgetrennt wurde.809846/0766
- 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaß (19) des Zyklon-Abscheiders (18) mit den Einrichtungen zum Fluidisiern des Betts (7) im Gehäuse (1ο, 11) verbunden ist, wobei durch die Luft von der Asche aufgenommene Wärme zum Bett (7) zurückgeführt wird.
- 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7» 8, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (7) mit abriebbeständigem Material ausgekleidet ist.
- 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (7) und der Zyklon-Abscheider (18) außen wärmeisoliert sind.
- 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17» gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Zurückführen von Bettmaterial im Kreislauf, welches von der Asche in der Siebvorrichtung abgetrennt wurde, zum Bett (7), wobei die in dem Bettmaterial enthaltene Wärme zurückgehalten wird.
- 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 oder 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegengewichtseinrichtung an der Hohlwelle (31) vorgesehen ist zum Ausgleichen des Gewichts des Klappenventiles (15)·809846/0756
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