Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

1: einen vertikalen Schnitt durch einen Schachtofen zur Entsorgung von Munition oder Sprengstoffen;

2: einen horizontalen Schnitt durch einen Bereich der Wandstruktur des Schachtofens von 1.

Der in 1 im Vertikalschnitt dargestellte und insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehene Schachtofen dient der Entsorgung von Munition oder anderen Sprengstoffen, läßt sich aber in ähnlicher Ausführung zur Entsorgung allgemein gefährlicher oder hochenergetischer Materialien einsetzen. Er umfaßt ein Gehäuse 2 mit einem oberen, im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 3 und einem unteren, sich nach unten konisch verjüngenden Austragabschnitt 4. Der Austragabschnitt 4 besitzt eine Auslaßöffnung 5, über welche der Innenraum des Austragabschnittes 4 mit dem Innenraum eines Austrag-Sammelgehäuses 6 kommuniziert. In der Nähe des Bodens des Austrag-Sammelgehäuses 6 befindet sich eine Austragöffnung 7; in etwas größerem Abstand vom Boden des Austrag-Sammelgehäuses 6 ist eine Gaseinlaß- und Auslaßöffnung 8 vorgesehen. Diese ist in 1 durch einen Flansch 9 verschlossen.

Auf den zylindrischen Abschnitt 3 des Gehäuses 2 ist ein deckelartiges Gehäuseoberteil 10 aufgesetzt, in dem sich verschiedene Einlaßöffnungen 11, 12, 13, 14 und 15 befinden.

Über die Einlaßöffnung 12 wird dem Innenraum des Gehäuses 2 in noch näher zu beschreibender Weise eine Schüttung von Stahlkugeln zugeführt, welche im betriebsbereiten Zustand des Schachtofens 1 in der in 1 dargestellten Weise einen Teil des Austrag-Sammelgehäuses 6, den gesamten konischen Austragabschnitt 4 und den gesamten zylindrischen Abschnitt 3 des Gehäuses 2 ausfüllt. Die Stahlkugeln sind dabei so dimensioniert, daß sie innerhalb des Gehäuses 2 eine "fließfähige" Schüttung 16 nach Art eines Wandbettes bilden.

In einem gewissen Abstand unterhalb der der Einlaßöffnung 12 benachbarten Oberfläche des Wanderbettes 16 ist eine Zündvorrichtung 18, beispielsweise in Gestalt zweier einen Lichtbogen erzeugender Elektroden, vorgesehen.

Über die Einlaßöffnung 14 im Gehäuseoberteil 10 wird die zu entsorgende Munition zugeführt. Diese vermischt sich dabei mit den über die Einlaßöffnung 12 eingeleiteten Stahlkugeln und bewegt sich gemeinsam mit diesen, in das Wanderbett 16 integriert, innerhalb des Schachtofens 1 nach unten, wie weiter unten nach deutlicher wird.

Über die im Durchmesser kleiner dargestellten Einlaßöffnungen 11, 13 und 15 im Gehäuseoberteil 10 können nach Bedarf Hilfsstoffe ins Innere des Gehäuses 2 eingeführt werden, so etwa Wasser, Brennstoffe, Luft, Heißgas, Kühlungsgas und Chemikalien, insbesondere Chemisorbentien, je nach Art der Materialen, die in dem Schachtofen 1 entsorgt werden sollen. Nicht benötigte Einlaßäffnungen 11, 13, 15, werden selbstverständlich im Betrieb des Schachtofens verschlossen.

Die Austragöffnung 7 des Austrag-Sammelgehäuses 6 ist über eine Leitung 19 und eine Schüttgut-Abscheideeinrichtung 20 sowie eine weitere Leitung 22 mit einer in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Austrageinrichtung verbunden. Diese zieht über die Leitung 19 das sich im Austrag-Sammelbehälter 6 befindliche Material ab, welches eine Mischung aus den als Schüttgut (Wanderbettmaterial) verwendeten Stahlkugeln und dem Schrott und sonstigen Reststoffen ist, die bei der Reaktion des Entsorgungsgutes entstehen. Dabei wird gleichzeitig der gesamte Innenraum des Gehäuses 2 beispielsweise durch Absaugung über die Leitung 8 unter Unterdruck gehalten, sodaß keine Gase aus dem Gehäuse 2 entweichen können.

In der Schüttgut-Abscheideeinrichtung 20 wird das Schüttgut von den sonstigen Reststoffen, insbesondere dem Schrott getrennt. Das Schüttgut wird über eine weitere Leitung 21 dem Einlaß 12 im Gehäuseoberteil 10 wieder zugeführt, während der Schrott und die sonstigen aus der Reaktion stammenden festen Reststoffe über die Leitung 22 der endgültigen Entsorgung gefahrlos zugeführt werden können.

Der oben beschriebene Schachtofen 1 arbeitet wie folgt:

Durch die kontinuierliche Zufuhr von Stahlkugeln über die Einlaßöffnung 12 im Gehäuseoberteil 10 und die im gleichen Maße stattfindende Entnahme von Stahlkugeln über die Austragöffnung 7 im Austrag-Sammelgehäuse 6 sowie durch die Rückführung der in der Schüttgut-Abscheideeinrichtung 20 wiedergewonnenen Stahlkugeln über die Leitung 21 wird ein kontinuierlicher Kreislauf der Stahlkugeln aufrechterhalten. Über die Leitung 35 wird von außen nur jeweils der Ergänzungsbedarf frischer Stahlkugeln eingebracht. Im Inneren des Reaktors bildet sich das in 1 dargestellte Wanderbett 16 aus, welches im dynamischen Gleichgewicht von Zufluß 17 und Abfluß etwa die dargestellte Form behält. Die zu entsorgenden Güter, im Beispiel die Munition, wird in einer entsprechend abgestimmten Menge über die Einlaßöffnung 14 im Gehäuseoberteil 10 zugeführt und dabei unter die Stahlkugeln gemischt. In der Nähe der Einlaßöffnungen 12 und 14 17 besitzt das Wanderbett 16 eine Temperatur, die unterhalb der Zündtemperatur der Munition liegt. Je tiefer jedoch die Munition mit den Stahlkugeln im Wanderbett 16 nach unten absinkt, um so höher wird die Temperatur, der sie ausgesetzt ist. Kommt die Munition in die Nähe der Zündvorrichtung 18, so hat sie bereits eine Temperatur, die nicht mehr weit von der Zündtemperatur entfernt ist. Es genügt nunmehr eine verhältnismäßig kleine weitere Temperaturerhöhung durch die Zündvorrichtung 18, um die gesteuerte Explosion auszulösen. Die dabei freigesetzte thermische und mechanische Energie wird von den die Munition umgebenden Stahlkugeln aufgenommen und zum Teil an die Wände 3 des Gehäuses 2 weitergegeben, die hierzu in einer bestimmten, weiter unter näher erläuterten Weise ausgebildet sind. Die mit der Explosion verbundenen und ggf. nachfolgenden Reaktionen sind abgeschlossen, wenn die das Wanderbett 16 bildenden Materialien in den unteren Austragabschnitt 4 des Gehäuses 2 eintreten. Hier enthält das Wanderbett 16 also im wesentlichen Stahlkugeln, Metallschrott, der bei der Explosion aus den metallischen Munitionsteilen entstanden ist, ungefährliche Chemikalien als Reaktionsprodukte und ggf. Gase. Diese Mischung wird über das Austrag-Sammelgehäuse 6 in der oben schon geschilderten Weise ausgetragen, wobei eventuell vorhandende Gase über die Gaseinlaß-/Auslaßöffnung 8 abgezogen werden.

Das Wanderbett 16 wirkt bei den oben geschilderten Vorgängen nicht nur druckstoßdämpfend; vielmehr dienen die über die Schüttgut-Abscheideeinrichtung 20 und die Leitung 21 rezirkulierten Stahlkugeln gleichzeitig als regenerativer Wärmetauscher bzw. Wärmespeicher. Dieser vermindert den Energiebedarf, der zur Erwärmung der Munition bis nahe an die Zündtemperatur erforderlich ist.

Die Schüttgut-Abscheideeinrichtung 20 kann unterschiedliche Bauweisen besitzen: Im oben geschilderten Fall, in dem das Schüttgut aus Stahlkugeln besteht und der in der Explosion entstandene Schrott im wesentlichen aus Eisen, kann sie magnetisch arbeiten.

Statt der Kugeln aus Stahl können als Schüttgut auch Kugeln aus anderem Material, insbesondere keramische Kugeln, eingesetzt werden. Auch eine exakte Kugelform ist nicht erforderlich; es reicht jede Form aus, die zu dem gewünschten "fließfähigen" Wanderbett 16 führt.

Wird als Material für das Schüttgut ein Metall verwendet, kann statt der mit einem Lichtbogen arbeitenden Zündvorrichtung 18 auch eine Induktionsspule eingesetzt werden.

Diese ruft in dem Schüttgut wärmeerzeugende Wirbelströme hervor, die dann für die zur Reaktionseinleitung erforderliche Temperatur sorgen. Bei energiereichen Materialien kann unter Umständen auf eine gesonderte Zündvorrichtung vollständig verzichtet werden, da die zur Reaktionseinleitung erforderliche Temperatur ohne äußere Energiezufuhr aus der Reaktionswarme im Wanderbett 16 erreicht wird.

Wie schon oben erwähnt wurde, muß die Wandung 3 des Gehäuses 2 erhebliche thermische und mechanische Belastungen aushalten; darüber hinaus können die im Wanderbett 16 stattfindenden Reaktionen mit einer erheblichen Geräuschentwicklung verbunden sein, so daß eine schalldämmende Eigenschaft der Wand 3 erwünscht ist. Hierzu besitzt die Wand 3 den in 2 schematisch dargestellten Aufbau:

Radial innerhalb eines äußeren, herkömmlichen Druckmantels 25 aus Metall befindet sich eine schallabsorbierende Zwischenschicht 26, die z.B. aus Sand oder Holz bestehen kann. Die schallabsorbierende Zwischenschicht 26 ist über eine metallische Schale 27 von einer weiteren Zwischenschicht 28 getrennt, die aus einem elastischen Medium, im dargestellten Beispiel aus Gummi, besteht. Die elastische Zwischenschicht 28 wird durch eine Vielzahl achsparalleler Temperierbohrungen 29 durchzogen. Durch diese Temperierbohrungen 29 wird je nach Bedarf ein Temperiermittel (Kühlmittel oder Heizmittel) geleitet, welches zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur in einem bestimmten Abschnitt des Gehäuses 2 erforderlich ist.

Die radial am weitesten innenliegende Schicht der Wand 3 ist eine verschleißfeste Schale 30, welche aufgrund ihrer Eigenelastizität verformbar ist und aufgrund von achsparallelen Sicken 31 in dem Sinne "atmen" kann, als sie unter dem Einfluß von inneren Druckstößen ihren Durchmesser verändern kann. Die verschleißfeste Schale 30 stützt sich dabei an der elastischen Zwischenschicht 28 ab, welche letztendlich die Deformationsenergie aufnimmt.