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Brenner für staubförmige, flüssige und gasförmige Brennstoffe.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für staubförmige, flüssige und gasförmige Brenn- stoffe mit konzentrisch ineinander geschachtelte, teilweise ortsfesten, teilweise beweglichen Zuführung- düsenrohre. wobei die zwischen den Düsenrohren gebildeten Ringräume der Zuführung der Brennstoffe und der Luft dienen. Die Zuführung der Verbrennungsluft erfolgt durch einen regelbaren und die Zu- führung der Transportluft für den staubförmigen Brennstoff durch einen konstanten Ringraum, der so be messen ist, dass die hier zugeführte Luftmenge bei verminderter Kohlenstaubzufuhr bzw. Abschaltung derselben keinen Überfluss für die Verbrennung der übrigen Brennstoffe darstellt und bei maximaler
Kohlenstaubzuführung für den Transport desselben ausreicht.
Ein wesentliches Kennzeichen der Erfindung bildet also die Konstanterhaltung des für die
Transportluft des Brennstoffes bestimmten Ringraumes, für dessen Bemessung die im Anspruch ge- gebenen durch den jeweiligen Betrieb festgelegten Bedingungen massgeblich sind. Diese Konstant- erhaltung des für die Zuführung der Transportluft des Brennstoffes bestimmten Ringraumes ist von wesentlicher Bedeutung, wie sich aus folgendem ergibt.
Die Regelung der Kohlenstaubmenge im Brenner ist wegen der dabei mit Sicherheit zu erwartenden Verstopfungen ausgeschlossen, während sie anderseits an einer beliebigen, aussen liegenden Stelle sehr leicht möglich ist. Würde man den Ringraum, der zur Zuführung der Transportluft für den Brennstoff dient, in der Weise wie bei den andern Ringräumen vergrössern oder verringern, dann würde sich die Einströmungsgeschwindigkeit des Kohlenstaubes und der zu seinem Transport erforderlichen, sogenannten Trägerluft variabel einstellen lassen. Die Durchflussmenge könnte verkleinert und vergrössert werden, allerdings nur in jenen Grenzen, dass bei einmal gegebener Pressung dieser Trägerluft durch zu weites Öffnen im Brenner die Pressung nicht zu weit abfällt oder ganz verlorengeht.
Im Falle der Einstellung auf eine Mindestmenge von Kohlenstaub und Transportluft würde sich aber die Geschwindigkeit infolge Stauung am Brenner derartig vermindern, dass der Kohlenstaub nicht mehr getragen wird und sich, wie das in der Praxis häufig geschieht, Staubablagerungen bilden.
Erst wenn diese Ablagerungen den Rohrquerschnitt so ausfüllen bzw. einengen, dass es wieder zu einer Drucksteigerung vor der verlegten Leitungsstrecke kommt, würde der so gesteigerte Druck, den Staub wie einen Pfropfen vor sich hertreibend, eine entsprechende Quantität desselben plötzlich dem Ofen zuführen, um im nächsten Augenblick, wenn der Durchgangsquerschnitt wieder frei ist, das Ablagern des Staubes neuerdings einsetzen zu lassen, bis die Ablagerung wiederum eine Drucksteigerung hervorruft. Die Folge ist stossweises Arbeiten der Feuerung, welche sich bei feuchtem Material noch viel unliebsamer geltend macht.
Diese plötzliche, stossweise Chargierung des Ofens mit Brennstoff macht sich, wie bekannt, durch mächtiges Ausschlagen der Flammen aus allen Öffnungen des Ofens bis zum Essenausgang bemerkbar und kann unter Umständen zu Explosionen führen.
Hieraus ergibt sieh, dass die Konstanterhaltung der Transportluftmenge für den Brennstoff eine Notwendigkeit des Betriebes solcher Brenner und dass die Begrenzung dieser Konstanterhaltung in Be-
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Die Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung beispielsweise dargestellt, u. zw. bezeichnet : 1 das äussere Düsenrohr, das nach rückwärts bonisch erweitert ist, 2 eine verschiebbare Düse, welche
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Es sei angenommen, dass bei 9 die Verbrennungsluft, bei 10 ein Kolùenstaubluftgemisch, bei 11 entweder Koksofengas oder Hochofengas, endlich bei 12 Teeröl oder ein sonstiger flüssiger Brennstoff zugeführt wird, so ergibt sieh folgendes :
Der staubförmige Brennstoff benötigt zu seinem Transport eine bestimmte Luftmenge.
Ist der zu beheizende Ofen für Kohlenstaub eingerichtet und unterliegen dessen Leistul1gsziffern starken Schwankungen, so ist es erforderlich, die Brennstoffdosierung, im vorliegenden Fall die Menge des Kohlenstaubes, dem jeweiligen Bedarf anzupassen. Bei reinem Kohlenstaubbetrieb wird daher nur bei Vollbelastung des Ofens ein Kohlenstaub erforderlich. Anderseits wird bei vorkommender Drosselung des Ofens, oder falls beispielsweise angenommen aus irgendeinem Grunde Gasüberschüsse
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werden (Reparatur an der Mahlanlage usw.).
Das heisst also hinsichtlich des Aufwandes an staubförmigem Brennstoff ist mit einem Maximum bis zu Null zu rechnen ; Eine Regelung für die Menge des Kohlenstaubes im Brenner selbst ist jedoch wegen der dabei zu erwartenden Verstopfungen ausgeschlossen ; nachdem dieselbe aber an irgendeiner beliebigen aussenliegenden Stelle, sei es in Ofennähe oder in der Nähe des Vorratsbunkers, in bisher ge- bräuchlicher Art leicht möglich ist, scheidet eine solche im Brenner gänzlich aus. Die Anordnung der feststehenden Düsen. 3 und 4, sowie deren Querschnittsbemessung sind daher so getroffen, dass die
Transportluft mit konstantem Druck durch das Rohr 10 dem Ringraum b und dann ohne jede Regelung der Heizung zugeführt wird.
Diese Luftmenge ist so bemessen, dass bei Mindestleistung des Ofens und wie vorerwähnt, bei
Ausschaltung des Kohlenstaubes, kein Luftüberschuss bei der Verbrennung der anderweitig auch in Mindestgrenzen zugeführten gasförmigen oder flüssigen Brennstoff vorhanden ist.
Bei Vollbelastung der Heizung und vorkommendenfalls bei Ausschaltung des gasförmigen und
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Durchgeführte Rechnungsbeispiele an einem Walzwerksofen, dessen Spitzenleistung von täglich 90 Waggon entsprechend Walzprogramm (Walzpausen usw. ) auf 20 Waggon pro 24 Stunden herunter- gedrosselt wurde, haben den einwandfreien Beweis geliefert, dass mit konstanter Luft dann gearbeitet werden kann, wenn die so zugeführte Luftmenge in einem Falle als minimalste Menge zur Verbrennung, im andern Falle als Transport für die maximale Kohlenstaubzuführung genügt.
Wird nun mit maximalem Brennstoffaufwand gerechnet, so genügt die sogenannte Transport- luftmenge nicht mehr ; zu diesem Zweck findet eine Zuleitung von Zusatzluft durch das Rohr 9 statt, welche im Brenner selbst durch die verschiebbare Düse 2 einstellbar ist.
Das durch das Rohr 11 dem Ringraum c zuströmende Gas strömt bei der gezeichneten gegen- seitigen Stellung der Düsen 5, 4, bei vollem Ringraumquerschnitt c aus, welch letzterer durch ent- sprechend Einstellung der Düse 5, erzeugt werden kann.
Soll der Ringraum c vollkommen abschliessbar sein, so müsste die Düse' ? in diesem Falle voll ausgeführt werden.
Die Regelung des flüssigen Brennstoffes kann an beliebiger Stelle, entweder durch eine verschieb- bare Spindel im Innern des Rohres 6, die dann mit einem entsprechenden Sitz versehen ist, oder mittels eines ausserhalb des Brenners in das sich an die Zuleitung 12 gelenkig anschliessende Zuleitungsrohr ein- gebauten Regulierorgans erfolgen.
Für den Fall, dass von den drei genannten Brennstoffarten eine oder die andere ganz auszuschalten ist, erhält der Brenner mit Fortfall der betreffenden Teile eine entsprechend vereinfachtere Ausbildung.
Die Brenner erhalten keinerlei Kühleinriehtungen, da einerseits, z. B. an Schmelzofen, entweder immer eine gerade zur Kühlung ausreichende durchströmende Luftmenge diesem Zwecke dient und bei Öfen mit gleichbleibender Flammenrichtung, insbesondere also auch bei solehen mit Kehrflamme, weitest- gehende Kühlung durch den fortwährend kalt einströmenden Brennstoffluftgemisehstrahl gewährleistet ist.
Aus Gründen allereinfachster und daher billigste Herstellung werden in der Hauptsache zweck- mässig schmiedeeiserne zylindrische Rohre, die entsprechend konisch aufgeweitet oder eingezogen werden
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zur Herstellung des Brenners verwendet, der dann in die Mauerung eines Ofens od. dgl lose mit entsprechendem Spielraum eingesetzt wird.