DD142082A5

DD142082A5 - BURNER

Info

Publication number: DD142082A5
Application number: DD21106079A
Authority: DD
Inventors: Norman A Lyshkow; Herbert E Beningson; Camillo V Diruocco
Original assignee: Combustion Equip Ass
Priority date: 1979-02-16
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1980-06-04

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brenner zur Verbrennung teilchenförmiger Materie. Mit dem Ziel eines hohen Wirkungsgrades soll ein Brenner geschaffen werden, der bei geringer Grenzflächenturbulenz und langer Verweilzeit eine im wesentlichen vollständige Verbrennung gewährleistet. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine erste eine Innenkammer bildende Einrichtung und eine zweite eine Aüßenkammer bildende Einrichtung vorgesehen ist, wobei die Außenkammer die Innenkammer umgibt. Jede Kammer weist ein Auf- und ein Abstromende auf. Während das Abstromende der Innenkammer eine Einrichtung für den Austritt der Verbrennungsgase aus dem Brenner aufweist, ist eine Endwand am Abstromende der Außenkammer angeordnet. Nahe dem Aufstromende der Außenkammer befindet sich ein erster Brennstoffeinlaß und ein erster Lufteinlaß. - Fig.1 -The invention relates to a burner for the combustion of particulate Matter. With the goal of a high degree of efficiency is intended Burner can be created at low interfacial turbulence and long residence time, a substantially complete combustion guaranteed. According to the invention this is achieved in that a first interior chamber forming means and a second one Außkammer forming device is provided, wherein the outer chamber surrounding the inner chamber. Each chamber has an open and a Downstream end on. While the downstream end of the inner chamber a Device for the exit of the combustion gases from the burner has an end wall disposed at the downstream end of the outer chamber. Near the upstream end of the outer chamber is a first Fuel inlet and a first air inlet. - Fig.1 -

Description

Brennerburner

Die Erfindung betrifft einen Brenner und insbesondere einen sog* Doppelwirbelbrenner einer Bauart, wie sie allgemein2 angewendet wird_? um eine Strömung der brennbaren Produkte hervorzurufen, bei der teilchenförmige Materie eine ausreichende Zeitlang mitgerissen wird, um eine im wesentlichen vollständige Verbrennung zu erhalten. Dadurch sind diese Brenner für die Verbrennung von Peststoffen geeignet, die ansonsten als schwierig verbrennbar betrachtet werden»The invention relates to a burner and in particular to a so-called double vortex burner of the type generally used2 _. to cause a flow of the combustible products, in which particulate matter is entrained for a sufficient time to obtain substantially complete combustion. As a result, these burners are suitable for burning pesticides that are otherwise considered difficult to burn. "

Charak ter i s t ik der ^ b eks^nj^en_jbechni sehen Lö sungenCharacteristics of the functions are to be found

Brenner der bekannten Bauart, wie-sie beispielsweise in den US-PS 2 736 168; 3 200 870 und 3 352 345 beschrieben sind, konnten jedoch die an sie gestellten Erwartungen nicht erfüllen, und manchmal wurde festgestellt, daß nicht verbrannte teilchenförniige Materie zusammen mit den Abgasen ausgeführt wurden, Auch sammelte sich häufig teilchenföriaige Materie an den Wänden des Brenners an, was die vollständige Verbrennung beeinträchtigte und ein Abstellen des Brenners für Reinigungszwecke erforderlich machte,Burners of the known type, as described, for example, in US Pat. No. 2,736,168; 3,200,870 and 3,352,345, however, could not meet the expectations placed on them, and it was sometimes found that unburned particulate matter was carried out along with the exhaust gases. Particulate matter also frequently accumulated on the walls of the burner, which interfered with complete combustion and necessitated a shutdown of the burner for cleaning purposes,

Ds,s3 Ziel der Erfindung besteht darin, einen Brenner bei geringem Aufwand mit hohem Wirkungsgrad auszubilden_e Ds, s3 The aim of the invention is to form a burner with low efficiency with high efficiency _e

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Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner zu schaffen, bei dem eine verringerte Grenzflachenturbulenz auftritt und eine ausreichend lange Verweilzeit erreicht werden kann, um eine im wesentlichen vollständige Verbrennung zu erhalten»The invention has for its object to provide a burner in which a reduced Grenzflachenturbulenz occurs and a sufficiently long residence time can be achieved in order to obtain a substantially complete combustion »

Der erfindungsgemäße Doppelwirbelbrenner besitzt, allgemein ausgedrückt, einen Einlaß, durch den Luft dergestalt eingeführt wird, daß sie einem spiralförmigen Weg mit bestimmter Geschwindigkeit folgt» leiter wird Brennstoff so eingeleitet, daß er in der Luft eingeschlossen und zusammen mit dieser zur Verbrennung mitgerissen wird* Der Brenner hat ein Ende, das die Strömung der"Verbrennungsgase und der teilchenförmigen -Materie umkehrt, so daß die Verbrennungsgase und die teilchenförmige Materie in dem spiralförmigen Weg der·in der ursprünglichen Richtung sich bewegenden Gase zu einer nach außen gerichteten Bewegung veranlaßt -werden. Eine zylindrische in Abstand von dem Umkehrende des Brenners befindliche W®nd ist zwischen den sur Endsjand strömenden Gasen und den von der Endwand abfließenden Gasen .angeordnet» Bei einer genauen Auslegung hat.der Brennstoff eine ausreichende Verweilzeit, um vollständig oder im wesentlichen vollständig verbrannt zu werden, wobei.der Brenner vorzugsweise bei Temperaturen betrieben wird, die ausreichend hoch sind, um die nicht brennbaren Bestandteile zu verschlacken, so daß von des Brenner im wesentlichen reine Luft abgegeben wird. Die Schlacke wird in flüssiger Form abgenommen».The double vortex burner according to the invention has, in general terms, an inlet through which air is introduced so as to follow a spiral path with a certain velocity. The fuel is introduced in such a way that it is trapped in the air and entrained together with it for combustion Burner has an end that reverses the flow of "combustion gases and particulate matter so that the combustion gases and particulate matter in the spiral path of the gases moving in the original direction cause them to move outward cylindrical wall spaced from the torch reverser is located between the gases passing the end and the gases flowing from the end wall. "In an accurate design, the fuel has sufficient residence time to be completely or substantially completely incinerated where d The burner is preferably operated at temperatures which are high enough to scavenge the non-combustible components so that substantially pure air is released from the burner. The slag is removed in liquid form ».

Zusammengefaßt wird durch die Erfindung ein Brenner der Doppelwirbelbauweise geschaffen, bei dem die brennbaren Produkte sich längs eines äußeren spiralförmigen Weges bewegen und während dieser Zeit gezündet und verbrannt v/erden,, wobei die Verbrennungsprodukte aus dem Brenner nach Bewegung längsIn summary, the present invention provides a twin-screw burner in which the combustible products move along an outer spiral path and during that time are ignited and burned, the products of combustion from the burner moving longitudinally

211 060 ~ ³ ~ Berlin,CU7.9-1979211 060 ~ ³ ~ Berlin, CU7.9-1979

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eines inneren spiralförmigen Weges ausgestoßen werden« Die inneren und äußeren spiralförmigen Wege sind durch eine zylindrische Wand voneinander getrennt, um eine Unterbrechung der Strömungen und Gegenströmungen und damit eine nachteilige Turbulenz zu verhindern, damit die brennbaren Produkte· und insbesondere die festen Brennstoffe in dem Verbrennungsstrom eine ausreichende Zeitlang für eine maximale Verbrennung bei minimaler Emission von teilchenförmiger Materie eingeschlossen bleiben« Der Brenner eignet sich insbesondere für Betrieb bei schlackenbildenden Temperaturen, so daß die Schlacke zur weiteren Verringerung der Emission von teilchenförmiger Materie gesammelt und abgenommen v/erden kann.The inner and outer spiral paths are separated by a cylindrical wall to prevent interruption of the flows and countercurrents and thus adverse turbulence, so that the combustible products, and in particular the solid fuels, in the combustion flow The burner is particularly suitable for operation at slag-forming temperatures, so that the slag can be collected and removed to further reduce the emission of particulate matter.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden* In der zugehörigen Zeichnung :zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment * In the accompanying drawings: show:

i3* 1s einen etwas schesiati sehen Längsschnitt längs der Linie 1-1 nach Pig» 2 von einer bevorzugten Ausführungsform von einem erfindungsgemäß aufgebauten Bren ner,i3 * 1s see a somewhat schesiati longitudinal section along the line 1-1 to Pig »2 of a preferred embodiment of a inventively constructed Bren ner,

2: einen Schnitt längs der Linie 2-2 nach Pig, 1»2: a section along the line 2-2 to Pig, 1 »

In der Zeichnung ist ein Brenner 10 dargestellt» Eine zylindrische Innenwand 11 geht an einem Ende in einen konusförmigen Bereich 12 über, um eine Außenkanmer 13 zn bilden» Die Wände 11; 12 sind mit. einen stark isolierenden feuerfesten Material 14 ausgekleidet, um Wärmeverluste in Grenzen zu hal ten und die Aufrechterhaltung der Verbrennungstemperaturen in der Außenkaraiiier 13 zu unterstützen« Ein Zylinder 15 ist ¹innerhal-b der Innenwand 11 konzentrisch in Abstand von die-In the drawing, a burner 10 is shown »A cylindrical inner wall 11 merges at one end into a conical region 12 to form an outer can 13 zn » The walls 11; 12 are with. lined with a highly insulating refractory material 14 to keep heat losses within limits and to help maintain the combustion temperatures in the outer carcass 13. A cylinder 15 is located ¹ inside the inner wall 11 concentrically spaced therefrom.

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ser angeordnet, wobei der ringförmige Raum zwischen Innenwand 11 lind Zylinder 15 die vorerwähnte Außenkammer 13 "bildet» Der Zylinder 15 besteht _aus einem Material, das die in dem Brenner entwickelten Temperaturen aushalten kann« Das von dem Zylinder 15 umgebene Volumen definiert eine Innenkammer 16, Das linke Ende des Zylinders 15 nach Fig« 1 bildet das Auslaßende 17 des Brenners 10» Das rechte Ende des Zylinders definiert das innere Ende 18 des Zylinders 15« Die bevorzugte Lage des inneren Endes 18 ist im wesentlichen in der Ebene, die durch den Schnittpunkt der Innenwand 11 und des konusför~ migen Bereiches 12 definiert ist«,ser, wherein the annular space between inner wall 11 lind cylinder 15, the aforementioned outer chamber 13 forms "" The cylinder 15 is a material that can withstand the developed in the combustor temperatures "defined surrounded by the cylinder 15 volume is _a us an inner chamber 16 The left end of the cylinder 15 of FIG. 1 forms the outlet end 17 of the burner 10. The right end of the cylinder defines the inner end 18 of the cylinder 15. The preferred location of the inner end 18 is substantially in the plane defined by FIG Intersection of the inner wall 11 and the cone-shaped region 12 is defined,

Ein Luftkasten 21 umgibt den Brenner 10 nahe dem Auslaßende 17 für die Zufuhr von Verbrennungsluft_o Ein nicht gezeigtes Gebläse stößt die Luft über einen Lufteinlaß 22 in' den Luftkasten 21 ein* Die Geschwindigkeit der einströmenden Luft am Eingang zur ringförmigen Außenkammer 13 wird in Relation zu 6.QX Eigenschaft des zu verbrennenden Brennstoffes bestimmt» Ferner sind die Einführungsstellen der Einlaßluft durch die Verbrennungseigenschaften des Brennstoffes festgelegt« Zwei Lufteinlaßstellen sind für die Außenkanmer 13 dargestellt. Es ist ein Primärlufteinlaß 23 und ein Sekundärlufteinlaß angedeuteto Beide L_ufteinläße 23;24 können in'Porm von Tangential schaufeln 25 ausgebildet sein, so daß die Luft tangential der Außenkammer 13 zugeführt wird_o Die Tangentialschaufeln" 25 umgeben die Innenwand 11 dergestalt, daß eine über 360° sich erstreckende Einführmöglichkeit für sowohl die Primärluft als auch Sekundärluft vorliegt« Es wurde festgestellt, daß der Einlaß 24 für die Sekundärluft in manchen Pällen unnötig ist, ?s?enn z₀B« rasch zündende Brennstoffe, wie Gas, Öl und leicht flüchtige feinpulverisierte Kohle, verbrannt werden«An air box 21 surrounds the burner 10 near the outlet end 17 for the supply of combustion air _o A blower not shown pushes the air through an air inlet 22 in the air box 21 * The velocity of the incoming air at the entrance to the annular outer chamber 13 in relation to 6.QX Property of fuel to be burnt determined »Further, the intake points of the intake air are determined by the combustion characteristics of the fuel« Two air intake points are shown for the Außenkanmer 13. It is a primary air inlet 23 and a secondary air inlet angedeuteto Both L _u fteinläße 23; 24 can in'Porm of tangential scooping be formed 25 so that the air is fed tangentially to the outer chamber 13 _o The Tangentialschaufeln "25, the inner wall 11 surrounded such that a about 360 ° extending Einführmöglichkeit for both the primary air and secondary air is present "It has been found that the inlet 24 is unnecessary for the secondary air in some Pällen,? s? hen z ₀ B" rapidly igniting fuels, such as gas, oil and easily volatile fine pulverized coal, to be burned «

360 - ⁵ " Berlin,d.7-9.1979360 - ⁵ "Berlin, d.7-9.1979

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Ferner"können Einrichtungen vorgesehen werden, um die Off« nungsweite für den Prii&arlufteinlaß 23 und Sekundärlufteinlaß 24 zu verändern, indem ζ·Β« die Schaufeln 25 eingestellt werden« Irgendeine geeignete Einrichtung für die Einstellung des Lufteinlasses kann ebenfalls verwendet werden, und da eine solche Einrichtung dem Fachmann bekannt ist, erübrigt es sich, irgendeine spezielle Ausführung für eine solche Einrichtung zum Einstellen des Lufteinlasses wiederzugeben«Further, means may be provided to vary the opening width for the pre-air inlet 23 and secondary air inlet 24 by adjusting the vanes 25. Any suitable means for adjusting the air intake may also be used, and such As is well known to those skilled in the art, it would be unnecessary to provide any particular design for such a device for adjusting the air intake. "

Zwischen dem Prirnärlufteinlaß 23 und dem Sekundärlufteinlaß 24 ist ein Primärbrennstoffeinlaß 26 angeordnet, der in der Zeichnung schematisch, als Rohr dargestellt ist* Die spezielle Ausführung des Primärbrennstoffeinlasses 26 hängt von der Art und Eigenschaft des Brennstoffes ab. Es versteht sich, daß der Brennstoff gasförmig, flüssig mit verschiedener- Viskosität oder fest mit einem weiten Bereich der Partikelgröße und des Zufüorverhaltens sein kann»Between the primary air inlet 23 and the secondary air inlet 24, a primary fuel inlet 26 is arranged, which is shown schematically in the drawing, as a pipe * The specific design of the primary fuel inlet 26 depends on the nature and property of the fuel. It is understood that the fuel may be gaseous, liquid of various viscosity, or solid with a wide range of particle size and feed behavior. "

Der Brenner 10 hat eine Wand 27, die das Ende der Außenkammer 13 bildet« Die Wand 27 steht in Eingriff mit der Innenwand 11 und dem Zylinder 15» um das Ende der Außenkammer 13 zu verschließeiu Ein oder mehrere Hilf sbrennstoffeinlasse 28 können "zur Zufuhr von Hilfsbrennstoff in die Außenkammer 13 vorgesehen werden,, Wie in der Zeichnung dargestellt, können die Hilfsbrennstoffeinlasse 28 in JOrrn von Durchlässen durch die Endwand 27 ausgebildet sein, die längs eines Kreisbogens in Abstand voneinander stehen« Diese Anordnung würde sich für einen, gasförmigen Hilfsbrennstoff eignen, der über den Luftkasten 21 eingeführt'werden könnte. Andere Arten von Hilfsbrennstoff einlassen könnten unter Berücksichtigung der Eigenschaft des Hilfsbrennstoffes vorgesehen werden» Es wurde festgestellt; daß die Hohe der Strahlungsenergie des Brenners dergestalt ist«, daß nach einmal in Gang gesetzter VerbrennungThe burner 10 has a wall 27 which forms the end of the outer chamber 13. The wall 27 is engaged with the inner wall 11 and the cylinder 15 to close the end of the outer chamber 13. One or more auxiliary fuel inlets 28 may be supplied to supply Auxiliary fuel can be provided in the outer chamber 13, as shown in the drawing. The auxiliary fuel inlets 28 may be formed in passages through the end wall 27 which are spaced apart along a circular arc. This arrangement would be suitable for a gaseous auxiliary fuel. which could be introduced via the air box 21. Other types of auxiliary fuel could be included taking into account the property of the auxiliary fuel "It has been found that the level of the radiant energy of the burner is such that after once initiated combustion

Berlin,d.7.9.1979_ AP P 23 D/211 Ο6θ" 55 049/28Berlin, d.7.9.1979_ AP P 23 D / 211 Ο6θ "55 049/28

ausreichend Energie in der Plammenfront vorliegt, um die eintretenden Brennstoffpartikel zu zünden, so daß die Notwendigkeit, einen die Verbrennung tragenden Hilfsbrennstoff vorzusehen, überflüssig ist» Bei manchen Arten von P_rimärbrennstoff kann der Sekundärbrennstoff selbst zu Beginn insgesamt unnötig sein«there is sufficient energy in the Plammenfront to ignite the incoming fuel particles, so that the need to provide an auxiliary fuel, the combustion-supporting, is superfluous "can imärbrennstoff With some types of P _r of the secondary fuel itself at the beginning of a total unnecessary be"

Der Luftkasten 21 ist, wie dargestellt, mit einer Vielzahl von Klappen 29 nahe dem A_uslaßende 17 versehen«, Die Klappen 29 können durch irgendeine nicht gezeigte geeignete Einrich- ' tung einstellbar sein, um eine gezielte Luftrnenge von dem Luftkasten 21 mit den heißen, aus der Innenkammer 16 austretenden Gasen zu vermischen, wenn es erforderlich und erv/ünscht erscheint, die heißen Verbrennungsgase abzukühlen«The air box 21 is, as shown, provided with a plurality of flaps 29 near the A _u slaßende 17, "The flaps 29 can by any not shown suitable Einrich- 'tung be adjustable to a targeted Luftrnenge from the air box 21 with the hot to mix gases leaving the inner chamber 16 when it is necessary and desirable to cool the hot combustion gases. "

Darauf hinzuweisen ist, daß eine Vielzahl von Pfeilen in Fig« 1 und 2 gezeigt sind und daß diese Pfeile die Richtung der Strömung von Luft und Gasen in,.durch und aus dem Brenner 10 -sowie dem Luftkasten 21 -wiedergeben«It should be noted that a plurality of arrows are shown in Figs. 1 and 2, and that these arrows indicate the direction of the flow of air and gases in, through and out of the burner 10, as well as the air box 21.

An der Innenwand 11 ist ein Schlackenauslaß oder -abstich so befestigt, daß er in Verbindung mit der Außenkammer 13 steht,-um geschmolzene im Brenner erzeugte Schlacke für den Pall abzüstechenj daß der Brenner bei solchen Temperaturen betrieben vjird, bei denen schlackenbildende Bedingungen vorliegen. Eine Heizeinrichtung 32 für den Schlackenauslaß 31 ist angedeutet und kann während des Brenneranlaufes nützlich sein, .um ein Verstopfen des Schlackenauslasses 31 zu verhindern« Ein Behälter 33 ists wie dargestellt, vorgesehen und enthält Wasser, um die aus dem Schlackenauslaß 31 austretende Schlacke abzukühlen und sie vom geschmolzenen in den festen. Zustand zu überführen^ so daß die Schlacke entfernt werden kann_e On the inner wall 11, a slag outlet or tap is fixed so as to be in communication with the outer chamber 13, to reduce melted slag generated in the burner for the pallet that the burner is operated at temperatures at which slag forming conditions exist. A heater 32 for the slag outlet 31 is indicated and may be useful during burner start-up to prevent clogging of the slag outlet 31. A tank 33 is provided as shown and contains water to cool and remove the slag leaving the slag outlet 31 from the molten to the solid. Condition so that the slag can be removed _e

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Eine bevorzugte 'Ausführungsform für den erfindungsgernaßen Brenner wurde zuvor beschrieben. Die bevorzugte Ausführungsform, eignet sich zur Verbrennung von nicht brennbare Bestandteile enthaltenden Brennstoffen, die Schlacke und Asche bilden, welche nicht verbranntes teilchenf ö'rmiges Material erzeugen. Bei anderen Brennstoffen können, wie zuvor beschrieben, gewisse Bauteile nicht erforderlich sein, wie dies nachfolgend näher erläutert werden wird*A preferred embodiment of the inventive burner has been previously described. The preferred embodiment is suitable for combusting non-combustible constituent fuels which form slag and ash which produce unburned particulate matter. In other fuels, as described above, certain components may not be required, as will be explained in more detail below *

Aus Gründen der Darstellung wurden die Bereiche der Außenkammer 13 in verschiedene Zonen aufgeteilt» Die Zone zwischen den Linien A und B kann als Verbrennungszone für den Hilfsbrennstoff bezeichnet werden« Die Zone'zwischen den Linien B und C kann als Zündungszone und die Zone zwischen den Linien C und D als Verbrennungszone bezeichnet werden» Die Zone innerhalb der Kammer 16 wäre die ITachverbrennungszone.For illustrative purposes, the areas of the outer chamber 13 were divided into different zones "The area between the lines A and B can be called a combustion zone for the auxiliary fuel" The Zone'zwischen lines B and C can be used as ignition zone and the zone between the lines C and D are referred to as combustion zone "The zone within the chamber 16 would be the ITach combustion zone.

Bei jedem Brenner ist der Y/irkungsgrad direkt proportional EU der Menge an verbranntem Brennstoff in bezug auf die Menge an zugeführtem Brennstoff« Theoretisch würde bei einer ausreichend langen Verweilzeit und einer angemessenen Sauerstoff-* zufuhr der Brennstoff in einem Brenner 100%ig verbrannt werden. In der Praxis jedoch ist ein Y/irkungsgrad von 100 % nur ein Ziel, das niemals erreicht, jedoch stets angestrebt wird. Bei der Verbrennung von einem Brennstoff ist es erwünscht, den Brennstoff in dem Luftstrom zu halten, um zur Erzielung einer vollständigen Verbrennung eine maximale freiliegende Oberfläche vorzusehen» Dies ist insbesondere bei der Verbrennung von festen Brennstoffen schwierig, da diese Brennstoffe die neigung haben, sich an den Wänden des Brenners abzulagern und anzusammeln. Der erfindungsgemäße Brenner eignet.sich insbesondere für die Verbrennung von festem Brennstoff mit hohem Y/irkungsgrad_s da er die Eigenschaft besitzt.For each burner, the efficiency is directly proportional to the amount of fuel burnt in relation to the amount of fuel supplied. "Theoretically, with a sufficiently long residence time and adequate oxygen feed, the fuel in a burner would burn 100%. In practice, however, a 100 % efficiency is just one goal that is never achieved, but always strived for. In the combustion of a fuel, it is desirable to hold the fuel in the air stream to provide a maximum exposed surface to achieve complete combustion. This is particularly difficult to burn in solid fuels as these fuels tend to accumulate deposit and accumulate on the walls of the burner. The burner according to the invention eignet.sich in particular for combustion of solid fuel with a high Y / irkungsgrad _s because it has the property.

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den festen Brennstoff im "Luftstrom über eine ausreichende Zeitdauer eingefangen zu halten, so daß eine im wesentlichen vollständige Verbrennung stattfinden kann«. Ein fester über dem Einlaß 26 für den Primärbrennstoff eingeführter Brennstoff wird in dem spiralförmigen Weg der über den Einlaß 23 eingegebenen Primärluft eingeschlossen. Die Zündung des Brennstoffes erfolgt in der Zündungszone, während seine Verbrennung längs der gesamten Verbrennungszone eintritt. Erwünscht ist die vollständige Verbrennung des Brennstoffes bis zu dem Zeitpunkt, "wo er das Ende der Verbrennungszpne erreicht, bei dem die Gase in ihrer Bewegungsrichtung umgelenkt werden, um durch die Nachverbrennungszone zu strömen und am Auslaßende 17 auszutreten Bei der Auslegung von einem Brenner, wie dem Brenner 10, hängt die optimale Bemessung von dem zu verbrennenden Brennstoff ab_e Zu berücksichtigende Faktoren sind die P_artikelemission, das spezifische Gewicht des Primärbrennstoffes, das spezifische Gewicht der Asche im Brennstoff, die Zündzeit des Primärbrennstoffes, die Hebegeschwindigkeit der Partikel, die Größe der Brennstoffpartikel und andere Elemente, die bestimmen, welche Zeit von der Zündung bis zxw Verbrennung verstreicht, wieweit der Brennstoff sich bewegen Biuß, bevor die Verbrennung vollendet ist, und ferner die spiralförmige Strömungsgeschwindigkeit der Luft, die notwendig ist, um die in Verbrennung befindlichen Partikel in Suspension oder eingeschlossen in der¹ Luft zu halten, so daß für die Verbrennung bis zum größtmöglichen Ausmaß eine maximale Voraussetzung vorliegt» Sin optimaler Brenner sollte daher für"den zu verbrennenden Brennstoff bemessen sein, wobei die Größe ein Paktor vom Innendurchmesser der Innenwand 11, Außendurchmesser des Zylinders 15» Länge der Zündzone, Länge der Verbrennungszone_s Einlaßv/inkel am Einlaß für die Primärluft und Menge der durch den Primärlufteinlaß eingegebenen Luft ist« Die Kapazität des Brennstoffes, ausreichendeholding the solid fuel in the "air stream for a sufficient period of time so that substantially complete combustion can take place." A solid fuel introduced above the primary fuel inlet 26 is trapped in the spiral path of the primary air introduced via the inlet 23. Ignition of the fuel occurs in the ignition zone as it burns along the entire combustion zone, and it is desired to completely combust the fuel by the time it reaches the end of the combustion stroke where the gases are deflected in their direction of travel to flow through the post-combustion zone and at the outlet end 17 to exit In the design of a burner as the burner 10, depend on the optimum design of the fuel to be burned from _e factors to consider are the P _a rtikelemission, the specific gravity of the primary fuel, the sp ezifische weight of the ash in the fuel, the ignition timing of the primary fuel, the lifting speed of the particles, the size of the fuel particles and other elements which determine how much time elapses from ignition to zxw combustion extent to which the fuel to move Biuß before combustion is completed and further, the spiral flow velocity of air necessary to keep the particles in combustion in suspension or included in the ¹ air so that for the combustion to the greatest extent possible a maximum condition exists "Sin optimum burner should therefore "the fuel to be burned be sized, the size is a Paktor from the inner diameter of the inner wall 11, outer diameter of the cylinder 15" length of the ignition zone, length of the combustion zone _s Einlaßv / inkel at the inlet for the primary air and the amount of air entered through the primary air inlet " The capacity of the Fuel, adequate

1 060' - 9 - Berlin,d«7.9.19791060 '- 9 - Berlin, 7th September 1979

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Wärme zu erzeugen, um nach dem Start die Verbrennung aufrechtzuerhalten, wird die Notwendigkeit bestimmen, Hilfsbrennstoff und Sekundärluft vorzusehen«Generating heat to sustain combustion after launch will determine the need to provide auxiliary fuel and secondary air. "

Wie erwähnt, erfordert eine wirksame Verbrennung, daß der Brennstoff in der Verbrennungszone über eine angemessene Zeitdauer gehalten wird. Um die Auswirkung der Schwerkraft auf die Verweilzeit der Partikel in der Verbrennungszone einzuschränken, wird bevorzugt der Brenner in der in Figo 1 gezeigten horizontalen Arbeitslage und nicht in der vertikalen betriebeneAs mentioned, effective combustion requires that the fuel in the combustion zone be maintained for an appropriate amount of time. In order to limit the effect of gravity on the residence time of the particles in the combustion zone, the burner is preferably operated in the horizontal operating position shown in FIG. 1 and not in the vertical one

Der vorausgehende Brenner eignet sich zur Verbrennung von im wesentlichen sämtlichen Brennstoffarten* Den Auslaß des Brenners stellen heiße Verbrennungsgase dar, die am Auslaßende 17 nach Durchquerung der Nachverbrennungszone austreten. Die Temperaturen in der Zündung und Verbrennungszone werden durch die Verbrennungswärme, das Emissionsvermögen der Partikel und der Wärmeübertragung durch den wärmeleitenden Zylinder 15 aufgebracht und aufrechterhalten« Obschon der Brenner in leistungsfähiger Weise gasförmigen und flüssigen Brennstoff verarbeiten ka-nn, ist er insbesondere für die Verbrennung von festem Brennstoff speziell solchen Brennstoffen geeignet, die als schwer verbrennbar angesehen werden^ z,B, Abfallmaterialien sowie Brennstoffen mit hohem Aschengehalte Beispiele für schwer verbrennbare Brennstoffe sind: Holzabfälle mit hohem Feuchtigkeitsgehalt sowie verarbeiteter und behandelter MülleThe preceding burner is suitable for combustion of substantially all types of fuel. The outlet of the burner is hot combustion gases exiting at the outlet end 17 after passing through the post-combustion zone. The temperatures in the ignition and combustion zone are applied and maintained by the heat of combustion, the emissivity of the particles, and the heat transfer through the heat conducting cylinder 15. Although the burner is capable of efficiently processing gaseous and liquid fuel, it is particularly useful for the combustion of solid fuel especially suitable for fuels considered to be difficult to burn ^ z, B, waste materials and high ash content fuels Examples of hard-to-burn fuels are: high moisture wood waste and processed and treated waste

Die Fähigkeit des Brenners, in wirksamer V/eise schwierige feste Brennstoffe und Brennstoffe mit hohem Aschengeha.lt zu verbrennenj ergibt sich aus der vorbeschriebenen Auslegung und Konstruktion des Brenners, Von besonderer Bedeutung ißt die Eigenschafts den Brennstoff im Luftstrom bei seine Bewe-The ability of the burner to effectively burn difficult solid fuels and high ash ash fuels results from the burner's design and construction described above. Of particular importance is the property of the fuel in the air stream at its movement.

\'\ .06H - 10—" Berlin,d,7.9.1979 \ '\ .06H - 10- "Berlin, d, 7.9.1979

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gung durch die Verbrennung sz one eingeschlossen zu halten und ferner teilchenförmiges Material auszuscheiden, so daß relativ reine Verbrennungsgase den Brenner verlassen. Bei Betrieb des Brenners bei ausreichend hohen Temperaturen wird Schlacke gebildet, und diese sammelt sich an der inneren Oberfläche des konusförmigen Bereiches 12 und der Innenwand 11 nahe dem konusförmigen Bereich 12₀ Die Oberflächenschicht der Schlacke '-fängt ebenfalls teilohenförmige Materie ein, "die auf die innere Oberfläche des konusförmigen Bereichs 12 auftrifft*. viexm. die Verbrennungsgase ihre Strömungsrichtung von der Außenkammer 13 in die Innenkammer 16 umkehren« Die Schlacke mit der eingefangenen teilchenförmigen Materie wird über den Schlackenabstich 31 abgenommen, und selbst bei Brennstoffen mit hohem Aschengehalt haben Versuche gezeigt, daß relativ reine Verbrennungsgase den Brenner verlassen.To keep combustion by the combustion sz one included and also excrete particulate material, so that relatively pure combustion gases leave the burner. In operation of the burner at sufficiently high temperatures slag is formed, and this accumulates on the inner surface of the conical portion 12 and the inner wall 11 close to the conical region 12 ₀ The surface layer of the slag -fängt 'also teilohenförmige matter a "on the inner surface of the conical portion 12 impinges *. viexm., the combustion gases its flow direction from the outer chamber 13 into the inner chamber 16 back, "the slag with the trapped particulate matter is removed via slag tap 31, and even with fuels with a high ash content, tests have shown that relatively pure combustion gases leave the burner.

Die beschriebene Brennerkonfiguration unterstützt die Wirksamkeit der Verbrennung» Der die innere und äußere Kammer voneinander teilende Zylinder begünstigt eine laminare Strömung durch den Brenner· Da die !Freigabe von Energie eine Punktion der Turbulenz ist, bedingt die niedrige, beim Brenner vorzufindende Turbulenz eine direkte Energieübertragung auf die Partikel und damit eine Unterstützung der Verbrennung, Ferner wurde festgestellt, daß sich der Brenner dem· Ideal von einem gut durchrührten Reaktor nähert, was den Betrieb des Brenners mi\t niedrigem Sauerstoff Überschuß ermöglicht«The described burner configuration promotes combustion efficiency »The cylinder dividing the inner and outer chambers favors a laminar flow through the burner · Since the release of energy is a puncture of turbulence, the low turbulence found at the burner causes a direct transfer of energy It has also been found that the burner approaches the ideal of a well-stirred reactor, allowing the burner to operate with low excess oxygen. "

Es versteht sich, daß ohne Abweichung vom Wesen und Schutzbereich der Erfindung gewisse Änderungen an der vorbeschriebenen Konstruktion vorgenommen werden können«,It is understood that without departing from the spirit and scope of the invention, certain changes may be made to the construction described above,

Claims

1 1 OiO -H - Berlin, d, 7.9.1979

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Erfindimgsanspruch

1, burner, characterized by a first means forming an inner chamber (16) and a second means forming an outer chamber (13)), the outer chamber (13) surrounding the Innenkamraer (I6), each chamber has an upflow and an outflow end, the outflow end of the inner chamber (16) has means forming an opening through which the combustion gas flows out of the burner, the outflow end of the outer chamber (13) has an end wall (12), the upstream end of the inner chamber (16) the end wall (12) is at a distance and near the upstream end of the outer chamber (13) a first fuel inlet (26) and a first Liifteiiilaß (23) are arranged «

2. Burner according to item 1, characterized in that the end wall (12) is formed so that all points on it do not lie in a single plane *

A burner according to item 2, characterized in that the end wall (12) meets the outflow end of the outer chamber (13) in a line defining a plane and the upstream end of the inner chamber (16) is close to the plane,

4 * Burner according to item 3 »characterized in that the upstream end of the irrigation chamber (16) lies in the plane,

Burner according to item 2, characterized in that the end wall (12) has a substantially frusto-conical cross-section «

6β Burner according to item 1, characterized in that the first device forming the internal chamber (16) is a cylinder (15).

11 060 -12- Berlin, d, 7.9.1979

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7 * Burner according to item 6, characterized in that the second device forming the outer chamber (13) is a cylinder (15) »

"Burner according to item 1, characterized by a primary air inlet (23) ^; ^ he second means n _a current end he On the outside the chamber (13) is in communication Außenkanimer (13) ""

A burner according to item 8, characterized by a primary fuel inlet (26) communicating with the outer chamber (13) via the second means near the upstream end of the outer chamber (13).

According to item 9, characterized in that the inlet (26) for primary fuel is arranged downstream of the primary air inlet (23) «

A burner according to item 10, characterized by a secondary air inlet (24) communicating with said outer chamber (13) via said second means and disposed downstream of said primary fuel inlet (26),

12o burner according to item 10, characterized by an inlet (28) for secondary fuel, with the outer chamber. (13) upstream of the primary fuel inlet (26) «

13c Burner according to item 9 »characterized by an air filling device (21; 22) close to the upstream end of the outer chamber (13)? ura yours. Primary air inlet (23) to supply air / air, the air supply device also having means to guide targeted air into the zone at which the

1 06 Ö '- 13 - Berlin, <U7.9.1979

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Combustion gases exit from the burner.

14 "burner according to items 1 to 13" characterized by a first substantially cylindrical, a Innenlcaiame'r (16) forming means and a second substantially cylindrical, a Außenkaimner (13) forming means, said Außenkaminer surrounds the Innenkanmier at a distance, each chamber has an upstream and downstream end, an end wall (12) which closes the outflow end of the outer chamber and is spaced from the outflow end of the inner chamber, means (26) is provided for introducing fuel into the outer chamber near its upstream end, and means (23) are provided for introducing compressed air along a helical flow path into the outer chamber at its upstream end, the fuel being able to be trapped in the air flowing along the helical air in the outer chamber and the air Impact on.: The end wall undergoes a flow inversion, to then through the inner chamber (16) to st Roemen "

15 "burner according to item 14 $, characterized in that the end wall (12) is designed so that all points on it do not lie in a single plane."

For this 1 Bi, drawing