DE102005046831A1

DE102005046831A1 - Staubfeuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102005046831A1
Application number: DE102005046831A
Authority: DE
Inventors: Günther Balgar; Michael Moritz; Peter Walter
Original assignee: KUEPPERSBUSCH GROSKUECHENTECHN; Kueppersbusch Grosskuechentechnik GmbH; Metso Panelboard GmbH
Current assignee: UCON AG CONTAINERSYSTEME KG, 77756 HAUSACH, DE; Metso Panelboard GmbH
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2007-04-12
Also published as: EP1931914A1; ATE456005T1; WO2007036368A1; EP1931914B1; DE502006005997D1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Staubfeuerungsvorrichtung (1), mit einer Staubzuführung (2) und einer Hauptluftzuführung (3), wobei die Staubzuführung (2) einen Staubringkanal (4) und die Hauptluftzuführung (3) einen Luftringkanal (5) aufweist. Um eine Staubfeuerungsvorrichtung (1) zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig aufgebaut ist und einen hohen Wirkungsgrad aufweist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein zentraler Kanal (7) im Gehäuse (6) der Staubfeuerungsvorrichtung (1) vorgesehen ist, daß in dem zentralen Kanal eine Brennereinrichtung (8) mit einer Zündeinrichtung (9) vorgesehen ist und daß an den zentralen Kanal (7) eine Brennerluftzuführung (10) angeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Staubfeuerungsvorrichtung, mit einer Staubzuführung und einer Hauptluftzuführung, wobei die Staubzuführung einen Staubringkanal und die Hauptluftzuführung einen Luftringkanal am Gehäuse der Staubfeuerungsvorrichtung aufweist.

Staubfeuerungsvorrichtungen der eingangs genannten Art sind bereits aus der Praxis als sogenannte Mehr- oder Wechselstoffeuerungsanlagen bekannt. Derartige Anlagen, die beispielsweise in der Spanplatten- und Holzindustrie, aber auch in anderen industriellen Bereichen, wo brennbare Stäube anfallen, eingesetzt werden, dienen dazu, die anfallenden Stäube zu entsorgen und gleichzeitig deren Wärmeenergie durch Verbrennung zu nutzen. Diese Wärmeenergie kann dann dem Produktionsprozeß, beispielsweise beim Trocknen von Platten oder ähnlichen Vorgängen, zugeführt werden.

Bei bekannten Mehr- oder Wechselstoffeuerungsanlagen ergeben sich im Praxiseinsatz vor allem Probleme dadurch, daß die eingesetzten Stäube häufig sehr inhomogen sind. Neben brennbaren Bestandteilen enthalten die Stäube häufig auch nicht brennbare mineralische Anteile wie Quarz und/oder Korund. Im Hinblick auf das problematische Einsatzmaterial ist der feuerungs- bzw. anlagentechnische Aufwand zur Erzielung einer effektiven Verbrennung des Staubes relativ hoch.

Bei einer aus der Praxis bekannten Staubfeuerungsvorrichtung der eingangs genannten Art wird zur Erzielung einer guten Verbrennung des Staubes sowohl Gas als auch Öl der Feuerungsvorrichtung zugeführt, um den Staub verbrennen zu können. Die Ölzuführung erfolgt dabei mittig, während der Staub ringförmig zugeführt wird. Um eine hinreichende Verbrennung des Öls, des Staubes und des Gases zu gewährleisten, befindet sich zwischen dem Staubringkanal und der Ölzuführung ein Luftzuführkanal. Des weiteren befindet sich zwischen dem Staubringkanal und der Gaszuführung ebenfalls ein Luftringkanal. Zur Zündung des aus der Staubfeuerungsvorrichtung austretenden, zündfähigen Gemisches dient eine Zündeinrichtung, die von außen in eine Muffel des Brennraumes, in die die Staubfeuerungsvorrichtung eingesetzt ist, einmündet. Zur Zündung wird ein Zündgas und Zündluft verwendet. Bei der bekannten Staubfeuerungsvorrichtung weist die Muffel einen trichterförmigen Bereich auf, an den sich ein zylindrischer Muffelabschnitt anschließt.

Bei dieser bekannten Ausführungsform ist üblicherweise ein vertikaler Brennereinbau mit einer vertikalen Brennkammer erforderlich. Der Grund für diese Vertikalanordnung und die zusätzliche vertikale Brennkammer besteht darin, daß bei der bekannten Staubfeuerungsvorrichtung eine sehr langgestreckte Flamme entsteht. Sofern hinreichend Platz vorhanden ist, werden die bekannten Staubfeuerungsvorrichtungen auch in horizontaler Bauweise realisiert. Aber auch bei dieser Bauweise ergibt sich eine sehr langgestreckte Flamme. Durch diese sehr lange Flamme dauert es vergleichsweise lange, bis der Brennraum vollständig aufgeheizt ist. Dementsprechend ist es bei der bekannten Feuerungsvorrichtung in der Regel erforderlich, ein Stützfeuer beim Anfahren der Brennervorrichtung vorzusehen.

Neben den vorgenannten baulichen Nachteilen mit der daraus resultierenden großen Flammenlänge, für die nicht nur die endseitig zylinderförmige Muffel, sondern auch der seitlich in die Muffel eingeführte Zündbrenner sowie die mittig ausgerichtete Ölzuführung und die ebenfalls in Axialrichtung gerichtete äußere Gaszuführung verantwortlich sind, weist die bekannte Feuerungsvorrichtung verschiedene weitere, zum Teil erhebliche Nachteile auf. Der Staub wird bei der bekannten Feuerungsvorrichtung durch eine schneckenförmige Zuführung dem Ringraum im Vorrichtungsgehäuse zugeführt. Aufgrund der schneckenartigen Zuführung wird dem zugeführten Staubvolumenstrom eine Drallbewegung aufgegeben, die sich bis hin zum Austritt an der Staubringdüse fortsetzt. Durch die Drallbewegung findet eine Trennung der Staubpartikel des Volumenstromes nach unterschiedlichen Dichten statt, wie dies bei Zyklonen bekannt ist. Als Folge davon tritt am Austritt der Staubringdüse ein inhomogenes Staubgemisch derart aus, daß an einer Stelle vorwiegend mineralische, nicht brennbare Bestandteile austreten, während an einer anderen Stelle vorwiegend brennbare, leichtere Anteile austreten. Dies führt nicht nur zu einer sehr ungleichmäßigen Flamme. Das ungleichmäßige Austreten der mineralischen Bestandteile führt im übrigen im Brennraum sehr schnell zu einem Schlackefluß und Anbackungen im Brennraum. Diese Ablagerungen und Anbackungen müssen in regelmäßigen Abständen beseitigt werden, wozu die Staubfeuerungsvorrichtung abgestellt werden und auskühlen muß. Dies verringert insgesamt die Verfügbarkeit der Feuerungsvorrichtung.

Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch die Zuführung des Staubes über ein Schneckengehäuse. Aufgrund der Ausbildung des Zuführ-Schneckengehäuses kommt es bereits an der ersten Windung des Gehäuses sehr schnell zu einem Abtrag und damit einem Verschleißt des Gehäusematerials an dieser Stelle, da die mineralischen Bestandteile eine sehr abrasive Wirkung haben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die beim Stand der Technik auftretenden Nachteile zu vermeiden.

Die vorgenannte Aufgabe ist bei einer Staubfeuerungsvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß im Gehäuse der Staubfeuerungsvorrichtung ein zentraler Kanal vorgesehen ist, daß in den zentralen Kanal eine Brennereinrichtung mit einer Zündeinrichtung vorgesehen ist und daß an dem zentralen Kanal eine Brennerluftzuführung angeschlossen ist. Ein entscheidender Unterschied der erfindungsgemäßen Staubfeuerungsvorrichtung zum Stand der Technik besteht darin, daß im Gehäuse der Staubfeuerungsvorrichtung letztlich ein Brenner vorgesehen ist, der bereits im Gehäuse zündet. Damit wirkt die durch den Brenner erzeugte Flamme bereits unmittelbar auf das aus dem Luftringkanal und dem Staubringkanal austretende Staub-Luftgemisch. Als Folge hiervon ergeben sich verschiedene wesentliche Vorteile. Zunächst einmal ist es durch die Erfindung möglich, eine Feuerung ohne Einsatz von Stützenergie zu starten. Außerdem können gekühlte und sogar kalte Feuerräume vom Start weg mit Staub befeuert werden. Im Hinblick darauf, daß bei der Erfindung bereits unmittelbar im Anschluß an das Gehäuse der Staubfeuerungsvorrichtung eine Flamme bildet, hat diese eine sehr kompakte und kurze Form, die eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb der Brennkammer auch beim Anfahren der Anlage gewährleistet. Als Folge davon ist es ohne weiteres möglich, die Brennkammer relativ kurz und kompakt auszuführen. Gleichzeitig ist ein horizontaler Brennereinbau innerhalb der Brennkammer aufgrund der kurzen Flamme möglich. Im übrigen ist auch eine Fahrweise ohne Rostfeuerung möglich. Ein weiterer wesentlicher Vorteil, der sich durch die vorliegende Erfindung ergibt, besteht darin, daß sich bei der Erfindung eine sehr viel bessere Verbrennung mit einem erhöhten Wirkungsgrad ergibt. Der Grund für diese deutliche Verbesserung des Wirkungsgrades besteht darin, daß das Gemisch unmittelbar nach dem Austreten aus dem Vorrichtungsgehäuse zündet und es dabei kaum passieren kann, daß nicht brennbare Bestandteile des Gemisches nicht verbrennen. Durch die bessere Verbrennung ergibt sich zum einen eine Reduktion der Flugasche im Rauchgas und zum anderen eine Reduktion der Emissionen (CO, NO_x). Darüber hinaus ist es, auch als Folge der sich bei der Erfindung ergebenden Flammenform, ohne weiteres möglich, daß sich eine Verweilzeit des zugeführten brennbaren Gemisches von größer 2 Sekunden innerhalb der Brennkammer erzielen läßt.

Während als einsetzbare Brennstoffe bezüglich der Stäube insbesondere staubförmige Brennstoffe der Holzindustrie (Schleif-, Sieb- und Prozeßstäube) sowie Braunkohlenstäube einsetzbar sind, bietet es sich an, als Brennereinrichtung einen Gas- und/oder Ölbrenner einzusetzen, über den Erdgas, LPG oder Biogas bzw. Heizöle einsetzbar sind.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Staubfeuerungsvorrichtung ist es im übrigen möglich, daß die Brennereinrichtung einen Regelbereich bei Gas von größer 1:30, vorzugsweise von etwa 1:40 hat. Bei Öl ist der Regelbereich größer 1:4, vorzugsweise etwa 1:7. Darüber hinaus ist der Regelbereich der Staubfeuerungsvorrichtung beim Staub größer 1:3, vorzugsweise liegt der Regelbereich etwa bei 1:5.

Um eine kompakte und kurze Flammenform zu erzielen, ist im übrigen erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Brennereinrichtung einen im vorderen Bereich des zentralen Kanals angeordneten Brennerkopf mit einer Zündeinrichtung aufweist, wobei eine mit dem Brennerkopf verbundene Brennstoffzuführleitung für Gas oder Öl im zentralen Kanal vorgesehen ist. Durch die Anordnung des Brennerkopfes im vorderen Bereich und die Zündung des zündfähigen Gemisches im Bereich des Brennerkopfes entsteht die Flamme bereits an der vorderen Gehäuseöffnung und erweitert sich unmittelbar nach ihrem Austritt.

In konstruktiver Hinsicht ist es im Zusammenhang mit der Brennereinrichtung günstig, daß der zentrale Kanal endseitig aus dem Gehäuse herausgeführt ist bzw. übersteht und daß am herausgeführten Kanalabschnitt ein Brennerluftanschlußstutzen vorgesehen ist. Während dabei die Brennstoffzuführung über eine endseitige Stirnplatte erfolgen kann, bietet es sich aus konstruktiven Gründen an, die Verbrennungsluftzuführung über den Brennerluftanschlußstutzen radial vorzunehmen. Auf diese Weise kann endseitig ohne weiteres einerseits die Brennstoffzuführung und andererseits die Brennerluftzuführung vorgesehen werden.

Zur Erzielung einer vorteilhaften Verbrennung bietet es sich an, daß der Luftringkanal den äußeren Ringkanal des Gehäuses bildet, während der Staubringkanal den innersten Ringkanal des Gehäuses bildet. Der innerste Ringkanal grenzt damit unmittelbar an den zentralen Kanal an, so daß sich zumindest im Endbereich des Ringkanals eine Vorwärmung des zugeführten Staubes über die im Bereich des Brennerkopfes entstehende Flamme ergibt.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist festgestellt worden, daß es im Gegensatz zum Stand der Technik möglich ist, ein hervorragendes Verbrennungsergebnis bei hohem Wirkungsgrad bereits dadurch zu erreichen, daß der Luftringkanal und der Staubringkanal die einzigen Ringkanäle des Gehäuses sind. Die erfindungsgemäße Staubfeuerungsvorrichtung weist damit lediglich den zentralen Kanal, den Luftringkanal und den Staubringkanal auf. Neben dem hervorragenden Verbrennungsergebnis ergibt sich ein konstruktiv sehr einfacher Aufbau, was die Kosten für eine erfindungsgemäße Staubfeuerungsvorrichtung entsprechend verringert.

Von besonderem Vorteil im Zusammenhang mit der Staubzuführung ist es, daß diese einen mittig in das Gehäuse mündenden Staubanschlußstutzen aufweist. Die mittige Anordnung des Staubanschlußstutzens am Gehäuse führt für sich bereits dazu, daß, im Gegensatz zum Stand der Technik, dem dem Gehäuse der Staubfeuerungsvorrichtung zugeführten Staubstrom kein Drall aufgegeben wird, der zu einer Entmischung des Staubstromes führt, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist. Hieraus resultiert ein erheblich verbessertes Verbrennungsergebnis durch eine gleichmäßige Verbrennung und die Vermeidung von Ablagerungen und Anbackungen.

Des weiteren ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung festgestellt worden, daß es sich als zweckmäßig erwiesen hat, zwischen den Staubringkanal und den Anschlußstutzen der Staubzuführung einen vorzugsweise ringförmig ausgebildeten Staubsammelraum mit gegenüber dem Staubringkanal vergrößertem Ringquerschnitt vorzusehen. In diesem Staubsammelraum findet eine Homogenisierung des in das Gehäuse eintretenden Staubes statt. Der Staubsammelraum wirkt damit einer Entmischung des Staubstromes beim Eintritt in das Gehäuse entgegen.

Um die Dralltendenz des in das Gehäuse eintretenden Staubstromes weiter zu verringern, ist im Staubsammelraum im Anschluß an die Mündungsöffnung des Staubanschlußstutzens wenigstens ein in Längsrichtung des Gehäuse ausgerichtetes Leitblech vorgesehen. Es versteht sich, daß die Staubgleichrichtungsfunktion verbessert wird, wenn nicht nur ein Leitblech, sondern eine Mehrzahl von Leitblechen vorgesehen sind. Dabei sollten die äußeren Leitbleche zumindest im wesentlichen so weit beabstandet sein, daß der maximale Abstand zumindest im wesentlichen dem Durchmesser der Mündungsöffnung am Staubanschlußstutzen entspricht. Hierdurch erfassen die äußeren Leitblechen den ankommenden Staubstrom zumindest im wesentlichen und leiten diesen dann in Achsrichtung des Gehäuses weiter.

Im übrigen ist festgestellt worden, daß die Länge der Leitbleche vorzugsweise größer als der Durchmesser der Mündungsöffnung des Staubanschlußstutzens sein sollte, um die Gleichrichtungswirkung noch weiter zu unterstützen. Dabei sollten die Leitbleche sich vollständig über den Bereich der Mündungsöffnung erstrecken, so daß sich die zuvor beschriebene Erfassungsfunktion im Bereich der Mündungsöffnung gewährleisten läßt.

Um die Homogenisierungsfunktion des Staubsammelraums durch die Leitbleche nicht erheblich zu beeinträchtigen, bietet es sich weiter an, daß sich die Leitbleche nur über einen Teilbereich der Länge des Staubsammelraums erstrecken. So können die Leitbleche beispielsweise an beiden Endkanten Bereiche freigeben, die ein Strömen des Staubvolumenstroms im Ringkanal des Staubsammelraums ermöglichen. Gleichzeitig wird eine etwaige Aufstauung des ankommenden Staubstromes vermieden.

Da der zugeführte Staub im Staubsammelraum letztlich umgelenkt wird, ist die Auftrefffläche im Bereich des Gehäuses einem relativ hohen Verschleiß ausgesetzt. Um dem Rechnung zu tragen, weist der Staubsammelraum zumindest im Bereich der Mündungsöffnung des Anschlußstutzens einen austauschbaren, auf dem zentralen Kanal aufsitzenden Verschleißschutz auf. Der Verschleißschutz kann dabei ringförmig oder auch nur ringsegment- oder plattenförmig ausgebildet sein.

Grundsätzlich ist es in diesem Zusammenhang möglich, daß die Leitbleche auf dem Verschleißschutz befestigt sind. Allerdings kann es zur Erzielung bestimmter Strömungsverläufe des Staubes auch günstig sein, daß die Leitbleche um parallel zur Gehäuselängsachse verlaufende Achsen verstellbar sind.

Um den Verschleißzustand des Verschleißschutzes in einfacher Weise überwachen zu können, ist im Bereich des Anschlußstutzens wenigstens eine Kontrollöffnung vorgesehen, über die manuell der Zustand des Verschleißschutzes überwacht werden kann.

Um innerhalb der Staubzuführung keine Strömungsabrisse und damit keine unerwünschten Ablagerungen von Staubpartikeln zu erhalten, was letztlich zu einer Verstopfung der Staubzuführung führen könnte, ist zwischen dem Staubsammelraum und dem Staubringkanal eine schräge Reduzierstelle vorgesehen, die den vom Staubsammelraum ankommenden Staubstrom zumindest im wesentlichen strömungsabrißfrei auf den Staubringkanal umlenkt und dabei gleichzeitig zu einer Beschleunigung bzw. der Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Staubstromes beiträgt.

Bei einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung der Erfindung weist die Hauptluftzuführung einen Hauptluftanschlußstutzen auf, der in einen ringförmigen Entspannungsraum mit gegenüber dem Luftringkanal vergrößertem Ringquerschnitt mündet. Dabei ist, wie auch im Zusammenhang mit dem Staubringkanal, zwischen dem Entspannungsraum und dem Luftringkanal eine schräge Reduzierstelle vorgesehen, die zu einer Beschleunigung des Luftvolumenstromes führt.

Um eine gute Vermischung des aus dem Staubringkanal austretenden Staubes mit der aus dem Luftringkanal austretenden Luft zu erzielen, sind endseitig im Luftringkanal Schaufeln vorgesehen, über die vorzugsweise unterschiedliche Drallwinkel einstellbar sind.

Im übrigen ist es im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Staubfeuerungsvorrichtung von Vorteil, daß ausgangsseitig eine ausschließlich trichterförmige Muffel vorgesehen ist, wobei der Trichterwinkel zwischen 10° und 80° liegen sollte. Unter ausschließlich "trichterförmig" wird vorliegend verstanden, daß die Muffel keinen zylindrischen Abschnitt aufweist. Durch diese Ausbildung wird die kompakte kurze Flammenform unterstützt.

Im übrigen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Staubfeuerungsvorrichtung der vorgenannten Art.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, wobei darauf hingewiesen wird, daß die dargestellte Ausführungsform lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, ohne hierauf beschränkt zu sein.
Es zeigt
1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Staubfeuerungsvorrichtung,
2 eine Draufsicht auf die Staubfeuerungsvorrichtung gemäß 1,
3 eine Schnittansicht der Staubfeuerungsvorrichtung entlang der Schnittlinie III-III aus 1 ohne Brennereinrichtung und
4 eine Vorderansicht der Staubfeuerungsvorrichtung aus 1.
In den Figuren ist eine Staubfeuerungsvorrichtung 1 mit einer Staubzuführung 2 mit einer Hauptluftzuführung 3 dargestellt. Die Staubzuführung 2 weist unter anderem einen Staubringkanal 4 auf. Auf weitere Bauteile der Staubzuführung 2 wird nachfolgend noch näher eingegangen. Die Hauptluftzuführung 3 weist unter anderem einen Luftringkanal 5 auf, wobei auch hier auf weitere Bauteile der Hauptluftzuführung 2 später eingegangen wird. Sowohl der Staubringkanal 4 als auch der Luftringkanal 5 sind Teile des Gehäuses 6 der Staubfeuerungsvorrichtung 1.
Wesentlich ist nun, daß im Gehäuse 6 ein zentraler Kanal 7 vorgesehen ist, in dem eine Brennereinrichtung 8 mit einer Zündeinrichtung 9 angeordnet ist. Im übrigen ist an den zentralen Kanal 7 eine Brennerluftzuführung 10 für Verbrennungsluft, die der Brennereinrichtung 8 zugeführt wird, angeschlossen.
Im vorliegenden Fall dient als Brennereinrichtung 8 ein Gasbrenner. Es versteht sich jedoch, daß auch der Einsatz eines Ölbrenners ohne weiteres möglich ist.
Die Brennereinrichtung 8 weist im vorderen Bereich 11, das heißt im Bereich der Austrittsöffnung 12 des zentralen Kanals 7 einen Brennerkopf 13 auf, der innerhalb des zentralen Kanal 7 fixiert bzw. befestigt ist. Am Brennerkopf 13 ist ebenfalls die Zündeinrichtung 9 vorgesehen, so daß die Zündung des Gas-Luft-Gemisches im Bereich des Brennerkopfes 13 und damit innerhalb des Gehäuses 6 bzw. des zentralen Kanals 7 erfolgt. Der zentrale Kanal 7 selbst ist endseitig aus dem Gehäuse 6 herausgeführt bzw. steht über. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein endseitiger Rohranschluß 14 mit einem Brennerluftanschlußstutzen 15 vorgesehen. An den Anschlußstutzen 15 kann eine Verbrennungsluftzuführleitung angeschlossen werden. Stirnseitig ist der überstehender Rohrabschnitt 14 verschlossen, wobei durch eine angesetzte äußere Stirnplatte 16 die Brennstoffzuführleitung 17 zum Brennerkopf 13 hindurchgeführt ist.
Der zentrale Kanal 7 wird umgeben von dem Staubringkanal 4 als inneren Ringkanal, während der Staubringkanal 4 vom Luftringkanal 5 umgeben ist. Neben dem Luftringkanal 5 und dem Staubringkanal 4 sind keine weiteren an der Austrittsöffnung austretenden Ringkanäle im oder am Gehäuse 6 vorgesehen. Dies ergibt sich insbesondere auch aus 4.
Insbesondere die 2 verdeutlicht, daß die Staubzuführung 2 einen mittig in das Gehäuse 6 mündenden Staubanschlußstutzen 18 aufweist. Die 1 zeigt dabei, daß der Staubanschlußstutzen 18 in einen vorliegend ringförmigen Staubsammelraum 19 mündet. Der Staubsammelraum 19 hat gegenüber dem Staubringkanal 4 einen vergrößerten Ringquerschnitt.
Insbesondere die 1 und 3 zeigen, daß im Staubsammelraum 19 in Strömungsrichtung im Anschluß an die Mündungsöffnung 20 des Staubanschlußstutzens 18 mehrere, vorliegend drei Leitbleche 21 vorgesehen sind, die in Richtung der Längsachse L des Gehäuses 6 ausgerichtet sind. Das mittige Leitblech 21 dient dazu, den ankommenden Staub-Luft-Strom aufzuteilen, während die beiden äußeren Leitbleche 21 zur Begrenzung in Umfangsrichtung vorgesehen sind, so daß sich beim Eintritt des Staubstromes in das Gehäuse 6 bzw. den Staubsammelraum 19 nicht unmittelbar ein Umströmen des Gehäuses 6 zentralen Kanals 7 ergibt. Damit der Staubstrom von den äußeren Leitblechen 21 auf- oder letztlich eingefangen wird, entspricht der Abstand der beiden äußeren Leitbleche 21 an ihren oberen Enden zumindest im wesentlichen dem Durchmesser der Mündungsöffnung 20.
1 zeigt, daß die Länge der Leitbleche 21 um einiges größer ist als der Durchmesser der Mündungsöffnung 20, wobei sich die Leitbleche 21 in Richtung der Längsachse L vollständig über den Bereich erstrecken, der von der Mündungsöffnung 20 abgedeckt wird. Im übrigen ist an beiden äußeren Randkanten 22, 23 der Leitbleche 21 jeweils ein Freiraum vorgesehen, so daß es nicht zu einer unerwünschten Stauung kommt, wenn der ankommende Staubstrom in den Staubsammelraum 19 eintritt. Letztlich erstrecken sich die Leitbleche 21 damit nur über einen Teilbereich der Länge des Staubsammelraums 19.
Ein Vergleich der 1 und 3 ergibt im übrigen, daß die Achsen der Leitbleche 21 parallel zur Gehäuselängsachse L verlaufen. Die Leitbleche 21 können dabei entweder über parallel zur Gehäuselängsachse L verlaufende Achsen verstellbar sein oder aber auf einem Verschleißschutz 24 befestigt sein. Der Verschleißschutz 24 ist vorliegend als auf die Außenseite des zentralen Kanals 7 aufgeschobener Rohrabschnitt ausgebildet, der stirnseitig angeflanscht ist. Bei entsprechendem Verschleiß wird die Verbindung gelöst und der Ver schleißschutz 24 vom zentralen Kanal abgezogen und durch einen neuen Verschleißschutz 24 ersetzt. Nicht dargestellt ist in diesem Zusammenhang, daß im Bereich des Staubanschlußstutzens 18 eine oder mehrere Kontrollöffnungen zur Überwachung des Zustands des Verschleißschutzes 24 vorgesehen sind.
Wie sich im übrigen aus den 1 und 2 ergibt, ist zwischen dem Staubsammelraum 19 und dem Staubringkanal 4 eine schräge Reduzierstelle 25 vorgesehen.
Die Hauptluftzuführung 3 weist einen mittigen Hauptluftanschlußstutzen 26 auf, der in einen ringförmigen Entspannungsraum 27 mit gegenüber dem Luftringkanal 5 vergrößertem Ringquerschnitt mündet. Zwischen dem Entspannungsraum 27 und dem Luftringkanal 5 ist dabei eine schräge Reduzierstelle 28 vorgesehen. Im übrigen sind endseitig im Luftringkanal Leitschaufeln 29 vorgesehen, wobei der Schaufelwinkel fest oder aber auch einstellbar sein kann.
Die 1 und 2 verdeutlichen im übrigen, daß die Länge des zentralen Kanals 7 einschließlich des Endrohrstücks 14 größer ist als die Länge des Gehäuseteils, der die Staubzuführung 2 mit Staubsammelraum 19 und Staubringkanal 4 bildet. Am kürzesten ist der die Hauptluftzuführung 3 bildende Gehäuseteil mit dem Entspannungsraum 27 und dem Luftringkanal 5.
Weiter zeigt die 1, daß die Staubfeuerungsvorrichtung 1 vorliegend eine Muffel 30, die letztlich zu einer Brennkammer gehört, aufweist. Die Brennkammer ist im einzelnen nicht dargestellt. Die Muffel 30 ist im Bereich der Muffelöffnung 31 trichterförmig ausgebildet und weist keinen zylinderförmigen Abschnitt auf. Der Trichterwinkel liegt im dargestellten Ausführungsbeispiel bei etwa 45°. Zur Verbindung des Gehäuses 6 mit der Muffel 30 ist dieses mit seinem vorderen Gehäusebereich 11 in eine entsprechende zylinderförmige Öffnung eingesetzt, und zwar derart, daß sich an das Ende dieses Gehäusebereichs 11 unmittelbar der trichterförmige Bereich der Muffel 30 anschließt. Die Befestigung des Gehäuses 6 an der Außenseite der Muffel 30 bzw. der Brennkammer erfolgt über einen abstehenden Flansch 32, der verschraubt ist, was im einzelnen nicht dargestellt ist. Wie sich aus 1 weiter ergibt, befindet sich der Brennerkopf 13 bereits im Bereich der Wandung der Muffel 30.
Im übrigen versteht es sich, daß bei der erfindungsgemäßen Staubfeuerungsvorrichtung eine übliche Flammenüberwachung mit entsprechenden Sicherheitsarmaturen vorgesehen ist.
Zum Betrieb der Staubfeuerungsvorrichtung 1 ist zu beachten, daß ein Kaltstart ohne Stützfeuer vom Rost und auch eine Fahrweise ohne Rostfeuerung möglich ist. Durch den konstruktiven Aufbau der Staubfeuerungsvorrichtung 1 ergibt sich beim Austritt des Staubes aus dem Staubringkanal 4 keine Verstopfung der Staubdüse durch Entmischung des Staubes und damit auch keine Rückbrände in der Ringdüse bzw. dem Staubringkanal 4. Der Staub tritt im wesentlichen homogen vermischt aus der Staubfeuerungsvorrichtung 1 aus, wird auch aufgrund der Wirkung der Leitschaufeln 29 mit der Hauptluft vermischt und zündet unmittelbar im Anschluß an die Austrittsöffnung 12. In Verbindung mit der trichterförmigen Muffelöffnung 31 ergibt sich eine außerordentlich gute Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad bei einer kurzen Flammenform. Eine unvollständige Verbrennung und/oder Anbackungen im Feuerraum oder im Gehäuse der Staubfeuerungsvorrichtung 1 sowie eine einseitige Überhitzung der Brennkammer tritt nicht auf.
Abschließend wird darauf hingewiesen, daß sämtliche vorgenannte oder in den Ansprüchen angegebene Wertebereiche nicht nur die angegebenen Intervallgrenzen, sondern sämtliche Werte innerhalb der Intervallgrenzen umfassen, auch wenn diese im einzelnen nicht angegeben sind.

1: Staubfeuerungsvorrichtung
2: Staubzuführung
3: Hauptluftzuführung
4: Staubringkanal
5: Luftringkanal
6: Gehäuse
7: zentraler Kanal
8: Brennereinrichtung
9: Zündeinrichtung
10: Brennerluftzuführung
11: vorderer Bereich
12: Austrittsöffnung
13: Brennerkopf
14: Rohranschluß
15: Anschlußstutzen
16: Stirnplatte
17: Brennstoffzuführleitung
18: Staubanschlußstutzen
19: Staubsammelraum
20: Mündungsöffnung
21: Leitblech
22: Randkante
23: Randkante
24: Verschleißschutz
25: Reduzierstelle
26: Hauptluftanschlußstutzen
27: Entspannungsraum
28: Reduzierstelle
29: Leitschaufel
30: Muffel
31: Muffelöffnung
L: Längsachse

Claims

Staubfeuerungsvorrichtung (1), mit einer Staubzuführung (2) und einer Hauptluftzuführung (3), wobei die Staubzuführung(2) einen Staubringkanal (4) und die Hauptluftzuführung (3) einen Luftringkanal (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler Kanal (7) im Gehäuse (6) der Staubfeuerungsvorrichtung (1) vorgesehen ist, daß in dem zentralen Kanal eine Brennereinrichtung (8) mit einer Zündeinrichtung (9) vorgesehen ist und daß an den zentralen Kanal (7) eine Brennerluftzuführung (10) angeschlossen ist.
Staubfeuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennereinrichtung (8) ein Gas- und/oder Ölbrenner vorgesehen ist.
Staubfeuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrichtung (8) einen Regelbereich bei Öl von größer 1:5, vorzugsweise von etwa 1:7, bei Gas von größer 1:30, vorzugsweise von etwa 1:40 aufweist und/oder daß die Staubfeuerungsvorrichtung (1) einen Regelbereich bei Staub von größer 1:3, vorzugsweise von etwa 1:5 aufweist.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrichtung (8) einen im vorderen Bereich des Kanals (7) angeordneten Brennerkopf (13) mit der Zündeinrichtung (9) aufweist und daß eine mit dem Brennerkopf (13) verbundene Brennstoffzuführleitung (17) im zentralen Kanal (7) vorgesehen ist.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Kanal (7) endseitig aus dem Gehäuse (6) herausgeführt ist und daß am herausgeführten Kanalabschnitt ein Brennerluftanschlußstutzen (15) vorgesehen ist.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftringkanal (5) den äußeren Ringkanal des Gehäuses (6) bildet.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubringkanal (4) den innersten Ringkanal des Gehäuses (6) bildet.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftringkanal (5) und der Staubringkanal (4) die einzigen Ringkanäle des Gehäuses (6) sind.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Staubzuführung (2) einen mittig in das Gehäuse (6) mündenden Staubanschlußstutzen (18) aufweist.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubanschlußstutzen (18) in einen vorzugsweise ringförmigen Staubsammelraum (19) mit gegenüber dem Staubringkanal (4) vergrößerten Ringquerschnitt mündet.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Staubsammelraum (19) im Anschluß an die Mündungsöffnung (20) des Staubanschlußstutzens (18) wenigstens ein, vorzugsweise eine Mehrzahl von in Längsrichtung (L) des Gehäuses (6) ausgerichteten Leitblechen (21) vorgesehen sind und daß, vorzugsweise, der Abstand der äußeren Leitbleche (21) zueinander zumindest im wesentlichen dem Durchmesser der Mündungsöffnung (20) des Staubanschlußstutzens (18) entspricht.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Leitbleche (21) größer ist als der Durchmesser der Mündungsöffnung (20) des Staubanschlußstutzens (18) und daß, vorzugsweise, sich die Leitbleche (21) nur über einen Teilbereich der Länge des Staubsammelraums (19) erstrecken.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubsammelraum (19) zumindest im Bereich der Mündungsöffnung (20) des Staubanschlußstutzens (18) einen aus tauschbaren und auf dem zentralen Kanal aufsitzenden Verschleißschutz (24) aufweist.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (21) um parallel zur Gehäuselängsachse (L) verlaufende Achsen verstellbar sind oder daß die Leitbleche (21) auf dem Verschleißschutz (24) befestigt sind.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Staubanschlußstutzens (18) eine Kontrollöffnung zur Überwachung des Verschleißschutzes (24) vorgesehen ist.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Staubsammelraum (19) und dem Staubringkanal (4) eine schräge Reduzierstelle (25) vorgesehen ist.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptluftzuführung (3) einen Hauptluftanschlußstutzen (26) aufweist, der in einen ringförmigen Entspannungsraum (27) mit gegenüber dem Luftringkanal (5) vergrößertem Ringquerschnitt mündet.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Entspannungsraum (27) und dem Luftringkanal (5) eine schräge Reduzierstelle (28) vorgesehen ist.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß endseitig im Luftringkanal (5) Leitschaufeln (29) vorgesehen sind.
Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ausgangsseitig eine ausschließlich trichterförmige Muffel (30) vorgesehen ist und daß, vorzugsweise, der Trichterwinkel zwischen 10° und 80° liegt.
Ofen mit einer Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betrieb einer Staubfeuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.