DE1601305B2 - Rotationszerstaeuber, insbesondere fuer die verbrennung von kohle/wasser-suspensionen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotationszerstäuber, insbesondere für die Verbrennung von Kohle/Wasser-Suspensionen, bestehend aus Verteilereinrichtung, umgebendem Becher mit Abströmkanle und den Becher umgebender Ringspaltluftdüse, wobei die Verteilereinrichtung eine an eine Hohlachse angeschlossene Düsenscheibe mit zentralem Überlauf aufweist.

Bei einem bekannten Rotationszerstäuber der beschriebenen Gattung (französische Patentschrift 1 461 629) ist nur eine Düsenscheibe vorgesehen und diese als Ventilator ausgebildet, dessen einzelne Flügel mit radial verlaufenden Düsenbohrungen versehen sind. Der zentrale Überlauf besteht aus einer mittig im Ventilator angeordneten und gleichsam ins Freie führenden Öffnung. Bei einem derartigen Rotationszerstäuber ist die Leistung nur in engen Grenzen einstellbar. Der zentrale Überlauf trägt zur Leistungseinstellung praktisch nichts bei. Darüber hinaus ist bei der bekannten Ausführungsform die den Becher umgebende Ringspaltluftdüse als Abgaskanal eingesetzt. Das trägt dazu bei, daß der bekannte Rotationszerstäuber für die Verwendung zur Zerstäubung von Kohle/Wasser-Suspensionen ungeeignet ist. Der von der Düsenscheibe abgegebene und zerstäubte Brennstoff wird bei der bekannten Ausführungsform gegen die Becherwandung geschleudert und soll durch Verdampfung an der durch die heißen Abgase erhitzten Becherwandung und anschließende Vermischung mit zugeführter Luft in einen zündfähigen Zustand überführt werden. Das mag gelingen, wenn mit flüssigem Brennstoff gearbeitet wird. Dann mag auch die Überlaufvorrichtung funktionsfähig bleiben. Bei Verwendung einer Kohle/Wasser-Suspension würde im Überlauffall jedoch das Wasser verdampfen, die im Wasser verteilte Kohle würde zu Anbackungen und alsbald zu einer Verstopfung führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationszerstäuber der beschriebenen Gattung so zu gestalten, daß in weitem Bereich eine Einstellung auf unterschiedliche Leistung möglich ist — und zwar insbesondere zum Zwecke der Verbrennung von Kohle/Wasser-Suspensionen, bei deren Verbrennung wegen des niedrigen Heizwertes — im Vergleich zu Öl — verhältnismäßig große Gemischmengen zerstäubt werden müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zentrale Überlauf der Düsenscheibe eine nachgeordnete Düsenscheibe beaufschlagt und diese wiederum mit einem zentralen Überlauf ausgerüstet ist, der gegebenenfalls eine weitere Düsenscheibe beaufschlagen kann. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Düsenscheiben sternförmig ausgebildet, wobei die einzelnen Sternarme der hintereinander angeordneten Düsenscheiben zueinander versetzt sind. Die Düsenscheiben können in an sich bekannter Weise axiale Austrittsöffnungen aufweisen (USA.-Patentschrift 3 220 457). Bei dem erfindungsgemäßen Rotationszerstäuber wird die Anzahl der Düsenscheiben dem Bedarf angepaßt. Sie ist nicht auf zwei oder drei Düsenscheiben beschränkt. Die erreichten Vorteile sind in der Tatsache zu sehen, daß ein erfindungsgemäßer Rotationszerstäuber in sehr weitem Bereich auf unterschiedliche Leistung einstellbar ist. Zunächst erfolgt die Leistungseinstcllung durch Verändern der Rotationsgeschwindigkeit. Darüber hinaus arbeiten mit zunehmender Brcnnstoffzufuhr, stufenweise, zunächst eine, dann zwei oder sogar mehrere Düsenscheiben, was bei konstanter Rotationsgeschwindigkeit stufenweise eine Leistungseinstellung und in den Stufen noch eine Feineinstellung über die Veränderung der Rotationsgeschwindigkeit zuläßt, bis in jeder Stufe der rotationsbedingte Brennstoffspiegel die Überlaufvorrichtung erreicht. Dabei wird in den einzelnen Stufen mit zunehmender Brennstoffzufuhr auch die Zerstäubung feiner, die optimal ist, wenn der Brennstoffspiegel die Überlaufvorrichtung erreicht, da dann über den einzelnen Düsen die höchste Brennstoff säule unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft ansteht. Das stellt auch bei hoher Leistung eine vollständige Zerstäubung und damit Verbrennung des Brennstoffes sicher, — und zwar auch bei der Verbrennung von Kohle/Wasser-Suspensionen mit niedrigem Heizwert.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Rotationszerstäuber,

F i g. 2 den Gegenstand nach F i g. 1 von vorne. Der in den Figuren dargestellte Rotationszerstäuber ist insbesondere für die Verbrennung von Kohle/Wasser-Suspensionen bestimmt. Er besteht aus einer Verteilereinrichtung 4, umgebendem Becher 1 mit Abströmkante 2 und den Becher umgebender Ringspaltluftdüse 3. Verteilereinrichtung 4 und Becher 1 rotieren mit der Welle 5, die angetrieben ist. Die Verteilcreinrichtung 4 hat eine im Bereich der Abströmkante angeordnete, im Ausführungsbeispiel sternförmige Düsenscheibe 6. Diese ist mit einem zentralen Überlauf 7 versehen, der das zentrale Zulaufrohr 8 als Ringspalt umgibt. Die Hohlwelle 5 trägt an ihrem Ende einen Flansch oder Bund 9, an den die Düsenscheibe 6 mit Hilfe von Schraubenbolzen 10 angeschlossen ist. Nach der Erfindung ist die zentrale Überlaufvorrichtung der ersten Düsenscheibe 6 an eine nachaeordnete Düsen-

scheibe 11 angeschlossen und diese wiederum mit einem Überlauf 7' ausgerüstet. Auch das ist wiederum ein einfacher Ringspalt, der das Zulaufrohr 8 umgibt. Weitere Düsenscheiben können entsprechend angeschlossen werden. Die Düsenscheibe 6 weist radiale Düsenkanäle 12 und axiale Austrittsöffnungen 13 auf, was besonders vorteilhaft ist für eine intensive Zerstäubung und eine vorteilhafte Ausbildung der Flamme. Die Düsenscheiben rotieren mit dem Becher 1.

Wird dem erfindungsgemäßen Rotationszerstäuber über das Zulaufrohr 8 das Brennstoff-Wasser-Gemisch zugeführt, so bildet sich im Innenraum der Düsenscheibe 6 nach Maßgabe der zugeführten Brennstoffmenge ein durch die Zentrifugalkraft bedingter Brennstoffspiegel aus. Dieser steigt mit zunehmender Brennstoffmenge, bis er den Überlauf 7 erreicht. Da eine zweite Düsenscheibe 11 vorgesehen ist, wird durch die überlaufende Gemischmenge eine zweite Leistungsstufe beaufschlagt, wobei sich nunmehr auch in der zweiten Düsenscheibe 11 nach Maßgabe der zugeführten Brennstoffmenge ein durch die Zentrifugalkraft bedingter Flüssigkeitsspiegel ausbildet, bis auch hier wieder ein Überlauf eintritt. Im Ergebnis kann bei vorgegebener Rotationsgeschwindigkeit die Leistung des erfindungsgemäßen Rotationszerstäubers stufenweise durch Einstellung der zugeführten Brennstoffmenge grob eingestellt werden, während in den

ίο einzelnen Stufen durch Verändern der Rotationsgeschwindigkeit noch eine Feineinstellung möglich ist. Die Güte der Zerstäubung nimmt mit zunehmender Leistung zu.
Arbeitet man in der beschriebenen Weise mit zwei Düsenscheiben 6, 11, so empfiehlt es sich, diese in der dargestellten Weise sternförmig auszubilden und die einzelnen Sternzacken oder Sternarme der hintereinander angeordneten Düsenscheiben versetzt zueinander anzuordnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Rotationszerstäuber, insbesondere für die Verbrennung von Kohle/Wasser-Suspensionen, bestehend aus Verteilereinrichtung, umgebendem Becher mit Abströmkante und den Becher umgebender Ringspaltluftdüse, wobei die Verteilereinrichtung eine an eine Hohlwelle angeschlossene Düsenscheibe mit zentralem Überlauf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Überlauf (7) der Düsenscheibe (6) eine nachgeordnete Düsenscheibe (11) beaufschlagt und diese wiederum mit einem zentralen Überlauf (7') ausgerüstet ist, der eine weitere Düsenscheibe beaufschlagen kann.

2. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenscheiben (6, 11) sternförmig ausgebildet sind und die einzelnen Sternarme der hintereinander angeordneten Düsenscheiben (6,11) zueinander versetzt sind.

3. Rotationszerstäuber nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenscheiben (6, 11) in an sich bekannter Weise axiale Austrittsöffnungen (13) aufweisen.