DE2800320A1

DE2800320A1 - Verfahren und vorrichtung zur verteilung von pulverfoermigem festen brennstoff an brennereinheiten

Info

Publication number: DE2800320A1
Application number: DE19782800320
Authority: DE
Inventors: Don Ellinwood Denison; Jun Hans Lingl
Original assignee: Lingl Corp
Current assignee: Lingl Corp
Priority date: 1977-02-25
Filing date: 1978-01-04
Publication date: 1978-08-31
Also published as: BR7800120A; FR2381969A1

Description

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Lingl Corp.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung ■ zur Verteilung von pulverförmigem festen Brennstoff auf einen oder mehrere Brenner gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und des ersten Vorrichtungsanspruchs. "*"■"*·—

Insbesondere ist die Erfindung anwendbar in temperaturgesteuerten Zonen von öfen, wie sie in der keramischen Industrie, beispielsweise als Ziegelöfen und dgl. verwendet werden, in denen das Temperaturprofil einer Anzahl von Brennerrohren zur Erzielung des gewünschten Heizeffektes genau gesteuert werden muß.

Während zahlreiche öfen und andere mit Brennern versehene Vorrichtungen in der Vergangenheit mit Erdgas oder anderen Brennstoffen betrieben worden sind, muß jetzt in zunehmendem Maße berücksichtigt werden, diese Brennstoffe durch andere Brennstoffe als die herkömmlichen flüssigen oder gasförmigen Brennstoffe zu ersetzen. In vielen Fällen ist es vorteilhaft oder sogar notwendig, andere Brennstoffquellen, wie etwa Kohle oder andere feste Brennstoffe auszunutzen.

Obwohl die Vorteile einer Verwendung anderer pulverförmiger, fester Brennstoffe, wie etwa Kohle, seit langem bekannt sind, sind die früheren Versuche, derartige Brennstoffe anstelle der herkömmlichen Brennstoffe zu verwenden, nicht vollständig zufriedenstellend gewesen. Dies galt insbesondere bei Anwendungsformen, wie etwa in einer temperaturgesteuerten Zone eines Ofens, der in der keramischen Industrie eingesetzt wird. In einer derartigen Umgebung ist es oft notwendig, nicht nur die Gesamttemperatur des Ofens zu steuern. Beispielsweise muß gesorgt werden für eine geeignete Steuerung des Temperaturprofils über eine Anzahl von Brennern, damit einige der gewünschten keramischen Brenneffekte innerhalb der temperaturgesteuerten Zone des Ofens erreicht werden können.

Obwohl verschiedene Brenn- und Verteilungssysteme für pulverförmige Kohle bekannt sind, sind diese bekannten Systeme in

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unerwünschter Weise eingeschränkt, wenn sie zum Betreiben von öfen verwendet werden, die eine kontrollierte Temperaturverteilung im Ofentunnel erfordern und daher eine einstellbare Zufuhr zu den einzelnen Brennern innerhalb der Kontroll- . zone notwendig machen. Beispielsweise war es bisher bei der Verteilung von pulverförmiger Kohle für Brenner stets erforderlich, mechanische Einrichtungen für diese Verteilung vorzusehen, während es nicht möglich war, den Durchsatz der Brennstoffzufuhr zu den einzelnen Brennern in Bezug aufeinander zu steuern. Viele dieser bekannten Systeme weisen Brennstoffdurchsätze auf, die übermäßig empfindlich in Bezug auf die Korngröße der pulverförmigen Kohle und/oder ihren Feuchtigkeitsgehalt sind, und zwar auch dann, wenn die Kohle relativ trocken ist. Beispielsweise wird gemäß der US-PS 1 741 184 ein drehbarer Trog zur Verteilung eines Kohle-Luft-Gemisches an verschiedene einzelne Brenner verwendet. Gemäß einer Ausführungsform der US-PS 3 352 605 wird in ähnlicher Weise ein Gebläserad für denselben Zweck verwendet. Diese bekannten Verteilungseinheiten sind geeignet für die gleichmäßige Verteilung eines Kohle-Luft-Gemisches an eine Anzahl oder Gruppe von Brennern. Sie gestatten jedoch nicht eine angemessene Steuerung und/oder Veränderung der relativen Kohle-Luft-Mengen, die den einzelnen Brennern innerhalb der Gruppe zugeführt werden. Außerdem weisen sie bewegliche Teile in direktem Kontakt mit dem Kohle-Luft-Gemisch auf, so daß sie spezielle abgedichtete Lagereinheiten, eine ständige Wartung und die Aufwendung beträchtlicher zusätzlicher Energie benötigen.

Ein weiteres bekanntes System wird in erster Linie zur Be-Schickung einzelner Brenner verwendet. Bei diesem Verteilungssystem wird die Oberfläche einer Zufuhreinrichtung für pulverförmige Kohle mit einem Luftstrom beschickt, der durch eine negative Druckdifferenz erzeugt wird, wobei pulverförmige Kohle durch den Luftstrom mitgenommen wird. Dieses Gemisch aus pulverförmiger Kohle und Luft gelangt sodann durch ein Rohr in einen Brenner, wobei die auf diese Weise zu dem Brenner gelangende Kohlemenge durch öffnen oder Schließen eines

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Lufteinlasses über der geneigten Kohleoberfläche innerhalb eines Trichters in gewissen Grenzen geregelt wird und ein weiterer Lufteinlaß in umgekehrtem Verhältnis in einer stromabwärtigen Position des Rohres gesteuert wird. Diese Ausführung ist jedoch übermäßig empfindlich in Bezug auf die Korngröße der Kohle und deren Feuchtigkeit. Änderungen der Korngröße oder der Feuchtigkeit führen zu erheblich geänderten Kohlemengen, die dem Brenner zugeführt werden. Außerdem kann diese Lösung nur verwendet werden zum kontinuierlichen Beschicken von Brennern, nicht jedoch zu einer stoßweisen Beschickung.

Bei einem weiteren bekannten System wird ein Kohle-Luft-Gemisch in eine Verteilereinheit geblasen, die eine mechanisch betätigte, drehbare Verteilereinrichtung zur Beschickung einer Anzahl von einzelnen Brennern nacheinander aufweist. Es kann entweder einer oder mehrere Brenner zur gleichen Zeit versorgt werden. Diese Einrichtung ermöglicht es jedoch nicht, gleichzeitig alle Brenner zu beschicken oder die relativen Brennstoffmengen, die den einzelnen Brennern zugeführt werden, zu steuern. Da nicht alle Brenner gleichzeitig versorgt werden können, ist dieses System zum kontinuierlichen Betreiben der Brenner nicht geeignet. Außerdem erhöht die bewegliche Einrichtung zur Kohleverteilung notwendigerweise die Wartungs- und Energieanforderungen dieses Systems.

Die Erfindung ist auf die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur gesteuerten Verteilung von pulverförmigem festen Brennstoff an einen oder mehrere Brenner gerichtet, die insbesondere geeignet sind zur Verwendung in der temperaturgesteuerten Zone eines Ofens oder dergleichen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist jedoch auch in anderem Zusammenhang verwendbar.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs und des ersten Vorrichtungsanspruches.

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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung gestatten die gesteuerte Verteilung von pulverförmiger* festen Brennstoff an einen oder mehrere Brenner, ohne daß der Brennstoff mit beweglichen Teilen in Berührung kommt. Die pulverförmige Kohle wird zwangsläufig den Brennern zugeführt, indem sie in die Brennerleitungen eingeblasen wird, und sie wird nicht durch Luftströme mitgenommen, die über die Oberfläche eines Haufens pulverförmiger Kohle hinweggehen. Die Erfindung ermöglicht weiterhin eine systematische Regelung des Brennprozesses auf jede gewünschte Weise, und die Brenner können kontinuierlich oder impulsweise betrieben werden. Weiterhin gestattet die Erfindung eine genaue Regelung des Durchsatzes der Kohlezufuhr zu einer Gesamtgruppe von Brennern und zugleich die Einstellung des Durchsatzes der Kohle, die an einzelne Brenner gelangt, so daß die Temperaturen, die durch die einzelnen Brenner erzielt werden, geregelt und das Temperaturprofil einer Gruppe von Brennern eingestellt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglicht der Verteilungsmechanismus eine gesteuerte Zufuhr eines pulverförmigen festen Brennstoffes zu einem oder mehreren Brennerrohren innerhalb der temperaturgesteuerten Zone eines Ofens durch Verwendung derselben Druckluftquelle zum pneumatischen Transportieren der Kohle zu den Verteilereinheiten und zur tatsächlichen Verteilung der Kohle an die verschiedenen Brennerrohre, so daß sowohl die gesamte Brennerkapazität der Brennergruppe als auch die Kapazität der einzelnen Brenner geändert werden können. Es kann jedoch auch eine andere Druckluftquelle für die Zufuhr der Druckluft für die tatsächliche Verteilung der Koh-Ie an die verschiedenen Brennerrohre verwendet werden. Daraus ergibt sich eine unabhängige Regelung der Verteilung eines pulverförmigen festen Brennstoffes zu einer Anzahl von einzelnen Brennern. Die Brenner können kontinuierlich oder impulsweise betrieben werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt vorzugsweise einen Mechanismus zum Trocknen von Kohleklumpen unter Verwendung

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von heißen Abgasen des Ofens, zum Mahlen der Kohleklumpen zu Pulver gewünschter Korngröße und zum Zumessen des Pulvers auf eine pneumatische Förderleitung, die mit Druckluft zum Fördern der Kohle zu den einzelnen Verteilereinheiten auf der oberen Seite <fes Tunnelofens in der Nähe der Brenner in der oberen oder seitlichen Wand des Ofens beschickt wird. Zur individuellen Verteilung wird eine Trenneinrichtung verwendet, die die mitgenommene pulverförmige Kohle von der Luft trennt, die zur Zufuhr benutzt wird. Diese Trennung erfolgt oberhalb eines Zwischenspeichers, in den die abgetrennte pulverförmige Kohle gelangt. Die abgetrennte Druckluft wird sodann zum Antreiben der Verteilereinheit verwendet, die sich unterhalb des Zwischenspeichers befindet.

Vorzugsweise ist der Verteiler mit einem zylindrischen oder ringförmigen Gehäuse versehen, das Auslässe in Abständen vom äußeren Umfang und einen Brennstoffeinlaß in Form einer Mittelöffnung auf der oberen Seite des Gehäuses aufweist, durch den mit Hilfe von Schwerkraft der pulverförmige feste Brennstoff von dem Zwischenspeicher durch die Mittelöffnung zugeführt wird. Eine Sperrplatte, die etwa dieselben Abmessungen wie die Mittelöffnung aufweist und mit dieser ausgerichtet ist, ist unterhalb der Mittelöffnung in einer Höhe aufgehängt, bei der ihre obere Oberfläche vorzugsweise oberhalb der Mittellinie der Auslässe liegt, so daß Lufteinlaßöffnungen um ihren Umfang in koaxialer Ausrichtung mit den Auslässen in dem Gehäuse vorgesehen werden können.

Die Lufteinlaßöffnungen oder Düsen sind langgestreckt und waagerecht angeordnet, so daß sie näher an die Brennstoffoder Kohle-Luft-Auslässe herangeführt sind, jedoch innerhalb der pulverförmigen Kohle liegen, die über die Kante der Sperrplatte herabfällt. Getrennte Luftleitungen dienen vorzugsweise zur Verbindung der Lufteinlässe mit getrennt steuerbaren Druckluftleitungen, die unter die Sperrplatte geführt sind und mit einer gemeinsamen Verteilerleitung in Verbindung stehen, die mit Druckluft versorgt wird.

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Weiterhin sind vorzugsweise Prallorgane zwischen der Sperrplatte und dem ringförmigen Gehäuse des Kohleverteilers jeweils zwischen zwei Luft- und Brennstoffeinlässen vorgesehen, so daß verhindert wird, daß Luft zwischen diesen Paaren der Luft- und Brennstoffeinlässe hindurchströmt. Derartige Prallorgane befinden sich vorzugsweise zwischen dem ringförmigen Gehäuse und der Sperrplatte in einer derartigen Anordnung, daß der pulverförmige feste Brennstoff, der über die Kante der Sperrplatte herabfällt, die gegenseitige Abdichtung der einzelnen Brennstoffauslasse vollendet.

Die Druckluftzufuhr zu der Verteilerleitung ist vorzugsweise mit einem Magnetventil oder einem anderen Regelventil versehen, so daß die Temperatur der gesamten Brennergruppe, die durch den Verteiler versorgt wird, zwischen Ein und Aus oder Hoch und Niedrig oder anderen gewünschten Grenzen geregelt werden kann oder ein Impulsbetrieb der gesamten Brennergruppe durch Unterbrechung der Luftzufuhr zu dem Verteilerrohr in einstellbaren und/oder periodischen Zeitintervallen möglieh ist.

Erfindungsgemäß wird der Luftstrom eines Luftförderers, durch den pulverförmiger Brennstoff von einer Mühle zu einem Speichersilo gefördert wird, ebenfalls dazu verwendet, die einzelnen Verteiler anzutreiben, die zum Verteilen des Brennstoffs an die einzelnen Brenner einer Brennergruppe vorgesehen sind, ohne daß pulverförmige Kohleteilchen in Berührung mit beweglichen Teilen der Einrichtung gelangen. Die gewünschte Regelung des Durchsatzes, mit dem der Brennstoff einer Brennergruppe zugeführt wird, und des Durchsatzes, mit dem die einzelnen Brenner der Gruppe versorgt werden, ist ohne weiteres möglich. Das Verteilersystem verstopft nicht, wenn die Luftzufuhr unterbrochen wird, so daß die Verteilereinrichtung ein- und ausgeschaltet und impulsweise betrieben werden kann, wenn dies gewünscht ist, oder kontinuierlich für einen kontinuierlichen Brennerbetrieb laufen kann, sofern die gewünschte Temperaturverteilung innerhalb des Ofens

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oder einer anderen Einrichtung, die die Brenner aufnimmt, erreicht werden soll.

Die Erfindung gestattet eine Temperaturregelung- der Brennergruppen zWi&cheh Ein und Aus oder Hoch und tiiedrig, wie^; es bei bestimmten Ofensystemen oder anderen Einrichtungen mit Brennern erforderlich sein kann. Es kann pulverförmiger fester Brennstoff mit einem weiten Korngrößen- und Feuchtigkeitsbereich verwendet werden. Es sollte sogar möglich sein, pulverförmigen festen Brennstoff mit beliebiger Korngröße und/oder Feuchtigkeit zu verwenden, sofern ein Lufttransport des pulverförmigen Brennstoffs durch die Leitungen des Systems durchgeführt werden kann.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des gesamten erfindungsgemäßen Ofensystems zwischen dem Punkt der Zufuhr von Kohleklumpen oder

festem Brennstoff und der geregelten Brennerversorgung mit pulverförmiger Kohle;

Fig. 2 zeigt in größeren Einzelheiten in einer Seitenansicht eine Ausführungsform einer Vor

richtung, die oberhalb eines Ofens gemäß Fig. 1 angebracht ist;

Fig. 3 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansieht einer Ausführungsform der Verteilerein

richtung, der Luftzufuhrleitungen, Regelorgane etc. gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ist eine schematische Draufsicht eines Teils der Ofenabdeckung der Fig. 1;

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der

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oberhalb des Ofens in Fig. 2 angebrachten

Vorrichtung;

Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines ^v ^v- ■-,-■-■

Speicherbehälters, eines Verteilers etc. ge

mäß Fig. 3;

Fig. 7 ist ein Schnitt durch den Verteiler entlang der Linie 7-7 in Fig. 6.

Das erfindungsgemäße Gesamtsystem eines Brennersystems für feste Brennstoffe ist in einer bevorzugten Ausführungsform in Fig. 1 gezeigt. Klumpige, ungemahlene Kohle wird in einen Trichter 10 geworfen, der die Kohle in einen Rotationstrockner 12 überführt. Der Trocknungsprozeß wird unterstützt durch heiße Abgase des Ofens, die in den Rotationstrockner über eine Leitung 14 eingeleitet werden und aus einer Leitung 16 austreten. Am Ausgang des Rotationstrockners 12 fällt die getrocknete klumpige Kohle in eine Mühle 18, beispielsweise eine Hammermühle mit Sieben zur Kontrolle der Korngröße. Nach dem Mahlen fällt die pulverförmige Kohle in einen Aufnahmetrichter 20, von dem aus sie mit einem herkömmlichen Schraubenförderer 22 oder einer anderen Fördereinrichtung zu einem Speichersilo 24 überführt wird.

Ein Zellenradförderer 26 oder eine andere steuerbare Fördereinrichtung, beispielsweise mit einer Steuerung durch Ein- und Ausschalten eines Elektromotors, mißt die pulverförmige Kohle aus dem Speichersilo 24 einer pneumatischen Zufuhrleitung 28 zu, in der die pulverförmige Kohle mit Druckluft von einem Gebläse 30 vermischt und einer oder mehreren Verteilereinheiten 32 zugeführt wird, die auf der Oberseite eines Tunnelofens 34 vorgesehen ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 1 befindet sich die Verteilereinheit 32 auf der Oberseite des Tunnelofens 34 in der Nähe einzelner Gruppen von Brennern 36, die mit Kohle versorgt werden.

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Ungebrannte Keramikprodukte, wie etwa Ziegel, werden normalerweise in Stapeln auf Ofenwagen 38 gebracht und in Längsrichtung durch den langgestreckten Tunnelofen 34 geschoben. Zur Erzielung der gewünschten Härtung der Keramikprodukte ist es häufig wesentlich^ nicht nur die Durchschnittstempe'— ratur in verschiedenen Positionen des Ofens, sondern auch das Temperaturprofil einer Gruppe von Brennern 36 zu steuern. Wie anschließend im einzelnen erläutert werden soll, ermöglicht die Verteilereinheit 32 die gewünschte Verteilung der pulverförmigen Kohle in beliebiger Weise, so daß die gewünschten Effekte innerhalb des Tunnelofens 34 eintreten. Die Brenner 36 können kontinuierlich oder impulsweise betrieben werden, und die Gesamtmenge der Kohle, die den Brennern 36 zugeführt wird, kann gleichzeitig als Funktion der Zeit ebenso wie die den einzelnen Brennern zugeführte Kohlemenge gesteuert werden, so daß sich eine Steuerung des gesamten Temperaturprofils innerhalb des Tunnelofens 34 ergibt. Die Verteilereinheit 32 bewirkt eine zwangsläufige Kohlezufuhr, indem die pulverförmige Kohle direkt in die Bahn eines sich bewegenden Luftstromes eingebracht wird, und die gewünschte steuerbare Verteilung der Zufuhr der Kohle zu den einzelnen Brennern erfolgt ohne bewegliche Teile in Berührung mit den Kohleteilchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Verteilereinheit 32 ist im einzelnen in Fig. 2 gezeigt. Das eintreffende, pneumatisch geförderte Gemisch aus pulverförmiger Kohle und Druckluft aus der Zufuhrleitung 28 gelangt in einen Abscheider 40 oder eine andere herkömmliche Trennvorrichtung zur Trennung der pulverförmigen Kohle von der Druckluft. Der Abscheider 40 kann beispielsweise eine Cyclon sein, der im Handel für die Trennung von Staub und Gasen erhältlich ist.

Gemäß Fig. 2 ist der Abscheider 40 auf der oberen Seite eines kleinen Speicherbehälters 42 angeordnet, und die abgetrennte pulverförmige Kohle fällt von dem Abscheider 40 in den Speicherbehälter. Aus dem Speicherbehälter 42 gelangt die pulverförmige Kohle durch Schwerkraft in einen Verteiler 44, aus dem sie in ge-

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steuerter Weise den Zufuhrleitungen 46 einzelner Brenner zur Beschickung von Brennerrohren 48 zugeführt wird, die in Dekkeln 50 befestigt sind, die in öffnungen 52 der oberen Abdeckung oder Wand des Ofens festgelegt werden können.
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Wie in Fig. 2 schematisch gezeigt ist, ist eine Kontrolltafel zur Kontrolle der Zufuhr der pulverförmigen Kohle zu dem
Speicherbehälter 42 und zur Steuerung der Kohlezufuhr zu den Brennerrohren 48 vorgesehen, so daß die Temperatur innerhalb des Ofens gesteuert werden kann. Beispielsweise sind Höhenfühler 56 in vorgegebenen Höhen innerhalb des Speicherbehälters 42 angeordnet, die die minimalen und maximalen Kohlemengen in dem Speicherbehälter abtasten. Diese Information gelangt an den Steuerbereich der Kontrolltafel 54 und bewirkt ein elektrisches oder anderes Steuersignal zur Steuerung des Zellenradförderers 26, der die pulverförmige Kohle in die Förderleitung einbringt. Wenn daher die Menge der in die Zufuhrleitung 28 durch den Zellenradförderer 26 eingebrachten Kohle größer als die Kohlemenge ist, die durch das Brennersystem während der gleichen Zeit verbraucht wird, wird die Kohlezufuhr von
dem Zellenradförderer 26 zu dem Abscheider 40 während der
"Aus"-Perioden der Temperatursteuerung und/oder der Betätigung des oberen Höhenfühlers 56 unterbrochen. "Aus"-Perioden der
Temperatursteuerung können einen verringerten Luftstrom in der pneumatischen Zufuhrleitung 28 hervorrufen. In diesen Fällen befindet sich ein Zeitrelais in der Kontrolltafel 54, so daß der Zellenradförderer 26 in einem ausreichenden Zeitabstand angehalten wird, bevor die Brennergruppe ausgeschaltet wird, so daß die Zufuhrleitung 28 von Kohle befreit wird, bevor

der Luftstrom in der Leitung unterbrochen wird. Dadurch wird verhindert, daß pulverförmige Kohle innerhalb der Zufuhrleitung 28 aufgrund des verringerten Luftstromes "ausfällt". Wenn es bei bestimmten Ausführungen vorteilhaft ist, die Kohlezufuhr zu dem Abscheider 40 auch während der "Aus"-Perioden der Temperatursteuerung fortzusetzen, läßt sich die dargestellte Ausführungsform dahingehend modifizieren, daß die abgetrennte Luft aus dem Abscheider 40 während dieser Perioden abgelassen

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wird, so daß der Luftstrom innerhalb der Zuführleitung 28 aufrechterhalten wird und seine Transportfähigkeit für die Kohle beibehält. .' '

Bei der Aüsführungsforrii der Fig. 2 wird wenigstens die untere Höhe der Kohle innerhalb des Speicherbehälters 42 insoweit aufrechterhalten, als ein wesentlicher Rückstrom der Luft nach oben von dem Verteiler 44 durch den Speicherbehälter 42 in den Abscheider 40 verhindert wird. Soweit diese Mindesthöhe der pulverförmigen Kohle innerhalb des Speicherbehälters 42 beibehalten wird, ergibt sie einen Luftverschluß zwischen dem Abscheider 40 und dem Verteiler 44.

Die Druckluft wird nach der Abtrennung von der pulverförmigen Kohle in dem Abscheider 40 über eine Leitung 58 nach unten geführt und zur Druckluftzufuhr für den Verteiler 44 verwendet. Gemäß Fig. 3 gelangt die Druckluft aus der Leitung 58 in den Verteiler 44 über einen Lufteinlaß 60 an der unteren Seite des Verteilers 44, der über ein Magnetventil oder ein anderes Regelventil 62 gesteuert wird, das in Reihe geschaltet ist mit einem von Hand steuerbaren Ventil 64. Außerdem »gelangt die Druckluft an ein Verteilerrohr 66, von dem aus sie in getrennt steuerbaren Mengen den einzelnen radial angeordneten Auslässen 68 über T-Stücke 70, von Hand schaltbare Ventile 72 und Leitungen 74 zugeführt wird.

Zusätzlich zu dem Lufteinlaß 60 und der Anzahl der radial angeordneten Auslässe 68 weist der Verteiler 44 einen Brennstoff einlaß 76 auf, der mit einer Mittelöffnung versehen ist.

Der Verteiler 44 umfaßt einen kurzen zylindrischen Behälter mit radial angeordneten öffnungen oder Auslässen 68 in der zylindrischen Außenwand, durch die die einzelnen Zufuhrleitungen 46 der Brenner beschickt werden. Der Verteiler 44 ist mit seinem Brennstoffeinlaß 76 an der Bodenöffnung des Speicherbehälters 42 verschraubt.

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Wie weiter aus Fig. 3 hervorgeht, umfaßt die bevorzugte Ausführungsform eine Sperrplatte 78, die etwa denselben ; Durchmesser aufweist wie der Brennstoffeinlaß 76 und unter diesem in einer Position aufgehängt ist, die etwa in der Mitte des Verteilers 44 bzw. der Auslässe 68 in Richtung der Brenner liegt. Daher wird die pulverförmige Kohle, die durch Schwerkraft aus dem Speicherbehälter 42 durch den Brennstoffeinlaß 76 des Verteilers 44 herabfällt, durch die Sperrplatte 78 festgehalten, so daß sie durch Schwerkraft über den Rand der Sperrplatte 78 herabfällt und einen Luftraum unterhalb der Sperrplatte und zwischen der Kohle und der zylindrischen Wand des Verteilers 44, in der die Auslässe 68 vorgesehen sind, freihält.

Wenn daher Druckluft in den Lufteinlaß 60 des Verteilers 44 gelangt, werden eine Anzahl von Luftströmen in Richtung der radial angeordneten Auslässe 68 gebildet. Da die pulverförmige Kohle durch Schwerkraft herabfällt und direkt in die Bahn dieser Luftströme gelangt, wird die Kohle durch diese Luftströme in den Zwischenräumen 80 in der Nähe der Auslässe 68 mitgenommen und durch die Auslässe 68 in die Zufuhrleitungen 46 für die einzelnen Brenner mitgenommen.

Der von dem Verteiler zu der gesamten Gruppe der Brenner mitgenommene Kohledurchsatz wird durch den Durchsatz der Luft am Lufteinlaß 60 des Verteilers 44 gesteuert. Diese Gesamtsteuerung für die Gruppe der Brenner 36 kann manuell durch das Ventil 64 und automatisch durch das Regelventil 62 innerhalb der Zufuhr-Leitung 58 erfolgen. Das automatische Magnet-Regelventil 62 wird betätigt durch den Temperatursteuerungsbereich der Kontrolltafels 54 entsprechend TemperaturSignalen, die von einem Thermoelement 81 (Fig. 2) innerhalb des Ofentunnels abgegeben werden. Wenn die gewünschte Temperatur innerhalb des Ofentunnels erreicht ist, wird das Regelventil durch die Kontrolltafel 54 betätigt, so daß die Luftzufuhr durch den Lufteinlaß 60 des Verteilers 44 unterbrochen oder verringert wird und die Zufuhr pulverförmiger Kohle zu den

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einzelnen Brennern entsprechend abnimmt.

Zur Verbesserung der Temperaturverteilung in dem Ofentunnel, beispielsweise einem Ofen mil; Feuerung auf der oberen Seite, können die Brenner impulsmäßig betrieben werden, so daß .der körnige Brennstoff, den die Brenner mit einem beliebigen vorgegebenen Impuls eintritt, vollständig verbrennt, bevor durch den nächsten Impuls eine neue Brennstoffmenge zugeführt wird. Dies kann beispielsweise unabhängig von der Temperatureteuerung durch ein einfaches System aus Zeitrelais oder sogar mit einem nockengesteuerten Schalter innerhalb der Kontrolltafel 54 erfolgen, der automatisch das Regelventil 62 in einstellbaren kurzen Intervallen betätigt, so daß Druckluft in den Lufteinlaß 60 des Verteilers 44 in der Form von kontrollierten Impulsen eintritt.

Der Durchsatz, mit dem die Kohlezufuhr zu den gesamten Brennern 36 gelangt, wird durch den Luftdurchsatz am Lufteinlaß 60 gesteuert. Die relative Verteilung der Kohlemengen zwisehen den verschiedenen Auslässen 68 erfolgt durch Steuerung der Menge der Hilfsluft, die von dem Verteilerrohr 66 und den einzelnen Leitungen 74 sowie den Ventilen 72 den einzelnen Zufuhrleitungen 46 zugeführt wird. Beispielsweise kann durch das T-Stück 70 in der Zufuhrleitung 46 Luft von dem Verteilerrohr 66 durch die Leitung 74 und das manuell einstellbare Ventil 72 in jede der einzelnen Zufuhrleitungen 46 eingeleitet werden. Durch Einleiten von mehr Hilfsluft aus dem Verteilerrohr in eine bestimmte Brennerleitung wird deren innerer Luftdruck erhöht in Bezug auf den Luftdruck in anderen Brennerleitungen, so daß die Menge der Kohle, die durch den entsprechenden Auslaß 68 in den entsprechenden Brenner eintritt, verringert wird. Umgekehrt wird durch Verringerung der Menge der Hilfsluft, die einer bestimmten Brennerleitung im Vergleich zu anderen Leitungen zugeführt wird, der relative Kohledurchsatz erhöht.

Daher ist es möglich, durch Regelung der einzelnen Ventile

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die relativen Kohleinengen, die den einzelnen Brennern der Gruppe der Brenner 36 zugeführt wird, zu steuern, während die Gesamtmenge der zugeführten Kohle durch Steuerung der Luft am Lufteinlaß 60 mit Hilfe der Ventile 62,64 beeinflußt wird. Durch Einleitung vpfi mehr oder weniger Druckluft aus der Druckluftleitung 66 ϊή 'die T-Stücke 70 wird der innere Widerstand der Zufuhrleitungen 46 bei der überführung von Kohle von dem Verteiler gesteuert, so daß die Verteilung der Brennstoffzufuhr zwischen den verschiedenen einzelnen Brennern eingestellt werden kann. Es können im Bedarfsfalle auch andere herkömmliche Einrichtungen zur individuellen Steuerung der Kohleaufnahme der Zufuhrleitungen 46 und/oder Einrichtungen zur individuellen Steuerung der relativen Kohlemengen verwendet werden.

Die Ansicht der Fig. 4 zeigt die Anordnung eines typischen Brennersatzes in der oberen Abdeckung eines Tunnelofens, der durch die oben beschriebenen Verteilereinheiten 32 versorgt wird.

Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird pulverförmiger Brennstoff, wie etwa Kohle, in gesteuerter Weise den einzelnen Brennern einer temperaturgesteuerten Zone eines Tunnelofens zugeführt. Ein Kohle-Luft-Gemisch gelangt in einen Abscheider, der auf einem Zwischenspeicher der Verteilereinheiten angeordnet ist. Der Abscheider trennt die Kohle von der Luft und bildet einen getrennten Luftstrom, der als Druckluft zur Einleitung in den Verteiler und damit zur Steuerung der Zufuhr des Kohle-Luft-Gemisches zu den einzelnen Brennerleitungen verwendet wird. Dieselbe Druckluftquelle wird herangezogen zur Beschickung eines Verteilerrohres, das über einzeln einstellbare Verbindungsleitungen mit den Zufuhrleitungen der Brenner verbunden ist und die relative Mengensteuerung zwischen den einzelnen Zufuhrleitungen übernimmt.

Die pneumatische Kohlezufuhr zu der Verteilereinheit der beschriebenen Ausführungsform wird so gesteuert, daß der in dem

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Verteiler verfügbare Kohlevorrat zwischen einer minimalen und einer maximalen Höhe liegt, so daß eine Luftsperre zwischen dem Abscheider und der Verteilereinheit als solcher aufrechterhalten wird,^ Die pneumatische Zufuhr der Kohle zu dem Abscheider wirkt zusammen mit der gesamten Temperatursteuerung der dargestellten Ausführuficjsform darauf hin, daß der pneumatische Förderer von Kohle befreit wird, bevor die Fähigkeit zum Transport von Kohle verringert wird. Eine derartige Verringerung der Förderleistung könnte eintreten, wenn die Verteilereinheiten entsprechend einem Temperatursignal abgeschaltet werden, das in der dargestellten Ausführungsform den Luftstrom innerhalb des pneumatischen Förderers verringern würde.

Die Kohle gelangt aus dem Zwischenspeicher durch Schwerkraft über die Öffnung des Zwischenspeichers in den Verteiler. Der Verteiler umfaßt eine Sperrplatte, die in der Bahn der herabfallenden Kohle angeordnet ist, so daß sie den Strom des pulverförmigen Brennstoffes unterbricht und dieses über den Umfangsrand herabfallen läßt. Ein Druckluftstrom, der von unterhalb der Sperrplatte eingeleitet wird, nimmt den pulverförmigen Brennstoff mit einer Anzahl von Luftströmen durch die Auslässe des Verteilers radial nach außen in die Zufuhrleitungen mit.

Ein von Hand regelbares Ventil und ein automatisch geregeltes Magnet-Ventil dienen zur Regelung des Lufteintrittes in den Lufteinlaß des Verteilers, so daß die Gesamtmenge der in den Verteiler eingeleiteten Luft und damit die Gesamtmenge der verteilten Kohle als Funktion der Zeit eingestellt wird. Die individuelle Zufuhr der Hilfsluft wird gesteuert, so daß die relative Verteilung dieser Gesamtkohlemenge zwischen den verschiedenen Brennern eingestellt werden kann. Wenn eine gewünschte Temperatur erreicht ist, wird die Luftzufuhr unterbrochen oder verringert, so daß damit die Kohlezufuhr zu den Brennern unterbrochen oder verringert werden kann. Außerdem kann der Verteiler ein- und ausgeschaltet werden, so daß eine impulsveise Zufuhr möglich ist und die Brenner periodisch in aufeinander folgenden Intervallen betrieben werden können. Dadurch

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kann die Temperaturverteilung innerhalb des Ofens verbessert werden.

Wie aus Fig. 5 hervorgehtι ist das Verteilersystern der be-

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schriebenen bevorzugten Ausführuhgsfptm'auf der Oberseite des Tunnelofens in der Nähe der einzelnen Brenner 148 einer jeweiligen Regelgruppe der Brenner zur Versorgung der Brenner mit pulverförmigem Brennstoff oder Kohle vorgesehen.

Ein Kohle-Luft-Gemisch wird, wie bereits erwähnt wurde, pneumatisch durch Zufuhrleitungen 128 einem Abscheider 140 zugeführt, durch den die pulverförmige feste Kohle von dem Luftstrom getrennt wird. Die abgetrennte Luft wird durch eine Leitung 158 abgegeben, während die abgetrennte Kohle aus dem Abscheider in einen Zwischenspeicher 142 gelangt, Die abgetrennte Luft aus der Leitung 158 kann in ein nicht gezeigtes Kühlsystem des Tunnelofens eingeleitet oder zum Betreiben des Kohle-Verteilersystems für die einzelnen Brenner oder zu anderen Zwecken verwendet werden. Aus dem Zwischenspeicher 142 gelangt die pulverförmige feste Kohle durch Schwerkraft in einen Verteiler 200 der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung, in dem die Kohle in individuell und unabhängig geregelter Weise zu den einzelnen Zufuhrleitungen 146 gelangt, die die Brenner-Rohre 148 beschicken, die in Deckeln auf öffnungen der Oberseite des Tunnelofens in der gezeigten Weise angeordnet sind.

Höhenfühler 156 befinden sich auf der minimalen und maximalen Füllhöhe in dem Zwischenspeicher 142 oder in anderen gewünschten Höhen und liefern die notwendigen Informationen für das Zufuhrregelsystem der Kontrolltafel, das seinerseits einen Kohlezufuhrmechanismus, wie etwa einen pneumatischen Förderer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform steuert. Wie Fig. 5 zeigt, ist die Liift-Zufuhrleitung 202 mit einem Magnet-Ventil 162 oder einer anderen geeigneten Regeleinrichtung zur Ein-/ Aus- oder Hoch-/Niedrig-Temperaturregelung über eine Kontrolltafel 154 und ein Thermoelement 181 versehen. Wie bereits er-

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läutert wurde, kann der Temperaturregelbereich der Kontrolltafel weiterhin einen Mechanismus zur Regelung des Magnet-Ventils 162 in aufeinander folgenden Zeitintervallen umfassen, so daß sich eine Impulsregelung zum Betreiben der Brennergruppe ergibt. ^; ■·' ·. . ·''--'■-

Wie im einzelnen in Fig. 6 gezeigt ist, mündet die Luft-Leitung 202 über das Magnet-Ventil 162 in ein Verteilerrohr 204, das mit einem Verteiler 200 mit getrennt regelbaren Rohren 220 über von Hand betätigbare Regelventile 206 verbunden ist, die den einzelnen Zufuhrleitungen 146 zugeordnet sind.

Der Verteiler 200 umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 208 mit einer Anzahl von Brennstoffauslassen 210 in gleichen Abständen auf dem Umfang. Das obere Ende des zylindrischen Gehäuses 208 weist eine Mittelöffnung auf, die unmittelbar unterhalb des Zwischenbehälters 142 liegt, so daß pulverförmiger fester Brennstoff, beispielsweise Kohle, unter Schwerkrafteinfluß durch die Mittelöffnung herabfällt. Eine Sperrplatte 212 mit etwa denselben Abmessungen wie die Mittelöffnung in der Oberseite des zylindrischen Gehäuses befindet sich mit ihrer oberen Oberfläche in Ausrichtung unterhalb der Mittelöffnung. Bei der gezeigten Ausführungsform liegt die obere Oberfläche etwas höher als die Mittellinien der Brennstoffauslässe 210.

Eine Anzahl von Lufteinlässen 214 ist mit jeweils einem Brennstoff auslaß 210 ausgerichtet und in Abstand von diesem angeordnet. Diese Lufteinlässe 214 umfassen Rohre, die sich waagerecht und nach außen unter der Kante der Sperrplatte erstrecken und in der Nähe der Oberfläche 216 des pulverförmigen festen Brennstoffs münden, der über den Rand der Sperrplatte 212 herabfällt. Die Lufteinlässe 214 erstrecken sich nicht bis in einen Zwischenraum 218 hinein, der sich zwischen dem ■pulverförmigen festen Brennstoff und dem zylindrischen Gehäuse 208 befindet. Wenigstens die Enden der Lufteinlässe 214 weisen Düsen mit eingeschränkten Öffnungsflächen auf, so daß die Geschwindigkeit des Luftstromes beim Austritt aus

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den Lufteinlässen erhöht wird.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, sind die Lufteinlässe 21.4 über Rohrknie 220 durch die Sperrplatte 212 hindurch mit den entsprechenden/ getrennt steuerbaren Zufuhrleitungen verbunden. Daher wird Druckluft durch die Lufteinlä'sitfe 214 koaxial zu den zugeordneten Brennstoffauslasse 210 ausgeblasen. Auf diese Weise wird pulverförmiger fester Brennstoff direkt in die einzelnen Zufuhrleitungen 146 der entsprechenden Brenner 148 eingeblasen.

Prallplatten oder Trennwänden 222 befinden sich zwischen der Sperrplatte 212 und dem äußeren Umfang des zylindrischen Gehäuses 208 in dem Verteiler und dienen zur Trennung der Luftströme zwischen den einzelnen Brennstoffauslassen 210 und den zugehörigen Lufteinlässen 214. Die Position dieser Trennwände 222 geht aus Fig. 7 hervor. Bei Verwendung derartiger Trennwände bewirkt der pulverförmige feste Brennstoff, der über den Rand der Sperrplatte 212 herabrieselt, eine Abdichtung und damit eine Bildung getrennter Luftkammern in Zuordnung zu jedem Brennstoffauslaß 210. Diese Trennwände erleichtern daher eine unabhängige, individuelle Steuerung des Durchsatzes der verschiedenen Mengen des pulverförmigen festen Brennstoffs für jeden einzelnen Brenner. Die Zufuhr der Druckluft zu den einzelnen Brennern kann daher verstärkt oder abgeschwächt werden und verstärkt oder senkt zugleich den Durchsatz des pulverförmigen Brennstoffs in Richtung des entsprechenden Brenners, ohne daß die Zufuhr von Brennstoff zu anderen Brennern der Gruppe beeinflußt wird. Bei der dargestellten Ausfuhrungsform weisen die Trennwände 222 im wesentlichen durchlaufende, quergerichtete Oberflächen über den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem zylindrischen Gehäuse 208 und dem äußeren Umfang der Sperrplatte 212 auf.

Obwohl die dargestellte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sowohl individuell gesteuerte Lufteinlässe als auch Trennwände aufweist, die einzelne Luftkammer erzeugen, wenn eine

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Abdichtung durch den pulverförmigen festen Brennstoff herbeigeführt worden ist, kann auch gemäß den vorangegangenen Ausführungen ein gewisser Grad von individueller und unabhängiger Brennstoffsteuerung ohne diese Trennwände erzielt werden. Anstelle von Druckluft können andere Druckgase, beispielsweise Gemische aus Sauerstoff und anderen Gasen verwendet werden. Der Ausdruck "Druckluft" dient daher im folgenden Zusammenhang nur zur Kennzeichnung eines Beispiels unter anderen in Betracht kommenden Druckgasen.
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Claims

PATENTANl WÄl.TE"

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D-a000 München 22 D-4800 Bielefeld

Triftstraße 4 Siekerwall 7

29/31-GER 4

St/ge

LINGL CORPORATION

Highway 54 West, Paris, Tennessee,

U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Verteilung von pulverformigem festen Brennstoff an Brennere inhe iten

Patentansprüche

Verfahren zur gesteuerten Verteilung von pulverförmigem festen Brennstoff an eine Anzahl von Brennern, dadurch gekennzeichnet, daß man den zugeführten pulverförmigen Brennstoff in eine Anzahl von Luftkammern herabfallen läßt, daß man durch die Luftkammern eine Anzahl von Luftströmen in Richtung der einzelnen Brenner hindurchleitet und daß man den Durchsatz und/oder den Zeittakt der Luftströme zu den einzelnen Brennern individuell steuert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gesamtdurchsatz aller Luftströme und damit den Gesamtdurchsatz des zu allen Brennern mitgenommenen Brennstoffes steuert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Durchsatz der einzelnen Luftströme und damit das Verhältnis der den einzelnen Brennern zugeführten Brennstoffmengen steuert.

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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Brennstoff mit einem Luftstrom zuführt, daß man den Luftstrom von dem pulverförmigen Brennstoff abtrennt und daß man den abgetrennten Luftstrom anschließend zur Bildung der getrennten Luftströme für die einzelnen Brenner verwendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den pulverförmigen Brennstoff in einem Speicherbehälter vor der Verteilung in einer solchen Menge sammelt, daß ein Rückstrom von Luft zwischen einem Einlaß und einem Auslaß des Speicherbehälters unterbunden wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Verteiler (44,200) mit einem Brennstoffeinlaß (76) zur Aufnahme von pulverförmigem festen Brennstoff, eine Sperrplatte (78,212) unterhalb des Brennstoffeinlasses zum Auffangen des Brennstoffstromes und zum Herablassen über den Rand der Sperrplatte, einen Lufteinlaß (60,204,214) an dem Verteiler, der mit einer Druckluftquelle verbunden ist, einen Brennstoffauslaß (68,210) in dem Verteiler im Bereich des über den Rand der Sperrplatte herabfallenden Brennstoffs, der mit dem Brenner verbunden ist und in Abstand von dem herabfallenden Brennstoff liegt, und eine Steuereinrichtung (62,64, 162) zur Steuerung der Druckluftzufuhr zu dem Lufteinlaß.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (44,200) ausschließlich aus stationären Bestandteilen besteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e η n-

■ zeichnet, daß die Steuereinrichtung (62,64,162) impulsweise betätigbar ist.

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9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, g e -

kennzeichnet durch eine Anzahl von Brennstoffauslässen (68,210) in Verbindung mit einer Anzahl von Brennern (36) sowie zweite Steuereinrichtungen (72,74; 206)

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zur Steuerung der relativen Luft- und Brennstoffdurchsätze

in Richtung der jeweiligen Brennstoffauslässe.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, g e kennzeichnet durch einen Speicherbehälter (42,

142) oberhalb des Brennstoffeinlasses (76) zur Aufnahme von pulverförmigem festen Brennstoff sowie eine Einrichtung (56,156,26,30) zur Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Mindesthöhe in dem Speicherbehälter zur Blockierung eines Luftrückstromes, die eine Druckluftquelle (30), eine Zufuhreinrichtung (20,24,30) für pulverförmigen .festen Brennstoff, eine pneumatische Fördereinrichtung (30,28) zum Mischen von Druckluft und pulverförmigem festen Brennstoff und zur pneumatischen überführung des Gemisches, eine Trenneinrichtung (40,42) zur Aufnahme des Gemisches aus Druckluft und pulverförmigem festen Brennstoff und zur Trennung von Luft und Brennstoff und eine Einrichtung (58,158) zum Zuführen der abgetrennten Luft zu dem Lufteinlaß (60,214) und zum Zuführen des abgetrennten pulverförmigen Brennstoffs zu dem Speicherbehälter umfaßt.

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11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennze ichnet, daß der Verteiler (44,

200) ein ringförmiges Gehäuse (208) umfaßt, auf dessen Umfang die Brennstoffauslasse (68,210) angeordnet sind, daß der Brennstoffeinlaß (76) als Mittelöffnung auf der oberen Seite des Verteilers ausgebildet ist, daß die Sperrplatte (78,212) etwa dieselben Abmessungen wie die Mittelöffnung aufweist und unterhalb der Mittelöffnung in einer Höhe aufge.längt ist, die etwa in der Mittellinie der Brennstoffauslisse (68,210) liegt, daß der Lufteinlaß (60,214) eine öffnung im Boden des Verteilers umfaßt, deren Lufteintritt durch die Steuereinrichtungen (62,64,162) steuerbar ist, und daß

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die zweiten Steuereinrichtungen (72,74) mit wenigstens einigen der Brennstoffauslasse (68,210) in Verbindung stehen.
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12. Vorrichtung nach Anspruch 11/ dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Brennstoffauslasse (68) mit einem zusätzlichen Lufteinlaß (70,74) und einer Steuereinrichtung (72) zur Steuerung einer Luftzufuhr versehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (200) eine Anzahl von getrennten Lufteinlässen (214) aufweist, die jeweilige Steuereinrichtungen (206) aufweisen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η ze ichnet, daß die Lufteinlässe (214) mit den zugeordneten Brennstoffauslassen (210) ausgerichtet sind, jedoch mit ihren Mündungen in Abstand von diesen liegen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrplatte (78,212) mit ihrer oberen Oberfläche über den Mittellinien der Brennstoffauslasse (68,210) liegt und daß der Lufteinlaß oder die Lufteinlässe (68,214) unter der Sperrplatte angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Trennwänden (222) zwischen den einzelnen Brennstoffauslassen (68,210) und einzelnen Lufteinlässen (214).
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e η η zeichnet, daß den einzelnen Lufteinlässen (214) gesondert einstellbare Ventile (216) zugeordnet sind.

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