DE3309906A1

DE3309906A1 - Process and apparatus for the combustion of solid fuels, especially coal, peat or the like, in pulverised form

Info

Publication number: DE3309906A1
Application number: DE19833309906
Authority: DE
Inventors: Kurt Lennart Johanneshov. Skoog
Original assignee: STUBINEN UTVECKLING AB
Current assignee: STUBINEN UTVECKLING AB
Priority date: 1983-03-18
Filing date: 1983-03-18
Publication date: 1984-10-18

Abstract

Process and apparatus for the combustion of solid fuels, preferably coal, in pulverised form, which is mixed with a carrier liquid such as water and/or oil thus forming an emulsion, the fuel emulsion being sprayed for this purpose through an approximately annular inlet opening (10) into a combustion chamber (22), so that a flow profile (66) approximately like a hollow cone arises. A reduced pressure (region 60) is built up within this flow profile (66), directly behind the fuel emulsion inlet opening (10) which opens into the combustion chamber (22), so that a portion of the hot combustion gases and a residue of unburnt fuel particles are recirculated centrally. Moreover, gas inlet openings (12',14,16,18,20), through which the gas or air is introduced into the combustion chamber (22), are provided in the end (42) of the combustion chamber (22), with their flow path running helically and concentrically with the axis (40) of the inlet opening (10) which opens into the combustion chamber (22) for the fuel emulsion. Thus the fuel emulsion sprayed into the combustion chamber (22) undergoes a rotational motion, so that the flow profile like a hollow cone undergoes a strong fanning out or broadening out into a bell-shaped or apple-shaped profile (66). By the stated measures, an extremely long particle path (68) on the shortest length ... Original abstract incomplete. <IMAGE>

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen fester Brenn-Method and device for burning solid combustibles

stoff, vorzugsweise Kohle, Torf oder dergleichen, in pulverisierter Form Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe, vorzugsweise Kohle, Torf oder dergleichen, in pulverisierter Form, die unter Bildung einer Emulsion mit einer Trägerflüssigkeit wie Wasser und/oder Ö1 oder dergleichen vermischt sind, insbesondere nach dem deutschen Patent ..... (deutsche Patentanmeldung P .......).material, preferably coal, peat or the like, in powdered form Form Description The invention relates to a method and an apparatus for Burning solid fuels, preferably coal, peat or the like, in powdered ones Form that forms an emulsion with a carrier liquid such as water and / or Ö1 or the like are mixed, in particular according to the German patent ..... (German patent application P .......).

Bei den derzeit bekannten Verfahren und Vorrichtungen wird die Brennstoffemulsion durch eine düsenartige Öffnung als sich nur unwesentlich öffnender Vollkegel in den Verbrennungsraum eingespritzt mit der Folge, daß die Verbrennung in einer relativ langen Stichflamme erfolgt und daß die Verbrennung relativ unvollständig ist aufgrund der beschränkten freien Brennstoffoberfläche. Aufgrund der unvollständigen Verbrennung fällt auch ein ungewöhnlich großer Anteil Asche an. Der Verbrennungsraum verkrustet sehr schnell durch sich ablagernde nur teilweise verbrannte oder unverbrannte Brennstoffpartikel Zur Vermeidung dieser Nachteile wird in der parallelen deutschen Patentanmeldung P ..... vorgeschlagen, die Brennstoffemulsion unter Ausbildung eines hohlkegelartigen Strömungsprofils in einen Verbrennungsraum einzuleiten und innerhalb des hohlkegelartigen Strömungsprofils unmittelbar hinter dem Eintritt der Brennstoffemulsion in den Verbrennungsraum einen Unterdruck aufzubauen, so daß ein Teil heißer Verbrennungsgase und ggf. ein Rest unverbrannter Brennstoffpartikel zum Brennstoffeintritt zurückströmt.In the currently known methods and devices, the fuel emulsion through a nozzle-like opening as a full cone in injected into the combustion chamber with the result that the combustion in a relatively long jet flame takes place and that the combustion is relatively incomplete due to the limited free fuel surface. Due to the incomplete combustion also falls an unusual large proportion of ash. The combustion chamber encrusts very quickly due to deposits that are only partially burned or unburned Fuel particles To avoid these disadvantages, the parallel German Patent application P ..... proposed the fuel emulsion to form a Introduce hollow cone-like flow profile into a combustion chamber and inside of the hollow cone-like flow profile immediately behind the inlet of the fuel emulsion to build up a negative pressure in the combustion chamber, so that some of the hot combustion gases and possibly a remainder of unburned fuel particles flows back to the fuel inlet.

Die entsprechende Vorrichtung weist einen Verbrennungsraum, in den eine Eintrittsöffnung zum Einleiten der Brennstoffemulsion mündet, und einen Gaseintritt zum Einleiten sauerstoffhaltigen Gases, vorzugsweise Luft, auf und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung etwa ringförmig ausgebildet und so gerichtet ist, daß ein sich etwa kegelförmig öffnendes Strömungsprofil der austretenden Brennstoffemulsion entsteht, daß diese ringförmige Eintrittsöffnung von mindestens einer weiteren Ringöffnung konzentrisch umgeben ist, durch die das, vorzugsweise mit Sauerstoff angereicherte, Gas in den Verbrennungsraum so einleitbar ist D daß deren Strömungsbahn konzentrisch und schraubenförmig zur Achse der in den Verbrennungsraum mündenden Eintrittsöffnung für die Brennstoffemulsion verläuft.The corresponding device has a combustion chamber into which an inlet opening for introducing the fuel emulsion opens, and a gas inlet for introducing oxygen-containing gas, preferably air, and is according to the invention characterized in that the inlet opening is approximately annular and is directed so that an approximately conically opening flow profile of the exiting Fuel emulsion arises that this annular inlet opening of at least another ring opening is concentrically surrounded, through which the, preferably Oxygen-enriched gas can be introduced into the combustion chamber D so that whose flow path is concentric and helical to the axis of the in the combustion chamber opening inlet opening for the fuel emulsion runs.

Durch die Einleitung der Brennstoffemulsion in den Verbrennungsraum unter Ausbildung eines hohlkegelartigen Strömungsprofils wird auf einfachste Weise eine erhebliche Vergrößerung der freien Brennstoffoberfläche erreicht mit der Folge einer wesentlich vollständigeren Verbrennung im Vergleich zum Stand der Technik (mit vollen Sprühkegeln).By introducing the fuel emulsion into the combustion chamber with the formation of a hollow cone-like flow profile is in the simplest way the result is a considerable increase in the free fuel surface a much more complete combustion compared to the prior art (with full spray cones).

Die Ausbildung eines Unterdrucks innerhalb des hohlkegelartigen Strömungsprofils unmittelbar hinter der in den Verbrennungsraum mündenden Eintrittsöffnung bewirkt die Re- zirkulation eines Teils der heißen Verbrennungsgase sowie kleiner Reste unverbrannter bzw. nur teilweise verbrannter Brennstoffpartikel zum Brennstoffeintritt, wo sie der in den Verbrennungsraum eingespritzten Brennstoffemulsion beigemischt werden. Die rezirkulierten heißen Verbrennungsgase lösen eine frühere Entflammung der in den Verbrennungsraum eingespritzten Brennstoffemulsion aus, d.h.The formation of a negative pressure within the hollow cone-like flow profile caused immediately behind the inlet opening opening into the combustion chamber the re- circulation of part of the hot combustion gases as well small residues of unburned or only partially burned fuel particles for Fuel inlet, where the fuel emulsion is injected into the combustion chamber be added. The recirculated hot combustion gases solve an earlier one Ignition of the fuel emulsion injected into the combustion chamber, i. E.

der Abstand der Flamme vom Brennstoffeintritt wird dadurch verringert. Der rezirkulierte Rest unverbrannter Brennstoffpartikel wird nachverbrannt. Beide Effekte führen zu einer Verkürzung der Flamme sowie zu einem höheren Verbrennungsgrad. Die Rezirkulation der heißen Verbrennungsgase sowie des Restes unverbrannter Brennstoffpartikel erfolgt natürlich etwa zentral innerhalb des hohlkegelartigen Strömungsprofils, und zwar etwa gleichmäßig über den Umfang des Strömungskegels.this reduces the distance between the flame and the fuel inlet. The recirculated remainder of unburned fuel particles is post-burned. Both Effects lead to a shortening of the flame and a higher degree of combustion. The recirculation of the hot combustion gases and the rest of the unburned fuel particles naturally takes place approximately centrally within the hollow cone-like flow profile, and approximately evenly over the circumference of the flow cone.

Vorzugsweise wird die Brennstoffemulsion unmittelbar nach ihrem Eintritt in den Verbrennungsraum mit mindestens einer äußeren sauerstoffhaltigen Gasströmung beaufschlagt, deren Strömungsbahn konzentrisch und schraubenförmig zur Achse der in den Verbrennungsraum mündenden Eintrittsöffnung für die Brennstoffemulsion verläuft. Dadurch läßt sich relativ problemlos ein Unterdruck im Innern des hohlkegelartigen Strömungsprofils hinter der in den Verbrennungsraum mündenden Eintrittsöffnung herstellen und auch variieren, wobei gleichzeitig durch diese Maßnahme eine spontane Auffächerung der in den Verbrennungsraum eingespritzten Brennstoffemulsion erzielen läßt, so daß das hohlkegelartige Strömungsprofil eine etwa glocken- bzw.Preferably the fuel emulsion is applied immediately after its entry into the combustion chamber with at least one external oxygen-containing gas flow acted upon, the flow path of which is concentric and helical to the axis of the runs into the combustion chamber opening inlet opening for the fuel emulsion. As a result, a negative pressure inside the hollow cone-like can be created relatively easily Establish a flow profile behind the inlet opening opening into the combustion chamber and also vary, with a spontaneous fanning out at the same time through this measure the fuel emulsion injected into the combustion chamber can be achieved so that the hollow cone-like flow profile has an approximately bell-shaped or

apfelförmige Gestalt annimmt. Die Form des Strömungsprofils wird bestimmt durch das Gleichgewicht der auf die Brennstoffemulsion einwirkenden Zentrifugalkräfte und zentralen "Unterdruck"-Kräfte.takes on apple-shaped shape. The shape of the flow profile is determined by the balance of the centrifugal forces acting on the fuel emulsion and central "negative pressure" forces.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine abgewandelte Ausführungsform des in der deutschen Patentanmeldung P beanspruchten und beschriebenen Verfahrens bzw. der dort beanspruchten und beschriebenen Vorrichtung vorgestellt, die durch mindestens zwei voneinander getrennte äußere Gasströmungen gekennzeichnet ist, wobei die dem Brennstoff-Eintritt benachbarte bzw. nächstliegende Gasströmung (ggprimäre Primärluft") in einer sich etwa senkrecht zur Achse der in den Verbrennungsraum mündenden Eintrittsöffnung für die Brennstoffemulsion erstreckenden Ebene in den Verbrennungsraum eingeleitet wird. Dadurch wird eine äusserst starke Einwirkung der äußeren Gasströmung auf das Strömungsprofil der Brennstoffemulsion und eine entsprechende Vergrößerung der freien bzw. wirksamen Brennstoffoberfläche auf kürzestem axialen Wege erreicht. Die in den Ansprüchen 1 bis 12 beanspruchten Maßnahmen fördern zusätzlich die Maximierung der freien bzw. wirksamen Brennstoffoberfläche auf kürzestem Weg, d.h. bei minimaler Flammenlänge, so daß eine noch vollständigere Verbrennung in extrem kurz gebauten Verbrennungsräumen möglich ist.The present invention provides a modified embodiment in the German patent application P claimed and described Method or the device claimed and described there presented, characterized by at least two separate external gas flows is, the gas flow adjacent or closest to the fuel inlet (ggprimäre primary air ") in an approximately perpendicular to the axis of the in the combustion chamber opening inlet opening for the fuel emulsion extending plane in the Combustion chamber is introduced. This creates an extremely strong impact the external gas flow on the flow profile of the fuel emulsion and a corresponding enlargement of the free or effective fuel surface as short as possible axial paths reached. The measures claimed in claims 1 to 12 promote in addition, the maximization of the free or effective fuel surface as short as possible Way, i.e. with a minimum flame length, so that an even more complete combustion is possible in extremely short combustion chambers.

Detailmaßnahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Auf diese wird ausdrücklich hingewiesen. Besonders erwähnenswert sei jedoch noch die Maßnahme nach Anspruch 4, die eine zusätzliche Auffächerung der in den Verbrennungsraum eingespritzten Brennstoffemulsion unmittelbar hinter der in den Verbrennungsraum mündenden Eintrittsöffnung und damit eine zusätzliche Vergrößerung der wirksamen Brennstoffoberfläche auf engstem Raum bewirkt.Detailed measures of the method according to the invention and the method according to the invention Apparatus are described in the subclaims. This is expressly pointed out. Particularly noteworthy, however, is the measure according to the claim 4, which is an additional fanning of the injected into the combustion chamber Fuel emulsion immediately behind the inlet opening opening into the combustion chamber and thus an additional increase in the effective fuel surface area Space causes.

Durch die genannten Maßnahmen wird eine nahezu vollständige und emissionsarme Verbrennung fester Brennstoffe, wie z.B.The measures mentioned ensure an almost complete and low-emission Combustion of solid fuels, e.g.

Rohle, Torf oder dergleichen, auf kürzester Strecke in Richtung der Achse des Brennstoffeintritts bzw. des Verbrennungsraumes erreicht. Die äußere Gasströmung verhindert auch, daß Brennstoffpartikel sich an der Seitenwandung des Verbrennungsraumes ablagern und zu Verkrustungen führen.Raw material, peat or the like, on the shortest route in the direction of the Axis of the fuel inlet or the combustion chamber reached. The external gas flow also prevents fuel particles from adhering to the side wall of the combustion chamber deposit and lead to incrustations.

Wird als Trägerflüssigkeit für die festen pulverisierten Brennstoffe Wasser verwendet, hat die erfindungsgemäß angestrebte Rezirkulation eines Teils heißer Verbrennungsgase zusätzlich den ganz großen Vorteil, daß dabei auch ein Teil dissoziierten Wassers und damit freigewordener Sauerstoff zentral zum in den Verbrennungsraum mündenden Brennstoffeintritt zurückströmt, wodurch die Verbrennung zusätzlich vom Inneren des hohlen Sprühkegels her initiiert wird.Used as a carrier liquid for the solid powdered fuels When water is used, the inventively sought recirculation of a part hot combustion gases also have the great advantage of being a part dissociated water and thus released oxygen in the center of the combustion chamber discharging fuel inlet flows back, whereby the combustion additionally from Inside the hollow spray cone is initiated.

Die Bedeutung der Erfindung wird augenscheinlich, wenn man bedenkt, wie lange die Brennzeit von z.B. Kohle im Vergleich zur Brennzeit von Ö1 oder Holz ist. Entsprechend lang muß der Partikelweg sein, um eine relativ vollständige Verbrennung zu erhalten. Dies bedingt normalerweise die eingangs erwähnten langen Brennräume. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird der erforderlich lange Partikelweg durch spontane Auffächerung des hohlen Sprühkegels, Beförderung der Brennstoffpartikel längs einer schraubenförmigen Strömungsbahn und teilweise Rezirkulation auf kürzester Strecke in Richtung der Mittelachse der Brennstoff-Eintrittsöffnung bzw. des Verbrennungsraumes erreicht.The importance of the invention becomes apparent when one considers how long the burning time of e.g. coal compared to the burning time of oil or wood is. The particle path must be correspondingly long in order to achieve a relatively complete combustion to obtain. This normally requires the long combustion chambers mentioned at the beginning. By means of the measures according to the invention, the required long particle path is traversed spontaneous fanning of the hollow spray cone, transport of fuel particles along a helical flow path and partial recirculation on the shortest Distance in the direction of the central axis of the fuel inlet opening or the combustion chamber achieved.

Es sei auch noch erwähnt, daß zum Start der Verbrennung durch die Eintrittsöffnung zuerst reines Öl eingespritzt wird, das dann zunehmend mit pulverisierten festen Brennstoffen, z.B. pulverisierter Kohle, und ggf. Wasser vermischt wird. Das Ö1 kann dann schließlich ganz durch Wasser ersetzt werden. Dies hängt zum Teil auch von der Konsistenz der zu verbrennenden Kohle oder dergleichen ab. Die Öleinspritzung beim Start erleichtert die Zündung; Umgekehrt verhält es sich beim Abschalten der Verbrennung. Es wird zunehmend der pulverisierte Brennstoff weggenommen, bis schließlich nur noch Ö1 als Brennstoff übrig bleibt.It should also be mentioned that at the start of the combustion by the The inlet opening is first injected with pure oil, which is then increasingly pulverized solid fuels, e.g. pulverized coal, and possibly water is mixed. The oil can then be replaced entirely by water. This depends in part also on the consistency of the coal to be burned or the like. The oil injection at the start facilitates the ignition; The opposite is true when switching off the Combustion. The pulverized fuel is increasingly taken away until finally only oil remains as fuel.

Dadurch wird beim Abschalten eine Verklumpung oder Verstopfung der Brennstoff-Eintrittsöffnung bzw. Ringdüse vermieden.This causes clumping or clogging of the Avoided fuel inlet opening or ring nozzle.

Als fester Brennstoff kommt vornehmlich Kohle infrage, z0B0 Steinkohle, bitumenhaltige Kohle, gasreiche Sohle oder ein Gemisch davon.The solid fuel used is primarily coal, e.g. hard coal, bituminous coal, gas-rich sole or a mixture thereof.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform im Rahmen der Erfindung zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens näher beschrieben.Below is a preferred embodiment within the scope of the invention described in more detail for carrying out the claimed method.

Bs zeigen: Fig. 1 eine graphische Darstellung der Brennzeit sowie freien Brennstoffoberfläche von Ö1, Holz und Kohle in Abhängigkeit von der Partikel- bzw. Tröpfshengröße, Fig 2 Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (Brennerteil) im schematischen Längsschnitt, Fig0 3 den zentralen Brennerteil nach Fig. 2 in vergrössertem Maßstab, Fig. 4 den Brennerteil nach Fig. 3 im Schnitt längs Linie IV-IV in Fig. 3 und in verkleinertem Maßstab, und Fig. 5 einen Teil des Gas-Registers nach Fig. 2 in vergrößertem Maßstab Fig. 1 läßt erkennen, daß die Brennzeit von Kohlepartikel wesentlich größer ist als die Brennzeit von Holzpartikel oder Öltröpfchen, wobei die Brennzeit-Charakteristik von Kohle, Holz und Öl in Abhängigkeit von der Partikelgröße bzw. Tröpfchengröße und damit in Abhängigkeit von der freien Oberfläche pro Volumeneinheit jeweils gleich ist.Bs show: FIG. 1 a graphical representation of the burning time and FIG free fuel surface of oil, wood and coal depending on the particle size or droplet size, Fig. 2 part of a device according to the invention (burner part) in a schematic longitudinal section, Fig0 3 the central burner part of FIG. 2 in an enlarged Scale, Fig. 4 shows the burner part according to Fig. 3 in section along line IV-IV in Fig. 3 and on a reduced scale, and FIG. 5 shows a part of the gas register according to FIG. 2 on an enlarged scale Fig. 1 shows that the burning time of carbon particles is much longer than the burning time of wood particles or oil droplets, whereby the burning time characteristics of coal, wood and oil as a function of the particle size or droplet size and thus depending on the free surface per unit volume is the same in each case.

Dies bedeutet, daß zur vollständigen Verbrennung von pulverisierter Kohle ein wesentlich längerer Partikelweg erforderlich ist als bei der Verbrennung von z.B. Ö1. Aus diesem Grunde sind die Verbrennungsräume herkömmlicher Kohlebrenner sehr lang gebaut, um die entsprechend lange Stichflamme aufnehmen zu können. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen, wie sie oben angegeben sind und wie sie nachstehend nochmals eingehend anhand des konstruktiven Ausführungsbeispieles erläutert werden, läßt sich eine vollständige Verbrennung von pulverisierter Kohle auch auf kürzester Strecke, d.h. bei extrem kurzer Baulänge des Verbrennungsraumes, erreichen.This means that for complete combustion of pulverized Coal requires a much longer particle path than combustion from e.g. Ö1. For this reason the combustion chambers are more conventional Coal burner built very long in order to be able to accommodate the correspondingly long jet flame. By the measures according to the invention as specified above and as they are below will be explained in detail again based on the structural embodiment, a complete combustion of pulverized coal can also be achieved in the shortest possible time Distance, i.e. with an extremely short overall length of the combustion chamber.

Der in Fig. 2 im schematischen Längsschnitt dargestellte Kohlebrenner weist ein Ring-Düsenmundstück 38 mit einer in den Verbrennungsraum 22 mündenden etwa ringförmigen Eintrittsöffnung 10 auf, deren Spaltweite durch Veränderung der die Relativlage der die ringförmige Eintrittsöffnung 10 begrenzenden Seitenwandungen 46, 48 variierbar ist.The coal burner shown in Fig. 2 in a schematic longitudinal section has an annular nozzle mouthpiece 38 with a nozzle opening into the combustion chamber 22 approximately annular inlet opening 10, the gap width by changing the the relative position of the side walls delimiting the annular inlet opening 10 46, 48 is variable.

Die Seitenwandungen 46, 48 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kegelförmig ausgebildet, so daß die Brennstoffemulsion beim Austritt aus der ringförmigen Eintrittsöffnung 10 ein hohlkegelartiges Strömungsprofil erhält, das im weiteren Verlauf eine starke Auffächerung bzw. Aufweitung zu einem glocken- bzw. apfelartigen Profil erfährt (siehe Fig. 2 der Stamm-Patentanmeldung P ....).The side walls 46, 48 are in the illustrated embodiment conical, so that the fuel emulsion when exiting the annular Inlet opening 10 receives a hollow cone-like flow profile, which in the further A strong fanning out or widening to a bell-like or apple-like course Profile learns (see Fig. 2 of the parent patent application P ....).

Das Düsenmundstück 38 ist von einem ersten Gaskanal 50 konzentrisch umgeben, deren in den Verbrennungsraum 22 mündende Eintrittsöffnung 12' so gerichtet ist, daß die entsprechende Gasströmung ("primäre Primärluft") in einer sich senkrecht zur Achse 40 der in den Verbrennungsraum 22 mündenden Eintrittsöffnung 10 für die Brennstoffemulsion erstreckenden Ebene eingeleitet wird. (Siehe insbesondere Fig 3, in der die durch die Eintrittsöffnung 12' in den Verbrennungsraum 22 eingeleitete "primäre Primärluft" durch den Strömungspfeil 84 gekennzeichnet ist, wobei durch diese Strömung das Brennstoff-Strömungsprofil 36 eine lokale Einschnürung bzw. Eindellung 36' erfährt.) Wie bereits dargelegt, strömt durch den Gaskanal 50 eine sogenannte "primäre Primärluft", die mit Verbrennungsgasen höherer Temperatur angereichert sein kann. Das aus der Öffnung 12' aus- tretende Gas besitzt eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 100 bis 200 m/sec, vorzugsweise etwa 130 m/sec. Wie Fig. 4 erkennen läßt, umfaßt die Eintrittsöffnung 12' für die primäre Primärluft11 mehrere, z.B. 12 gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Einlaßöffnungen 4t, die jeweils um denselben Winkel zur Radialen gerichtet sind. Der Winkel WSbeträgt etwa 10 bis 250, vorzugsweise 150o Dadurch wird der in den Verbrennungsraum 22 eingeleiteten primären Primärluft eine Rotation um die Längsachse 40 aufgeprägt, die dann auf die in den Verbrennungsraum 22 eingespritzte Brennstoffemulsion übertragen wird.The nozzle mouthpiece 38 is concentric with a first gas channel 50 Surrounded, whose opening into the combustion chamber 22 inlet opening 12 'so directed is that the corresponding gas flow ("primary primary air") in a perpendicular to the axis 40 of the inlet opening 10 opening into the combustion chamber 22 for the Fuel emulsion extending plane is initiated. (See in particular Fig 3, in which the introduced into the combustion chamber 22 through the inlet opening 12 ' "primary primary air" is indicated by the flow arrow 84, with this flow creates a local constriction or indentation of the fuel flow profile 36 36 '.) As already explained, a so-called gas channel 50 flows through the gas channel 50 "primary primary air" enriched with higher temperature combustion gases can be. The out of the opening 12 ' emerging gas possesses a Flow velocity of about 100 to 200 m / sec, preferably about 130 m / sec. As can be seen from FIG. 4, the inlet opening 12 'comprises the primary primary air 11 several, e.g. 12, inlet openings evenly distributed over the circumference 4t, which are each directed at the same angle to the radial. The angle WS is about 10 to 250, preferably 150o. As a result, the is introduced into the combustion chamber 22 primary primary air a rotation about the longitudinal axis 40 is imposed, which then on the fuel emulsion injected into the combustion chamber 22 is transferred.

Die primäre Primär1uftU wird in den Gaskanal 50 gewöhnlich mit einem Druck von etwa 1000 bis 12000 mm Wassersäule eingeblasen Bei Verbrennung von etwas zäheren Brennstoffemulsionen beträgt dieser Druck vorzugsweise etwa 2000 bis 4000 mm Wassersäule0 Der Gaskanal 50 wird von einem weiteren Gaskanal 52 konzentrisch umgeben (siehe Figuren 2 und 3), dessen ringförmige in den Verbrennungsraum 22 mündende Eintrittsöffnung 14 durch kegelförmige Seitenwandungen 46" und 48" begrenzt ist. Die Seitenwandungen 46", 48" sind so gerichtet, daß sie der aus der Ringöffnung 14 austretenden Gasströmung ein kegelartiges Strömungsprofil aufprägen, das das sich in Richtung des Verbrennungsraums 22 öffnende hohlkegelartige Strömungsprof ii 36 der aus der Ringöffnung 10 austretenden Brennstoffemulsion zu durchdringen versucht. Dadurch und durch die Zurückversetzung der Ringöffnung 10 sowie Einlaßöffnung 12 e gegenüber der Ringöffnung 14 wird ein Aufbrechen des geschlossenen hohlkegelartigen Strömungsprofils 36 der sich dann bereits in Rotation befindenden Brennstoffemulsion erreicht, also eine zusätzliche Vergrößerung der freien bzw. wirksamen Oberfläche des Brennstoffs kurz nach dem Austritt aus dem Düsenmundstück 38 bzw. kurz nach Eintritt in den Verbrennungsraum 22 erzielt.The primary primary air is usually supplied to the gas duct 50 with a Pressure of about 1000 to 12000 mm water column blown in. When something is burned For more viscous fuel emulsions, this pressure is preferably about 2,000 to 4,000 mm water column 0 The gas channel 50 is made concentric by a further gas channel 52 surrounded (see Figures 2 and 3), the annular opening into the combustion chamber 22 Inlet opening 14 is delimited by conical side walls 46 "and 48". The side walls 46 ", 48" are directed so that they out of the ring opening 14 exiting gas flow imprint a conical flow profile that the hollow cone-like flow profiles opening in the direction of the combustion chamber 22 ii to penetrate 36 of the fuel emulsion emerging from the ring opening 10 tries. As a result, and by the retraction of the ring opening 10 and the inlet opening 12 e opposite the ring opening 14 is a breaking open of the closed hollow cone-like Flow profile 36 of the fuel emulsion which is then already in rotation achieved, so an additional increase in the free or effective surface of the fuel shortly after exiting the nozzle mouthpiece 38 or shortly after Entry into the combustion chamber 22 achieved.

Vor Austritt der den Gaskanal 52 durchströmenden sogenannten "sekundären Primärluft" wird diese durch im Bereich der Ringöffnung 14 angeordnete Leitschaufeln 26 umgelenkt, und zwar um etwa 40 bis 450 zur Längsachse 40 des Düsenmundstücks 38, also in Rotation um die Längsachse 40 versetzt. Die Austrittsgeschwindigkeit der sekundären Primärluft" beträgt etwa 120 bis 180 m/sec, vorzugsweise 140 m/sec. Die Ringspaltweite der Öffnung 14 ist durch Veränderung der Relativlage der sie begrenzenden Seitenwandungen 46", 48" veränderbar. In entsprechender Weise ist natürlich die Austrittsmenge (Kapazität) der "sekundären Primärluft" variabel bei etwa gleichbleibender Gasaustrittsgeschwindigkeit. Auch die sekundäre Primärluft" wird mit einem Druck von etwa 1000 bis 1200 mm Wassersäule in den Ringkanal 52 eingeblasen. Bei etwas zäheren Brennstoffemulsionen kann dieser Druck höher liegen, z.B. ebenfalls etwa 2000 bis 4000 mm Wassersäule. Die Ablenkung der "sekundären Primärluft" durch die Leitschaufeln bzw. Leitbleche 26 erfolgt in der gleichen Richtung wie die Ablenkung der primären Primärluft" durch die zur Radialen geneigten Öffnungen 43 des Primärluft-Eintritts 12'.Before the exit of the so-called "secondary ones" flowing through the gas channel 52 This becomes primary air "by means of guide vanes arranged in the area of the ring opening 14 26 deflected, namely by about 40 to 450 to the longitudinal axis 40 of the nozzle mouthpiece 38, that is to say offset in rotation about the longitudinal axis 40. The exit speed the secondary primary air "is about 120 to 180 m / sec, preferably 140 m / sec. The annular gap width of the opening 14 is determined by changing the relative position of it delimiting side walls 46 ", 48" can be changed. In a corresponding way is natural the discharge volume (capacity) of the "secondary primary air" is variable while remaining approximately the same Gas exit velocity. Also the secondary primary air "is with a pressure about 1000 to 1200 mm water column is blown into the annular channel 52. With something For more viscous fuel emulsions, this pressure can be higher, e.g. also about 2000 to 4000 mm water column. The deflection of the "secondary primary air" by the Guide vanes or guide plates 26 takes place in the same direction as the deflection of the primary primary air "through the openings 43 of the primary air inlet, which are inclined to the radial line 12 '.

Die sekundäre Primärluft" ist vorzugsweise nicht mit heißen Verbrennungsgasen angereichert, da sie weniger als Trägermedium für die in den Verbrennungsraum 22 eingespritzte Brennstoffemulsion dient als vielmehr der Vergrößerung der freien bzw. wirksamen Oberfläche derselben und der Anreicherung bzw. Versorgung der Brennstoffpartikel mit Sauerstoff.The secondary primary air "is preferably not with hot combustion gases enriched, since it acts as less of a carrier medium for the combustion chamber 22 injected fuel emulsion serves rather than to increase the free or effective surface of the same and the enrichment or supply of the fuel particles with oxygen.

Der das Düsenmundstück 38, den diesen unmittelbar umgebenden Ringkanal 50 und den von der "sekundären Primärluft" durchströmten Ringkanal 52 umfassende Bauteil 54' ist als Ganzes in die Stirnwand 42 des Verbrennungsraums 22 bzw.The nozzle mouthpiece 38, the ring channel immediately surrounding it 50 and the ring channel 52 through which the "secondary primary air" flows Component 54 'is inserted as a whole into the end wall 42 of the combustion chamber 22 or

in das noch zu beschreibende Gas-Register 54, 56, 58 (siehe Fig. 2) einsetzbar und somit auch leicht durch ein entsprechendes, etwas modifiziertes Bauteil austauschbar.into the gas register 54, 56, 58 to be described (see Fig. 2) usable and therefore also easy with a corresponding, slightly modified component interchangeable.

Der Gaskanal 52 für die sekundäre Primärluft" ist wiederum von einem konzentrischen Gaskanal 54, dieser von einem weiteren Gaskanal 56 und dieser schließlich noch von einem Gaskanal 58 jeweils konzentrisch umgeben. Die entsprechenden in den Verbrennungsraum 22 mündenden Ringöffnungen sind in Fig. 2 mit den Bezugszlffern 16, 18 und 20 gekennzeichnet. Die Ringkanäle 54, 56 58 werden selektiv, vorzugsweise von Luft, durchströmt, wobei die Einblasung unter einem Druck von etwa 200 bis 300 mm Wassersäule erfolgt. Vor dem Austritt der Luft aus den ringförmigen Gas- bzw. Luft-Eintrittsöffnungen 16, 18, 20 wird diese durch im Bereich der Öffnungen 16, 188 20 angeordnete Leitschaufeln bzw. Leitbleche 28, 30, 32 umgelenkt und somit um die Längsachse 40 in Rotation versetzt, und zwar in derselben Richtung wie die 'primäre Primärluft" bzw. "sekundäre Primärluft" Durch die Leitschaufeln bzw0 Leitbleche 28 erfolgt eine Umlenkung der Gasströmung um etwa 700. Die Leitschaufeln bzw. Leitbleche 30 und 32 bewirken eine Umlenkung der Gasströmung um etwa 40 bis 500 bzw. 0 bis 400. Sämtliche Leitschaufeln bzw. teitbleche, insbesondere die äußersten Leitschaufeln bzw. Leitbleche 32 sind hlnsichtlich ihrer Winkelstellung veränderbar und damit an den zu verbrennenden Brennstoff anpaßbar.The gas channel 52 for the secondary primary air "is in turn of one concentric gas channel 54, this from a further gas channel 56 and this finally each concentrically surrounded by a gas channel 58. The corresponding in the Annular openings opening into the combustion chamber 22 are denoted by the reference numerals in FIG. 2 16, 18 and 20. The annular channels 54, 56, 58 are selective, preferably of air, flowing through it, with the injection under a pressure of about 200 to 300 mm of water column. Before the air escapes from the ring-shaped gas resp. Air inlet openings 16, 18, 20 this is through in the area of the openings 16, 188 20 arranged guide vanes or guide plates 28, 30, 32 deflected and thus about the longitudinal axis 40 in rotation, in the same direction as the 'primary primary air "or" secondary primary air "through the guide vanes or guide plates 28, the gas flow is deflected by about 700. The guide vanes or guide plates 30 and 32 cause the gas flow to be deflected by about 40 to 500 and 0 to, respectively 400. All guide vanes or baffles, in particular the outermost guide vanes or baffles 32 can be changed with regard to their angular position and thus adaptable to the fuel to be burned.

Die Strömungsgeschwindigkeit der aus der Ringöffnung 16 austretenden Luft beträgt beim Start der Verbrennung etwa 40 m/sec, bei Vollast etwa 70 m/sec Die Strömungsgeschwindigkeit der aus den Ringöffnungen 18 und 20 austretenden Luft variiert zwischen 0 m/sec beim Start der Verbrennung bis 70 m/sec bei Vollast Die Austrittsgeschwindigkeiten der "primären Primärluft" aus den schräg gerichteten Öffnungen BB rund der Wsekundären Primärluft" aus der Ringöffnung 14 bleiben in allen Betriebszuständen zwischen Start und Vollast etwa gleich.The flow rate of the emerging from the ring opening 16 At the start of combustion, air is around 40 m / sec, at full load around 70 m / sec The flow rate of the air emerging from the ring openings 18 and 20 varies between 0 m / sec at the start of combustion to 70 m / sec at full load Exit velocities of the "primary primary air" from the obliquely directed Openings BB around the secondary primary air "from the ring opening 14 remain in roughly the same in all operating states between start and full load.

Nur die Austrittsmenge bzw. der Durchsatz werden verkleinert durch entsprechende Vergrößerung oder Verkleinerung der freien Querschnitte der Öffnungen 47: bzw. der Ringöffnung 14. Die Veränderung der freien Querschnitte der Öffnungen 43 und 14 erfolgt gleichermaßen. Zu diesem Zweck ist ein zwischen den beiden Öffnungen 12' und 14 angeordnetes Ringmundstück 78 in axialer Richtung bzw. in Richtung der Längsachse 40 hin- und herverschiebbar (Doppelpfeil 82 in Fig. 3). Das Ringmundstück 78 ist bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 und 3 mit dem die beiden Primärluft-Kanäle 50, 52 voneinander trennenden Rohrmantel 80 verbunden,' so daß die axiale Verschiebung des Ringmundstückes 78 in Richtung des Doppelpfeiles 82 durch entsprechende Einwirkung auf den Rohrmantel 80 erfolgt.Only the discharge quantity or the throughput are reduced by corresponding enlargement or reduction of the free cross-sections of the openings 47: or the ring opening 14. The change in the free cross-sections of the openings 43 and 14 are done in the same way. For this purpose there is one between the two openings 12 'and 14 arranged annular mouthpiece 78 in the axial direction or in the direction of the Longitudinal axis 40 can be pushed back and forth (double arrow 82 in FIG. 3). The ring mouthpiece In the embodiment according to FIGS. 2 and 3, 78 is the two primary air channels 50, 52 separating pipe jacket 80 connected, 'so that the axial displacement of the ring mouthpiece 78 in the direction of the double arrow 82 by appropriate action takes place on the pipe jacket 80.

Das Ringmundstück 78 umfaßt die radial innen gelegene Seitenwandung 46" der Ringöffnung 14 für den Austritt der "sekundären Primärluft" sowie sich in einer Ebene etwa senkrecht zur Längsachse 40 des Verbrennungsraumes 22 erstreckende Primärluft-Eintrittsöffnungen 46', deren freier Querschnitt jeweils etwa eUiptisch ist. Das Ringmundstück 78 ist in axialer Richtung, d.h. in Richtung der Längsachse 40 bzw. in Richtung des Doppelpfeiles 82 auf einem topfförmigen Fortsatz 86 des Düsenmundstücks 38 hin- und herverschiebbar gelagert, wobei der topfförmige Fortsatz 86 Öffnungen 48' entsprechend den Radialöffnungen 46' im Düsenmundstück 78 aufweist. Durch entsprechende Verschiebung des Ringmundstücks 78 relativ zum Düsenmundstück 38 können die beiden Radialöffnungen 46' und 48' zur Deckung gebracht werden, in Fig. 3 bei Verschiebung des Ringmundstücks 78 nach links. Beim Start wird das Ringmundstück 78 nach rechts verschoben (Stellung in Fig. 3), so daß die Spaltweite der Ringöffnung 14 für die "sekundäre Primärluft" sowie der freie Querschnitt der Einlaßöffnung 12' für die "primäre Primärluft" jeweils ein Minimum sind. Bei Vollast sind die Verhältnisse umgekehrt, d.h.The ring mouthpiece 78 includes the radially inner side wall 46 "of the ring opening 14 for the exit of the" secondary primary air "as well as in a plane extending approximately perpendicular to the longitudinal axis 40 of the combustion chamber 22 Primary air inlet openings 46 ', the free cross-section of which is approximately eUiptical in each case is. The ring mouthpiece 78 is in the axial direction, i.e. in the direction of the longitudinal axis 40 or in the direction of the double arrow 82 on a pot-shaped extension 86 of the Nozzle mouthpiece 38 mounted so that it can be pushed back and forth, the pot-shaped extension 86 has openings 48 'corresponding to the radial openings 46' in the nozzle mouthpiece 78. By shifting the ring mouthpiece 78 relative to the nozzle mouthpiece accordingly 38, the two radial openings 46 'and 48' can be brought into congruence, in 3 when the ring mouthpiece 78 is shifted to the left. When starting the ring mouthpiece 78 shifted to the right (position in Fig. 3), so that the gap width of the ring opening 14 for the "secondary primary air" and the free cross section of the inlet opening 12 'for the "primary primary air" are each a minimum. At full load they are Conditions reversed, i.e.

das Ringmundstück ist in Fig. 3 nach links verschoben, so daß die Ringöffnung 14 für die "sekundäre Primärluft" so- wie die Einlaßöffnung 12i für die 'primäre Primärluft" jeweils maximal geöffnet sind0 In letztgenannter Stellung decken sich die adia1öffnungen 46' und 48'. Entsprechend maximal ist bei letztgenannter Stellung die Austrittsmenge der primären" und sekundärenw Primärluft.the ring mouthpiece is shifted to the left in Fig. 3, so that the Ring opening 14 for the "secondary primary air" so- like the inlet port 12i for the 'primary primary air' are open to the maximum in each case0 In the latter Position the adia1openings 46 'and 48' coincide. The corresponding maximum is at In the latter position, the discharge volume of the primary "and secondary" primary air.

Dank der beschriebenen Anordnung und Konfiguration der in den Verbrennungsraum 22 mündenden Eintrittsöffnung 10 für die Brennstoffemulsion bzw. Eintrittsöffnungen 12', 14, 16, 18, 20 für die eine Rotation der eingespritzten Brennstoffemulsion bewirkenden Gasströmung bzw. Einzel-Gasströmungen wird im Bereich der Längsachse 40 unmittelbar hinter der Eintrittsöffnung 10 für die Brennstoffemulsion ein Unterdruck von etwa 400 bis 500 mm Wassersäule im Verhältnis zum Atmosphärendruck sowie im Bereich des stirnseitigen Gas-Registers 16, 18, 20 ein Unterdruck von etwa 40 bis 50 mm Wassersäule im Verhältnis zum Atmosphärendruck aufgebaut. Die genannten Unterdruck-Bereiche sind in Figur 2 mit den Bezugsziffern 60 und 62 gekennzeichnet. Aufgrund des sich im Zentralbereich der ringförmigen Eintrittsöffnung 10 aufbauenden Unterdrucks wird eine Rezirkulation eines Teils heißer Verbrennungsgase sowie eines Restes unverbrannter Brennstoffpartikel längs der zentralen Längsachse 40 zur Eintrittsöffnung 10 für die Brennstoffemulsion ausgelöst. Die Rezirkulation erfolgt über den gesamten Umfang des glocken- bzw. apfelförmigen Strömungsprofils 66 (Flammenteil), das in Fig. 2 nur angedeutet ist. Es wird diesbezüglich ausdrücklich auf Fig. 2 der Stamm-Patentanmeldung P ,,,.. verwiesen. Die zentral rezirkulierenden etwa 1500 bis 17000 C heißen Verbrennungsgase erfahren an der zentralen Stirnfläche innerhalb der Ringöffnung 10 eine Umlenkung und werden von der eingespritzten Brennstoffemulsion wieder zurück in den Verbrennungsraum 22 mitgerissen0 Die heißen Verbrennungsgase bewirken dabei unmittelbar nach dem Austritt der relativ kalten Brennstoffemulsion eine Entflammung derselben, so daß der Verbrennungsvorgang relativ nahe hinter dem Brenn- stoffeintritt 10 in Gang gesetzt wird. Das äußere Strömungsprofil 66 (Flammenmantel) wird bestimmt durch das Gleichgewicht zwischen den durch die Rotation bedingten Zentrifugalkräften sowie den durch den außerhalb des Strömungsprofils 66 im Bereich 62 der Stirnwand 42 herrschenden Unterdruck bedingten Kräften einerseits und den durch den zentralen Unterdruck im Bereich 60 innerhalb des Strömungsprofils 66 bedingten Gegenkräften andererseits.Thanks to the described arrangement and configuration of the in the combustion chamber 22 opening inlet opening 10 for the fuel emulsion or inlet openings 12 ', 14, 16, 18, 20 for the one rotation of the injected fuel emulsion causing gas flow or individual gas flows is in the area of the longitudinal axis 40 immediately behind the inlet opening 10 for the fuel emulsion, a negative pressure from about 400 to 500 mm water column in relation to atmospheric pressure as well as im Area of the front gas register 16, 18, 20 a negative pressure of about 40 to 50 mm water column in relation to atmospheric pressure. The mentioned negative pressure areas are identified by the reference numerals 60 and 62 in FIG. Because of the in the central area of the annular inlet opening 10 building up negative pressure a recirculation of some hot combustion gases as well as a remainder of unburned ones Fuel particles along the central longitudinal axis 40 to the inlet opening 10 for the fuel emulsion triggered. The recirculation takes place over the entire circumference of the bell-shaped or apple-shaped flow profile 66 (flame part), which is shown in FIG is only hinted at. Reference is made expressly in this regard to Figure 2 of the parent patent application P ,,, .. referenced. The centrally recirculating combustion gases of around 1500 to 17000 C are hot experience a deflection at the central end face within the ring opening 10 and are returned to the combustion chamber by the injected fuel emulsion 22 entrained0 The hot combustion gases cause immediately after the If the relatively cold fuel emulsion escapes, it ignites, so that the combustion process relatively close behind the combustion substance entry 10 is started. The outer flow profile 66 (flame jacket) is determined by the balance between the centrifugal forces caused by the rotation as well as by the outside of the flow profile 66 in the area 62 of the end wall 42 prevailing negative pressure on the one hand and the forces caused by the central Negative pressure in the area 60 within the flow profile 66 caused counterforces on the other hand.

Beim Starten der Verbrennung werden die beiden äußeren Gas- bzw. Luftkanäle 56, 58 geschlossen. Die Ringöffnung 16 wird so eingestellt, daß die Geschwindigkeit der austretenden Luft etwa 40 m/sec beträgt. Das Ringmundstück 78 wird - wie dargelegt - in Richtung zum Verbrennungsraum 22 hin verschoben, so daß der Ringspalt zwischen den Seitenwandungen 46', 48" und der freie Querschnitt des Primärluft-Einlasses 12' verkleinert werden (siehe Stellung in Fig. 3), wodurch die Austrittsmenge der "primären" und "sekundären" Primärluft bei etwas erhöhter Austrittsgeschwindigkeit reduziert wird. Durch die etwas erhöhte Austrittsgeschwindigkeit insbesondere der "sekundären Primärluft'2 aus der Ringöffnung 14 wird ein hoher Aufbrech-Effekt erhalten. Die Primärluft wird beim Start so aufgeteilt, daß etwa 60 bis 70%, vorzugsweise 90%, derselben aus dem dem Brennstoffeintritt 10 am nächsten gelegenen Einlaß 12' und nur etwa 30 bis 40%, vorzugsweise 10%, derselben aus der Ringöffnung 14 ausströmen.When the combustion starts, the two outer gas and air channels are 56, 58 closed. The ring opening 16 is adjusted so that the speed the exiting air is about 40 m / sec. The ring mouthpiece 78 is - as stated - Moved towards the combustion chamber 22 so that the annular gap between the side walls 46 ', 48 "and the free cross-section of the primary air inlet 12 'are reduced (see position in Fig. 3), whereby the discharge amount of the "Primary" and "secondary" primary air with a slightly increased outlet speed is reduced. Due to the slightly increased exit speed, especially the "Secondary primary air'2 from the ring opening 14, a high break-up effect is obtained. The primary air is divided at start-up so that about 60 to 70%, preferably 90% of the same from the inlet 12 'closest to the fuel inlet 10 and only about 30 to 40%, preferably 10%, of the same flow out of the ring opening 14.

Bei Vollast beträgt bei erhöhter Gesamtmenge der Primärluft das Mengenverhältnis zwischen "primärer Primärluft" und "sekundärer Primärluft" etwa 3 : 7. Diese Ausführungen zeigen, daß beim Start eine konzentrierte starke Gasströmung in unmittelbarer Umgebung der Brennstoffemulsion benötigt wird, um diese aufzubrechen und damit die Verbrennung aufgrund der vergrößerten Oberfläche des Brennstoffs bzw. der Brennstoffemulsion leichter in Gang bringen zu können. Die beschriebene Änderung des Mengenverhältnisses zwischen primärer" und n sekundärern Primärluft bei gleichzeitiger Änderung der Kapazität bzw. Austrittsmenge insgesamt erhält man in einfacher Weise durch die in Fig. 2 oder 3 dargestellte Konfiguration des axial beweglichen Ringmundstücks 78 Wie die Figuren 2 und 3 erkennen lassen D ist die zentrale Stirnfläche innerhalb der Ringöffnung 10 eben ausgebildet Sie kann jedoch auch mit einer umlaufenden Umlenkrinne versehen sein zur Unterstützung der Rezirkulation und Beimischung der heißen Verbrennungsgase zu der eingespritzten Brennstoffemulsion. Die zentrale Stirnfläche innerhalb der Ringöffnung 10 kann mit einem hitzebeständigen Material beschichtet sein, z.B. Keramik.At full load, the ratio of the total amount of primary air is increased between "primary primary air" and "secondary primary air" about 3: 7. These explanations show that when starting a concentrated strong gas flow in the immediate vicinity the fuel emulsion is needed to break it down and thus the combustion due to the increased surface area of the fuel or the fuel emulsion easier to get started. The described change in the quantitative ratio between primary "and n secondary primary air with a simultaneous change in capacity or the total discharge amount is obtained in a simple manner by the methods shown in FIG. 2 or FIG. 3 configuration of the axially movable annular mouthpiece 78 as shown in FIG Figures 2 and 3 show D is the central end face within the ring opening 10 flat design. However, it can also be provided with a circumferential deflection channel to support the recirculation and admixture of the hot combustion gases to the injected fuel emulsion. The central end face within the Annular opening 10 can be coated with a refractory material such as ceramic.

Vorzugsweise besteht der gesamte Innenkegel 70 des Düsenmundstücks 38 im Bereich der ringförmigen Eintrittsöffnung 10 aus hitzebeständigem Material, z.B. Keramik.Preferably, the entire inner cone 70 of the nozzle tip is made up 38 in the area of the annular inlet opening 10 made of heat-resistant material, e.g. ceramics.

Um ein Aufprallen rezirkulierender Verbrennungsgase und insbesondere noch unverbrannter Partikel auf der zentralen Stirnfläche (in Fig. 3 mit der Bezugsziffer 44' gekennzeichnet) innerhalb der Ringöffnung 10 und damit die Gefahr von Ablagerungen oder Verkrustungen auf derselben zu verhindern, kann durch entsprechende Öffnungen in dieser Stirnfläche zusätzliche Luft in den Verbrennungsraum eingeblasen werden, und zwar so, daß die eingeblasene Luft etwa spiralförmig über die zentrale Stirnfläche 44' strömt0 Auf diese Weise leann zum einen der Unterdruck vor der zentralen Stirnfläche eingestellt und variiert werden.About impingement of recirculating combustion gases and in particular still unburned particles on the central end face (in Fig. 3 with the reference number 44 ') within the ring opening 10 and thus the risk of deposits or to prevent incrustations on the same, through appropriate openings additional air is blown into the combustion chamber in this end face, in such a way that the air blown in roughly spirals over the central end face 44 'flows In this way, on the one hand, the negative pressure in front of the central end face leans can be set and varied.

Zum anderen hält die zusätzlich zentral eingeblasene Luft (Gas) die rezirkulierenden Verbrennungsgase und Partikel von der genannten Stirnfläche ab. Die Verkrustung desselben wird dadurch sicher vermieden.On the other hand, the additional centrally blown air (gas) holds the recirculating combustion gases and particles from said face. The encrustation of the same is safely avoided.

Fig. 5 läßt die Wirkung der Umlenkung der stirnseitig in den Verbrennungsraum 22 eingeblasenen WRotations-Luft" bzw. CSekundärluft" erkennen. Durch die durch die Leitschaufeln bzw Leitbleche 28, 30, 32 im Bereich der Ringöffnungen 16, 18, 20 bedingten Umlenkung der eingeblasenen Luft strömt diese dicht über die Stirnfläche 42, wobei an der Rückseite dieser Luftströmung im Bereich 62 ein geringer Unterdruck von etwa 40 bis 50 mm Wassersäule entsteht, natürlich in Abhängigkeit von den gewählten Strömungsgeschwindigkeiten und Luftmassen. Durch diesen Unterdruck wird das Strömungsprofil 66 der in den Verbrennungsraum 22 eingespritzten Brennstoffemulsion bzw. der Flammenmantel an die Stirnfläche 42 des Verbrennungsraumes herangezogen, wodurch eine zusätzliche Auffächerung bzw. Aufweitung des Strömungsprofils 66 sowie eine zusätzliche Verkürzung der gesamten Flamme erzielt werden. Gleichzeitig verhindert die rotierende Gasströmung, die in Fig. 5 mit der Bezugsziffer 72 gekennzeichnet ist und die Rotation 68 (Fig n 2) des Strömungsprofils bzw. der eingespritzten Brennstoffemulsion bzw. der Brennstoffpartikel unterstützt, daß das Strömungsprofil 66 bzw. Brennstoff die Seitenwandung 74 des Verbrennungsraumes 22 berührt und sich Brennstoffpartikel an der Seitenwandung ablagern. In entsprechender Weise kann die zusätzliche Luft ("Tertiärluft") im Bereich der zentralen Stirnfläche 44' innerhalb des ringförmigen Brennstoffeintritts 10 in den Verbrennungsraum 22 eingeblasen werden, um die erwähnten Effekte zu erzielen.Fig. 5 leaves the effect of the deflection of the end face in the combustion chamber 22 Recognize the blown WRotation air "or CSecondary air". Through the through the guide vanes or guide plates 28, 30, 32 in the area of the ring openings 16, 18, 20 conditional deflection of the blown Air flows these tightly over the end face 42, on the rear side of this air flow in the area 62 a slight negative pressure of about 40 to 50 mm water column is created, of course in Depending on the selected flow velocities and air masses. By this negative pressure becomes the flow profile 66 that is injected into the combustion chamber 22 Fuel emulsion or the flame jacket to the end face 42 of the combustion chamber used, whereby an additional fanning or widening of the flow profile 66 and an additional shortening of the entire flame can be achieved. Simultaneously prevents the rotating gas flow, which is identified by the reference number 72 in FIG. 5 and the rotation 68 (FIG. 2) of the flow profile or of the injected fuel emulsion or the fuel particle supports that the flow profile 66 or fuel the side wall 74 of the combustion chamber 22 touches and fuel particles deposit on the side wall. In a corresponding manner, the additional air ("Tertiary air") in the area of the central end face 44 'within the annular Fuel inlet 10 are blown into the combustion chamber 22 to the mentioned To achieve effects.

Wie weiter oben bereits dargelegt worden ist, ist die Ablenkung der radial äußersten Einzel-Gasströmung durch die Leitschaufeln bzw. Leitbleche 32 geringer und kann sogar null betragen. Dadurch wird ganz erheblich die radiale Ausdehnung des Strömungsprofils bzw. des Flammenmantels 66 beeinflußt. Insbesondere wird dadurch ganz sicher vermieden, daß Brennstoffpartikel sich an der Seitenwandung 74 des Verbrennungsraumes 22 ablagern. In Fig. 5 ist mit den Doppelpfeilen 76 angezeigt, daß der Winkel der Leitschaufein bzw. Leitbleche 28, 30, 32 zur Längsachse 40 variierbar ist.As stated above, the distraction is the radially outermost individual gas flow through the guide vanes or guide plates 32 is lower and can even be zero. This increases the radial expansion considerably of the flow profile or of the flame jacket 66 influenced. In particular, it will quite reliably avoided that fuel particles on the side wall 74 of the combustion chamber 22 deposit. In Fig. 5 is indicated by the double arrows 76 that the angle of Leitschaufein or guide plates 28, 30, 32 to the longitudinal axis 40 can be varied.

Bei einer Brennleistung von etwa 5 to Kohle pro Stunde beträgt der Außendurchmesser des einsetzbaren Bauteiles 54' etwa 244 mm und der Außendurchmesser des äußersten Ringkanales 58 800 bis 900 mm.With a burning capacity of about 5 tons of coal per hour, the The outer diameter of the insertable component 54 'is approximately 244 mm and the outer diameter of the outermost ring channel 58 800 to 900 mm.

Die oben erwähnte Beimischung von Verbrennungsgasen zu der "primären Primärluft" hat zwei Vorteile. Zum einen läßt sich die Brennstoffemulsion längs ihres Weges durch den Kanal 50 vorwärmen. Zum anderen kann eine gewisse Nachverbrennung und damit ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden.The above-mentioned admixture of combustion gases to the "primary Primary air "has two advantages. On the one hand, the fuel emulsion can be run lengthways preheat their way through channel 50. On the other hand, there can be a certain amount of afterburning and thus a higher degree of efficiency can be achieved.

Diese beiden Vorteile wiegen den Nachteil eines geringeren Sauerstoffanteils auf Dieser Nachteil kann durch Sauerstoffanreicherung der übrigen Einzel-Gasströmungen ("Sekundärluft") problemlos kompensiert werden.These two advantages outweigh the disadvantage of a lower oxygen content This disadvantage can be caused by the oxygen enrichment of the remaining individual gas flows ("Secondary air") can be easily compensated.

Bei einem KohleoWasser-Gemisch als Brennstoff werden vorzugsweise Benetzungsmittel zugesetzt, die eine gleichmässige Verteilung der Kohlepartikel im Wasser und damit Emulsion gewährleisten.In the case of a coal / water mixture as fuel, Wetting agent added, which ensures an even distribution of the carbon particles in the water and thus ensure emulsion.

Sämtliche in den Unterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All features disclosed in the documents are considered essential to the invention claimed insofar as they are individually or in combination compared to the prior art are new.

Claims

(Additional registration) Method and device for burning solid Fuels, preferably coal, peat or the like, in powdered form claims Process for burning solid fuels, preferably coal, peat or the like Q e in powdered form, which forms an emulsion with a carrier liquid, such as water and / or oil or the like, are mixed with the fuel emulsion with the formation of a hollow cone-like flow profile into a combustion chamber initiated and within the hollow cone-like flow profile immediately behind When the fuel emulsion enters the combustion chamber, a negative pressure is built up so that part of the hot combustion gases and possibly a remainder of unburned fuel particles backflow to the fuel inlet and the fuel emulsion immediately after entering the combustion chamber with at least two separate ones Gas flows are acted upon, the flow paths of which are concentric and helically to the axis of the inlet opening opening into the combustion chamber run for the fuel emulsion, in particular according to the German patent .... (German patent application P 33 01 469.8), d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the gas flow adjacent or closest to the fuel inlet (primary primary air ") in a roughly perpendicular to the axis of the in the combustion chamber opening inlet opening for the fuel emulsion extending plane in the Combustion chamber is introduced.

2. The method according to claim 1, d a d u'r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the introduction of the gas flow adjacent to the fuel inlet ("Primary primary air") at an angle of about 10 to 300, preferably 150, to the Radial takes place.

3. The method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the gas flow lying radially further out (secondary primary air ") is directed so that a on the hollow conical fuel flow profile directed hollow cone-shaped gas flow profile is created, which is the fuel flow profile tries to penetrate and breaks open.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, d a -d u r c h g e it is not noted that in the area of the inlet opening for the fuel emulsion exhibiting end wall of the combustion chamber further gas, preferably ambient air, is introduced into this, in such a way that a the fuel airfoil more attractive and this into a bell or apple shape forming deforming negative pressure.

5e method according to any one of claims 1 to 4, d a -d u r c h g e does not indicate that there is a negative pressure within the fuel flow profile from about 400 to 600 mm of water column and outside of the fuel flow profile a negative pressure in the area between this and the end wall of the combustion chamber from about 40 to 60 mm water column are built up 60 devices for incineration solid fuels, preferably coal, peat od du8 ,, w in powdered form, which form an emulsion with a carrier liquid, such as water and / or Oil or the like, are mixed, with a preferably pot-shaped combustion chamber, an inlet opening for introducing the fuel emulsion opens into the end wall, with a gas inlet for a gas flow whose flow path is concentric and helically to the axis of the fuel inlet opening opening into the combustion chamber runs, wherein the fuel inlet opening is formed and approximately ring-shaped is directed so that an approximately hollow cone-shaped opening flow profile of exiting fuel emulsion is formed, and wherein the approximately annular fuel The inlet opening is concentrically surrounded by at least three further openings, through the gas, preferably enriched with oxygen, into the combustion chamber can be introduced in such a way that their flow paths are approximately concentric and helical run to the axis of the fuel inlet opening opening into the combustion chamber, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 5 or to carry out the method according to the German patent ¢ (German patent application P d u r to c h g e k e n n n n z e i c h n e t that of the fuel inlet opening (10) nearest or immediately adjacent gas inlet (12 ') in one themselves extending approximately perpendicular to the axis (40) of the fuel inlet opening (10) Level (49) lies.

7. Apparatus according to claim 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the gas inlet (12 ') closest to the fuel inlet (10) has several at least three, preferably twelve, evenly distributed over the circumference Includes inlet bores (47), the central axes of which each have one with the radial Include angles of about 10 to 300, preferably 150.

8. Apparatus according to claim 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the gas inlet (12 ') closest to the fuel inlet (10) is a Has ring opening, which is arranged several evenly distributed over the circumference Includes guide vanes or baffles which each form an angle with the radial from about 10 to 300, preferably 150, include.

9. Device according to one of claims 6 to 8, d a -d u r c h g It is not noted that the inlet opening (10) for the fuel emulsion is arranged sunk in the end wall (42) of the combustion chamber (22) and deeper lies as the gas inlet (12 ') which is adjacent or closest to it, which is also is arranged sunk in the end wall (42).

10. Device according to one of claims 6 to 9, d a -d u r c h g It is not noted that the opposite of the central fuel inlet opening (10) second next gas inlet (14) is directed so that the corresponding gas flow (34) directed towards the hollow conical flow profile (36) of the fuel emulsion also assumes an approximately hollow conical flow profile.

11. The device according to claim 10, d a d u r c h g e -k e n n z e i to c h n e t that the cone angle of the hollow cone-shaped gas flow profile (34) about 40 to 100 °, preferably about 800.

12. Device according to one of claims 6 to 11, d a -d u r to e h e k e k e n n n e i n e t that the free cross-section of the gas inlet openings (12 ', 14) is changeable, preferably can be enlarged or reduced synchronously.