DE472412C - Brennstaubkammer mit konkav gewoelbter Verbrennungskammer-Innenwandung - Google Patents

Description

• Brennstaubkammer mit konkav gewölbter Verbrennungskammer-Innenwandung Die hauptsächlichste Bedingung bei Brennstaubfeuerungen besteht darin, die Staubre ilchen möglichst lange in der Verbrennungskammer in der Schwebe zu halten, um eine @ ollkommene Verbrennung zu erzielen. Deslialb findet bei diesen Neuerungen fast ausschließlich das -\ iederdruck- oder das noch bessere Unterdruckverfahren Anwendung. weil diese mit kurzer, kugeliger Flamme arbeiten und dem Brennstaub infolge ihrer geringen Geschwindigkeit einen längeren Zeitraum zur Verbindung mit dem Sauerstoff der Luft innerhalb der Verbrennungskammer bieten. Einen wesentlichen Einfluß auf die kugelige Gestaltung der Flamme und auf das längere Verweilen der Brennstaubteilchen in der Schwebe hat außer der Luftzuführung auch die Form der Verbrennungskammer. Auf die Gestaltung der Kammer hinsichtlich dieses Einflusses wird im allgemeinen zu wenig Wert gelegt. Fast ausnahmslos kennt man nur grade und flache Wendungen. Diese haben den Nachteil, daß sie gradlinige Strömungen im Verbrennungsraum verursachen und dadurch Brennstaubteilchen in großen Mengen die Feuerzone unv erbrannt durcheilen. Auch die Wärmestrahlung der Kammerwände, die sogenannte Wandungsstrahlung,-ist bei der bisherigen Bauart ungleichmäßig, so daß ein großer Teil davon die eigentliche Verbrennungszone nicht erreichen kann und dadurch nutzlos wird.
• Bei Gaserzeugern sind allerdings Verbrennungskammern für Kohlenstaub bekannt geworden, deren Wandung konkav gewölbt ist. Solche Wandungen haben den Vorzug, daß sie dem Verbrennungsgemisch eine kreisende Bewegung geben, dadurch die Brennstaubteile länger in der Schwebe halten und infolge Vereinigung der radialen Wandungsstrahlung in der Mitte der Feuerzone einen höheren Hitzegrad herbeiführen. Bei den bekannten Gaserzeugern dieser Art wird das Brennstoffluftgemisch seitlich in die Verbrennungskammer eingeführt und die Heizgase nach oben abgeleitet. Die Luftströmung muß also der Schwerkraft des Brennstaubes entgegengesetzt wirken und diese aufheben. Dabei ist es kaum zu vermeiden, daß ein Teil des Brennstaubes von der Strömung nicht berührt wird und in unv erbranntem Zustande nach unten fällt.
• Dieser Nachteil wird gemäß vorliegender Erfindung durch eine Brennstaubfeuerung mit konkav gewölbter Verbrennungskammer-Innenwandung vermieden durch eine sich von oben nach unten verjüngende, birnenförmige Gestaltung der Verbrennungskammer, in deren kuppelförmigem Gewölbe das mit schwachem Druck oder Saugzug eintretende Brennstaubluftgemisch von der Wandung des Gewölbes allseitig umfaßt - zur vollen Flammenentwicklung gelangt -, worauf alsdann die Flamme in ein öder mehrere seitlich mündende Abzüge geleitet wird. Der sich an das Kuppelgewölbe unten anschließende trichter förmige Teil des Verbrennungsraumes verjüngt sich so stark, daß dadurch der Kammer ein verhältnismäßig kleiner Innenraum gegeben wird, in welchem durch die allseitig eng benachbarte Wandung die Temperatur erhöht, der für den flüssigen Schlackenzustand notwendige Wärmegrad auch unten erhalten und der Schlackenabfluß begünstigt wird.
• Um auch die freie Verbindung des mit Wasser angefüllten Aschenraumes mit der Verbrennungskammer, die das Wasser zu stark der Wärmestrahlung aussetzt und dadurch für die Feuerung nachteilige Wasserdämpfe in den Verbrennungsraum gelangen läßt, zu vermeiden, ist über dem Aschenraum eine an sich bekannte, in den Verbrennungsraum hineinragende kegelförmige Haube angeordnet, welche die Bodenöffnung der Kammer teilweise verdeckt und die niederfallende Asche oder abtropfende Schlacke durch den offen gehaltenen Rand der Öffnung in den Aschenraum gelangen läßt, wobei dieser Rand nur so groß sein darf, daß eine unmittelbare Bestrahlung des Wasserspiegels und Verdampfung vermieden wird.
• In der Zeichnung ist die Brennstaubfeuerung in Verbindung mit einem Flammrohrkessel dargestellt. Es zeigen Abb. i einen Ouerschnitt durch den Verbrennungsraum, Abb. 2 einen Längsschnitt durch die Anlage und Abb. 3 den Grundriß des wagerechten Schnittes.
• Die aus feuerfestem und wärmeundurchlässigem Material bestehende Verbrennungskammer G ist ringsherum mit Mauerwerk b umgeben, und zwar so, daß zwischen dem Mauerwerk und der Kammerwandung ein Luftmantel c bleibt. Diesem Mantel c wird die darin vorgewärmte Luft mittels eines Ventilators oder durch den Kaminzug entnommen und -mit Brennstaub gemischt durch den Brenner d dem Verbrennungsraum a zu- geführt. Die durch die Verbrennung entstehenden Heizgase durchstreichen, dem Kaminzug folgend, das Flammrohr e des Dampfkessels und gelangen alsdann durch den Kamin ins Freie. Der Brenner d mündet winkelig in den Verbrennungsraum, und zwar so, daß die Strömung des aus ihm heraustretenden Gemisches von Brennstaub und Förderluft in der Richtung des Abzuges der Heizgase liegt.
• Die Verbrennungskammer a besitzt eine allseitig runde Gestaltung und bietet den denkbar günstigsten Verbrennungsprozeß durch die dargestellte Birnenform. Diese Form hat ihren größten Durchmesser oben in dem kuppelförmigen Gewölbe und verjüngt sich allmählich nach unten. Die für eine möglichst vollständige Verbrennung unerläßliche kugelige Flammengestaltung bedingt ein längeres Verweilen der Staubmoleküle in der Schwebe. Die Schwebedauer wird durch die runde Gestaltung der Wandung in ausgiebigster Weise verlängert, weil in dem Verbrennungsraurn keine gradlinigen, sondern nur runde Strömungen mit kreisender Bewegung stattfinden können, die den Brennstaub ständig aufwirbeln. Ferner wird die Verbrennung begünstigt durch die Wandungsstrahhing des Kuppelgewölbes. Diese Strahlung erfolgt bekanntlich i-on der Wandungsfläche aus in senkrechten Linien. Durch die neue runde Gestaltung müssen demnach diese Strahlungen radial zusammentreffen und sich in der Hauptverbrennungszone vereinigen. Diese in dem oberen weiten Teil der Birne liegende Zone erfährt. durch die zentrale Wandungsstrablung eine wesentliche Temperaturerhöhung.
• In diesen oberen Teil des Raumes führen auch die Zuleitungen f für die Zusätzluft,-die zu mehreren neben- oder übereinanderliegen und zur Regelung der Luftmenge und Luftströmung dienen. , Der Kohlenstaub gelangt nach seinem Austritt aus dem Brenner unmittelbar in das breite Kuppelgewölbe und findet hier sofort genügend Raum und Luft, um sich in seiner Gesamtheit in Heizgase zu verwandeln. Die Kuppelwandung umfaßt allseitig die in ihr kreisende Flamme und hält diese so lange auf, bis sie sich vollständig entwickelt hat, d. h. bis zur Befreiung der Heizgase von ihren festen Bestandteilen. Die Ableitung der Heizgase geschieht durch die Flammrohre des Kessels, die seitlich in-den birnenförmigen Verbrennungsraum münden. Die aus der Feuerzone ausscheidenden Heizgase, die infolge Verbrennung ihrer festen Bestandteile an Zentrifugalkraft verloren haben, werden durch den Kaminzug abgeleitet. Die etwa mitgeführten, halb verbrannten Bestandteile können auf diesem Wege noch vollständig vergasen.
• Die Birnenform bietet den weiteren Vorzug, daß in dem sich nach unten verjüngenden Teil die Wandung so steil geneigt ist, daß die darauffallenden Schlackenteilchen sehr leicht nach unten gleiten können. Durch diese Verjüngung erhält die Verbrennungskammer einen verhältnismäßig kleinen Innenraum, der wesentlich zur Erhöhung der Temperatur beiträgt und das Abfließen der Schlacke auf den sich nah gegenüberliegenden Teilen der stark geneigten Wandung beschleunigt.
• Die neue Gestaltung gestattet es also, der Verbrennungskammer einen kleinen Innenrauen zu geben, der es trotzdem ermöglicht, große Mengen Brennstaub zu verfeuern, vollständig zu verbrennen und einen höheren Wärmegrad zu erzielen. Außerdem beansprucht die kleinere Kammer geringere Herstellungskosten und weniger Raum, was meistens sehr wesentlich ist.
• DieVerbrennungskammer a besitzt in ihrem Boden eine öffnung h, durch welche die niederfallende Asche und abtropfende Schlacke in den mit Wasser angefüllten Aschenraum g gelangt. Bei der bisher gebräuchlichen freien und offenen Verbindung der Verbrennungskammer mit dem Aschenraum ist das in letzterem enthalteneWasser den direkten Wärmestrahlen ausgesetzt und kommt dadurch zum Sieden. Die infolgedessen aufsteigenden Wasserdämpfe gelangen dann in den Verbrennungsraum und üben dort eine schädliche Einwirkung auf die Verbrennung aus. Um dies zu vermeiden, ist bei der vorliegenden Ausführung in dem Aschenraum g ein senkrechtes Rohr r: angebracht, das oben eine an sich bekannte kegelförmige Haube k trägt, die in den Verbrennungsraum hineinragt und von der Bodenöffnung h der Verbrennungskammer nur noch einen Rand frei läßt. Dieser Rand bietet allen niederfallenden Asche- und Schlacketeilchen ungehinderten Durchlaß.
• Die aus feuerfestem Material bestehende Haube k ist in ebenfalls bekannter Weise mit Durchlöcherungen versehen und bildet dadurch gleichzeitig eine Düse. Dieser wird durch die Rohrleitung Z vorgewärmte Luft zugeführt, die aus den Durchbohrung--n der Düse nach oben steigt. Dadurch wird ein warmer Luftschleier ringsum und über der Haube nach oben gedrückt und damit erreicht, daß die niederfallenden Staubteilchen wieder nach oben getrieben werden. Diese Düse bietet also ein weiteres Hilfsmittel, um die Schwebedauer der Staubteilchen zu verlängern und niederfallende un- oder halbverbrannte Staubteilchen wieder der Verbrennungszone zuzuführen. Die Schau- oder Bedienungslöcher yta dienen zur Überwachung der Feuerung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE-: i. Brennstaubfeuerung mit konkav gewölbter Verbrennungskammer-Innemvandung, insbesondere für Flammrohrkessel, gekennzeichnet durch eine sich von oben nach unten verjüngende, birnenförmige Gestaltung der Verbrennungskammer, in deren kuppelförmigem Gewölbe das mit schwachem Druck oder Saugzug eintretende Brennstaubluftgemisch von der Wandung des Gewölbes allseitig umfaßt, zur vollen Flammenentwicklung gelangt, worauf -alsdann die Flamme in ein oder mehrere seitlich mündende Abzüge geleitet wird. z. Brennstaubfeuerung nachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der sich an das Kuppelgewölbe unten anschließende trichterförmige Teil des Verbrennungsraumes sich so stark verjüngt, daß dadurch der Kammer ein verhältnismäßig kleiner Innenraum gegeben wird, in welchem durch die allseitig eng benachbarte Wandung die Temperatur erhöht, der für den flüssigen Schlackenzustand notwendige Wärmegrad auch unten erhalten und der Schlackenabfluß begünstigt wird. 3. Brennstaubfeuerung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß über dem mit Wasser angefüllten Aschenraum (g) eine an sich b°kannte, in den Verbrennungsraum hineinragende kegelförmige Haube (k) angeordnet ist, welche die Bodenöffnung der Kammer teilweise verdeckt und die niederfallende Asche oder abtropfende Schlacke durch den offen gehaltenen Rand (h) der Öffnung in den Aschenraum gelangen läßt, wobei dieser Rand nur so groß sein darf, daß eine unmittelbare Bestrahlung des Wasserspiegels und Verdampfung vermieden wird.