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Zur innigen Durchmischung von Brennstaub und Luft dienender Brenner
Es sind bereits Brenner zur innigen Durchmischung von Brennstaub und Luft bekannt,
bei denen das Brennstoff-Luft-Gemisch durch einen zentral gelegenen Einlaß in den
Brenner eintritt, dann gegen eine Prallfläche trifft, von der es abgelenkt durch
eine ringförmige Öffnung in den Feuerraum gelangt. Bei diesen bekannten Brennern
wird dem Strom des Brennstoff-Luft-Gemisches in dem zentral gelegenen Einlaß mittels
schräg stehender Flügel eine um seine eigene Achse kreisende schraubenförmige Bewegung
erteilt, durch die infolge der Schleuderkraft der schweren Brennstoffteilchen eine
Entmischung eintritt, wodurch die vollkommene Verbrennung des Brennstoffes stark
beeinträchtigt wird. Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch behoben, daß an
die Einlaßöffnung (oder Öffnungen) für den Brennstoff und die Luft eine (oder mehrere)
Zuleitung angeschlossen ist, die im wesentlichen einen vollständigen oder unvollständigen
Ringraum darstellt und die sich von der Rückseite des hrenners zunächst nach vorn
und anschließend wieder nach hinten bis zu der Mischkammer erstreckt, in der sich
ein Prallkörper befindet, auf den das Brennstaub-Luft-Gemisch nach der ersten Umlenkung
in der Zuleitung auftrifft, wodurch dieser Brennstoff-Luft-Strom abermals umgelenkt
wird und dadurch erst seine Richtung nach dem Ofen hin erhält.
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Die Mischung von Luft und Brennstoff, die gegen die Prallfläche trifft,
kann in den Brenner von den Seiten her oder in gerader Linie oder spiralförmig eintreten.
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Um den Brenner können ringförmige oder anders gestaltete Austrittsöffnungen
oder Kanäle angeordnet sein, durch die heiße oder kalte Zusatzluft eingeführt werden
kann. Diese Öffnungen oder Kanäle können hinsichtlich ihrer Weite oder Form verstellbar
sein. Eine solche Verstellbarkeit kann auch in der Längsrichtung vorgesehen sein,
so daß man die Richtung des Luftstromes um den Brenner verändern kann. Auch können
sie mit spiralförmigen Flügeln o. dgl. ausgerüstet sein, um der Zusatzluft eine
kreisende Bewegung zu erteilen.
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Die Zufuhr der Zusatzluft kann in gleicher Weise wie die der Mischluft
und des Brennstoffes erfolgen, so daß ebenfalls eine Wirbelung herbeigeführt wird.
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Die Prallfläche des Brenners kann so eingerichtet werden, daß sie
von außen verstellbar ist und der Brennstoffzufuhr ar.gepaßt werden kann, während
die Austrittsöffnungen auf der Ofenseite auswechselbar oder verstellbar sein können,
so daß eine Anpassung an
die verschiedenen Brennstoffarten oder
an die verschiedene Intensität der Verbrennung vorgenommen werden kann. Auch ihr
Querschnitt kann veränderlich sein. -Spiralförmige Flügel können in dem zum Ofen
fließenden Strom angebracht werden, so daß diesem eine kreisende Bewegung erteilt
wird.
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Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele für diese Anordnung dar.
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Abb. i zeigt im Schnitt eine Form des neuen Brenners; Abb.2 ist ein
Querschnitt hiervon gemäß der Linie 2-2 der Abb. i ; Abb. 3 ist ein Schnitt durch
eine weitere S.bänderung mit einer Zufuhrvorrichtung für die sekundäre Luft; Abb.
4 ist ein Querschnitt nach der Linie 6-6 der Abb. 3 ; Abb.5 ist ein Schnitt durch
eine weitere Abänderung, ebenfalls für die Zufuhr von sekundärer Luft; Abb. 6 ist
ein Schnitt nach der Linie 8-8 der Abb. 5 ; Abb.7 ist ein Schnitt in größerem Maßstabe
durch eine weitere Abänderung mit einer Stellvorrichtung für die Geschwindigkeit;
Abb. 8 ist ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform; Abb. 9 ist ein Querschnitt
nach der Linie i i-i i der Abb. 8 ; Abb. io zeigt den Schnitt durch eine weitere
Abänderung, bei der die sekundäre Luft von dem Brennstoff getrennt gehalten wird,
bis dessen Mischung mit der primären ruft stattgefunden hat.
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Nach Abb. i besteht der Brenner aus drei Teilen 12, 13 und 14, die
durch Flansche zusammengehalten werden. Der Einlaß für den Brennstoff und die Mischluft
liegt bei 15 im Teil 12. Der Teil 13 bildet den Hauptkörper und der Teil 14 die
Mündung.
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Der Prallkörper ist mit 16 bezeichnet und mit einer Spindel 17 versehen,
die durch eine außerhalb des Brenners gelegene Stellvorrichtung 18 gedreht werden
kann. Dadurch kann der Prallkörper 16 gegenüber der inneren Wand ig des Brenners
verschoben werden.
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Die Brennerkammer, in der das Durcheinanderwirbeln geschieht, ist
mit Öffnungen 2o versehen, die das Ende von Kanälen 21 bilden, die mit einem Raum
22 durch Kanäle 23 in Verbindung stehen, in denen schrägstehende Rippen oder Flügel
26 angebracht sind. Diese versetzen die Luft und den Brennstoff, die durch die Kanäle
23 strömen, in kreisende Bewegung.
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Der Querschnitt der Durchlässe 21 kann von einem Ende zum anderen
abnehmen, uni eine Stauung des Brennstoffes und der Luft oder des Gases während
des Strömens ziz verhüten. Diese Querschnittabnahme ist nötig, weil der Eintritt
des Brennstoffes und der Luft aus diesen Durchlässen in die Kammer 24 des Brenners
nicht rechtwinklig zur Strömungsrichtung liegt.
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Bei dieser Anordnung tritt also sowohl die primäre als auch die sekundäre
Luft durch den Einlaß 15 in den Brenner ein, wobei die primäre Luft genügen muß,
um den pulverisierten Brennstoff in den Brenner zu treiben. Diese Luftmenge beträgt
etwa 30 °/o der gesamten Luftmenge.
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Eine gewisse Wirbelung der eintretenden Menge findet schon durch das
rückwärtige Ende 25 des Prallkörpers 16 statt, worauf dann die Kanäle 23 und 21
durchströmt werden und durch die Öffnungen 2o der Eintritt in die Kammer 24 stattfindet.
Durch die Anordnung der Kammer 22 kann in dem die unteren Kanäle 23 durchfließenden
Strom ein größerer Teil des Brennstoffes vorhanden sein als in den oberen Kanälen
23, jedoch findet ein Ausgleich durch die gründliche Durchmischung in der Kammer
a4 statt, wenn der Strom gegen die Prallfläche 16 stößt, bevor er seine Richtung
umgekehrt hat und (iem Austritt 14 zufließt.
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Durch Verstellung des Prallkörpers 16 in der Kammer 24 kann die Länge
der Flamme gemäß der Art des Brennstoffes geregelt und der Geschwindigkeit der Strömung
angepaßt werden.
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Bei der Anordnung gemäß den Abb.3 und 4 ist ein Einlaß 37 für die
primäre Luft und den Brennstöff vorgesehen, während ein besonderer Einlaß 38 für
die Zusatzluft dient. Durch die Bewegung des Luft- und Brennstoffgemisches durch
die Kanäle 39, die mit schrägstehenden Rippen oder Flügeln 40 versehen sind, findet
eine Saugwirkung auf die Zusatzluft statt, die infolgedessen durch die Kanäle 21
und die Öffnungen 2o hindurch in die Brennerkammer 24 einströmt.
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Infolge dieser Saug"virkung kann a1# sekundäre Luft die Außenluft
dienen.
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Bei dieser Anordnung ist in dem Mundstück 61 ein Flügelwerk mit schrägstehenden
Flügeln 63 vorgesehen, das mit einer Welle 64 umläuft, die in einer Traverse 65
gelagert ist und durch eine Stellvorrichtung 66 gedreht werden kann.
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Im übrigen ist die Einrichtung die gleiche wie in den Abb. i und 2.
-Die Abb. 5 und 6 unterscheiden sich hiervon durch eine Abänderung der Einströmungen
41 für die sekundäre Luft. Eine Ringplatte 42 mit Durchbrechungen 43 und einem Handgriff
44 dient zur ganzen oder teilweisen Abschließung der Eintrittsöffnungen 41.
Gemäß
der Abb. ; tritt die primäre Luft und der Brennstoff durch den Stutzen 45 ein und
strömt zwischen einer Anzahl Rippen .v> hindurch. wodurch sie die sekundäre Luft
durch eine Leitung 4.7 ansaugt. Hierauf strömt das Gemisch zwischen schrägen Rippen
oder Flügeln :a.8 hindurch, von denen bei-. spielsweise zwölf angeordnet sein können.
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In diesem Falle kann als Sekundärluft Preßluft verwendet werden, so
daß man ein Gebläse o. dgl. zur Förderung der sekundären Luft in den Brenner entbehren
kann.
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Hierbei ist der Prallkörper 51 durch eine Stellvorrichtung 52 verschiebbar,
so da:) er die den Rippen 48 entsprechenden Eintrittsinündungen 49 mehr oder weniger
verschließen kann.
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Ein mit dem Gehäuse verbundener Indikator 54 ermöglicht das Erkennen
des öffnungsgrades der Durchlässe :49, der durch das Handrad 52 bestimmt wird.
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Die konstruktiven Ausführungen können verschieden sein. Beispielsweise
zeigen die Abb. 8 und 9 gegenüber den Abb. i und 2 die Abweichung, daß eine Hülse
55 zwischen der oberen Wand i9 und dem Prallkörper 16 angeordnet ist, wie sie auch
in Abb. 3 und s dargestellt ist.
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Diese Hülse 55 ist gemäß den Abb. 8 und 9 auf einem Rohr 56, das die
Spindel 17 umschließt, befestigt, und zur Verschiebung beider dient eine Stellvorrichtung
57, während der Prallkörper 16 durch die Stellvorrichtung 18 verschoben werden kann.
Im übrigen entsprechen die Bezeichnungen denen in den Abb. i und 2.
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Entsprechend der Abb. io sind besondere Einlässe für die Zusatzluft
vorgesehen, die sich erst nach Durchwirbelung des Brenns s toffes mit der primären
Luft mischt. Im übrigen entspricht die Anordnung den Abb. 8 und 9.
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Die sekundäre Luft tritt bei 58 ein und ,,vird durch Absperrmittel
59 geregelt, die einzeln oder in ihrer Gesamtheit verstellbar sein können. Die primäre
Luft mit dem Brennstoff tritt durch den Stutzen 6o ein. Die sekundäre Luft strömt
in Düsen 61, die die Brennermündung 62 umgeben, und auf einer Spindel 6.I sind auch
hier Flügel 63 für die Durchmischung angeordnet, wobei die Spindel in Lagern 65
verschiebbar und durch eine außenliegende Stellvorrichtung 66 beweglich ist.
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Während die hauptsächliche Mischung vor dem Eintritt in den Ofen in
der Kammer des Brenners stattfindet, vollzieht sich eine gewisse Mischung bereits
in den mit schrägen Flügeln oder Rippen ausgestatteten Kanälen, die in den Brenner
münden.
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Die Prallfläche hat vorteilhafterweise eine hohle Form, wodurch in
Ansehung des Umstandes, daß die Einlaßöffnungen in den Wänden der Brennerkammer
liegen, eine bessere Umkehr der Strömungsrichtung herbeigeführt wird, als wenn der
Prallkörper eine zu den Wänden der Brennerkammer rechtwinklig liegende gerade Oberfläche
besäße.