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Köhlenstaubfeuerung Die Erfindung betrifft eine Kohlenstaubfeuerung,
deren Brenner ein Gemisch von Kohlenstaub und Primärluft zugeführt wird und von
einem Gehäuse zum Zuführen eines vorgewärmten Sekundärluftstromes nach der dem Brennermundstück
benachbarten Verbrennungszone umgeben ist.
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Der Zweck der Erfindung ist die Erzielung einer möglichst vollständigen
Verbrennung des Brennstoffes mit einer verhältnismäßig kurzen Flamme. Es wird, dies
dadurch erreicht, daß das Brennermundstück dauernd in dem Sekundärluftstrom bewegt
wird, derart, daß fortgesetzt eine Durchwirbelung der Sekundärluft in der besagten
Verbrennungszone erfolgt und sich die Sekundärluft innig mit den anfänglichen Verbrennungsprodukten
von Primärluft und Brennstoff mischt. Die Bewegung des Brennermundstückes in dem
Sekundärluftstrom erfolgt hierbei zweckmäßig in geschlossenen Bahnen, z. B. in einer
Ellipse, einem Kreis o. dgl.
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Bei Kohlenstaubfeuerungen dient die Primärluft zur anfänglichen Verbrennung
des Brennstoffes, die Sekundärluft zur weiteren Verbrennung des bereits teilweise
verbrannten Brennstoffes. Es ist erwünscht, daß diese Sekundärverbrennung verhältnismäßig
nahe am Ofeneinlaß stattfindet, und um die Verbrennung vollständig zu machen, muß
die Sekundärluft innig mit dem aus teilweise verbrannten Produkten bestehenden Strom
gemischt werden. Bei der Einrichtung der vorliegenden Erfindung tritt die Sekundärluft
ununterbrochen rund um die Brennerdüse aus, und die Bewegung der Düse, die eine
Bewegung in der Zuführung des Gemisches aus Primärluft und Kohlenstaub zur Folge
hat, bewirkt eine Durchwirbelung, die zu einer Mischung der teilweise verbrannten
Produkte mit der Sekundärluft führt. Der von der Brennerdüse in ihrer einen Lage
abgepprebene Teil des Gemisches beginnt seine Verbrennung bei dieser Brennerdüsenanlage,
daraufhin bewegt sich die Brennerdüse und gibt den nächsten Teil des Gemisches bei
einer neuen Brennerdüsenlage ab; der bei der ersten Brennerdüsenlage abgegebene
Teil des Gemisches setzt jedoch seine Verbrennung in der Sekundärluft fort, da diese
ja auch weiterhin dauernd zugeführt wird. In dem Ofen befindet sich somit eine Flammenschicht,
die sich von der einen Ofenseite bis zur anderen erstreckt und in der sich verschiedene
Verbrennungsstufen befinden. Die Folge davon ist, daß der Brennstoff vollständig
verbraucht wird, und zwar in einem verhältnismäßig kurzen Abstand vom Ofeneinlaß.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Feuerung ist derart, als ob
im Ofeneinlaß eine große Anzahl Brenner nebeneinander angeordnet wären und die Brennstoffzufuhr
erst nach dem ersten Brenner erfolgte, dann abgebrochen würde, daraufhin nach dem
zweiten Brenner erfolgte und auch hier wieder abgebrochen
würde
usw. Der von dem ersten Brenner abgegebene Brennstoff setzt hierbei seine Verbrennung
fort, nachdem die Brennstoffzufuhr abgebrochen worden ist, weil die Sekundärluft
noch weiterhin zugeführt wird. Dadurch, daß man die Flamme bei ihrem Austritt aus
dem Brenner veranlaßt, dauernd durch einen frischen Sekundärluftstrom zu streichen,
werden die primären Verbrennungsprodukte in jedem Augenblick von der Hülle inerter
Gase befreit, die das Ergebnis der primären Verbrennung in dem unmittelbar vorhergehenden
Augenblick sind und die die primären Verbrennungsprodukte auch weiterhin umgeben
würden, wenn der Brenner feststehend wäre. Die Sekundärluft ist in der Lage, sich
schnell mit den primären Verbrennungsprodukten zu vereinigen, so daß eine vollständige
Verbrennung mit einer verhältnismäßig kurzen Flamme bewirkt wird.
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Bei den bekannten Brennern hängt die Durchwirbelung und damit die
Mischung mit der Sekundärluft -in weitem Maße von dem Umfang und der Geschwindigkeit
der Sekundärluft ab; um eine vollständige Verbrennung herbeizuführen, mußte die
Sekundärluft im Überschuß zugeführt werden, was unwirtschaftlich ist, und wenn die
Sekundärluft mit großer Strömungsgeschwindigkeit zugeführt wurde, ergab sich eine
lange Flamme, die große Dimensionen des Ofens bedingt.
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Der erfindungsgemäße Brenner dagegen, bei dem eine beträchtliche Durchwirbelung
infolge einer körperlichen Bewegung des Brenners und nicht infolge der Menge und
Geschwindigkeit der Sekundärluft stattfindet, ermöglicht die Verringerung der verwendeten
Sekundärluftmenge und die Verwendung eines Sekundärluftstromes mit geringer Geschwindigkeit.
Die bei dem erfindungsgemäßen Brenner verwendete Sekundärluftmenge braucht die theoretisch
für eine vollständige Ver= brennung nötige Luftmenge nur um ein Geringes zu übersteigen.
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Es sei hier bemerkt, daß Kohlenstaubfeuerunben o. dgl. mit einem beweglichen
Brenner bekannt sind; die Beweglichkeit des Brenners dient jedoch hierbei lediglich
dem Zweck einer bestimmten Einstellung und nicht dem Zweck der dauernden Bewegung.
Außerdem wird bei den bekannten Feuerungen der Brenner nicht in einem Sekundärluftstrom
bewegt, sondern der Brenner bewegt sich bei seiner Einstellung mit dem Sekundärluftstrom,
oder ein Sekundärluftstrom ist überhaupt nicht vorhanden.
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In der Zeichnung ist ein Brenner gemäß der Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt.
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Fig. i zeigt einen senkrechten Schnitt und Fig.2 einen waagerechten
Schnitt durch die eine Ausführungsform des Brenners gemäß der Erfindung.
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Fig. 3 zeigt einen senkrechten Schnitt und Fig. 4 einen Schnitt nach
der Linie 3-3 der Fig. 3 durch die andere beispielsweise Brennerausführung.
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In Fig. i und 2 bezeichnet i i die Vorderwand der Verbrennungskammer
12 und 13 den Brenner. Der Brenner 13 befindet sich in einem Gehäuse 14, das gegenüber
der Öffnung 15 an der Wand ii befestigt ist. Der Breriner 13 besitzt ungefähr in
der Mitte seiner Länge an gegenüberliegenden Seiten Tragzapfen 16. Diese Tragzapfen
liegen in Lagern 17 in der Wand des Gehäuses 14 und erstrekken sich durch diese
Lager hindurch nach außen. An jedem Tragzapfen 16 ist außerhalb des Gehäuses 14
ein Hebel 18 befestigt. Die Hebel 18 sind in bezug auf das Gehäuse 14 nach unten
gerichtet, und ihre freien Enden sind unterhalb des Gehäuses 14 durch eine Stange
i9 verbunden, an der das gegabelte oder gabelförmige Ende einer Verbindungsstange
2o befestigt ist. Die Stange 2o ist mit einer Kurbel oder einer Nockenscheibe verbunden,
so daß sie bei ihrem Antrieb dem Brenner 13 eine schwingende oder Pendelbewegung
in der senkrechten Ebene erteilt.
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In der Stirnwand des Gehäuses 1.4 ist unmittelbar gegenüber dem hinteren
Ende des Brenners 13 ein Rohr 2i angebracht. Das Rohr 21 bildet das Einlaßrohr für
die Primärluft und den mitgerissenen Brennstoff nach dem Brenner und erstreckt sich
in das hintere Ende des Brenners, das derartige Abmessungen und einen derartigen
Querschnitt hat, daß es eine freie Bewegung des Brenners zu dern Einlaßrohr 21 gestattet.
Der Brenner 13 besitzt von seinem hinteren, dem Rohr 21 zugewendeten Ende an bis
etwa zur Mitte seiner Länge einen sich allmählich verjüngenden Querschnitt und teilt
sich dann in zwei Zweige oder Rohre 22. Die Rohre 22 sind zuerst nach außen-und
dann nach innen gebogen und vereinigen sich schließlich unter einem Winkel hinter
dem sich verjüngenden Teil 23, .der mit dem Brenner aus einem Stück besteht und
die Auslaßöffnung bildet. Die Auslaßöffnung 23 kann die in Fig. i und 2 gezeichnete
Lage haben, kann aber auch in der Öffnung 15 liegen.
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Im oberen Teile des Gehäuses 14 befindet sich die Einlaßöffnung 24,
durch die die Sekundärluft zugeführt wird. Die Sekundärluft wird zweckmäßig vorgewärmt
und geht um die Auslaßöffnung 23 herum in die Verbrennungskammer. Wenn die Sekundärluft
vorgewärmt ist, gibt sie an die Primärluft und den mitgerissenen Brennstoff Wärme
ab.
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Im Betrieb wird dem Brenner 13 durch die besagte Kurbel oder Nockenscheibe
mittels
der Verbindungsstange 2ö eine Schwing- oder Pendelbewegung
in der senkrechten Ebene erteilt, so daß die Auslaßöffnung 23 des Brenners dauernd
dieselbe Lagenänderung in Bezug auf die Öffnung erfährt, durch die die Zufuhr der
Sekundärluft in die Verbrennungskammer stattfindet.
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Die Anordnung ist derart, daß der aus dem Brenner austretende Primärluft-Brennstoffstrom
sich in Bezug auf die Sekundärluft ändert, was zur Folge hat, daß die Verbrennung
des Brennstoffes erleichtert wird. Der aus dem Rohr 2i austretende Strahl Primärluft
hat eine Saugwirkung auf die in dem Gehäuse 14. befindliche Sekundärluft, und folglich
tritt ein Teil der Sekundärluft in den Brenner ein und mischt in diesem mit dem
mitgerissenen Brennstoff; der Rest Sekundärluft mischt sich mit dem aus der Auslaßöffnung
23 austretenden Brennstoffgemischstrahl.
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Natürlich kann der Brenner 13 nicht nur in der vertikalen, sondern
auch in jeder anderen Ebene in Schwingung versetzt werden. Er kann z. B. so angebracht
werden, daß er in einer waagerechten oder in einer geneigten Ebene schwingt.
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In Fig. 3 und :4 ist der Brenner 13 etwa in der Mitte seiner Länge
in der Wand des Gehäuses 14 mittels Kugel und Pfanne 25 gelenkig gelagert. Ein kurbelförmig
gebogenes Rohr 26 ist an einem Ende mit dem Brenner 13 und am anderen Ende mit der
Zuführungsleitung 21 drehbar verbunden. Es ist in Tragringen 27 gelagert und mit
einem Schneckenrad 28 fest verbunden, das vön einer Schnecke 29 angetrieben wird.
Die Anordnung ist derart, daß, wenn die Schnecke angetrieben wird, der Brenner in
Bewegung versetzt wird und seine Auslaßöffnung 23 eine kreisförmige Bahn beschreibt.
Im Innern enthält der Brenner ein Rohr 3o, das mit einer Schnecke 31 axial ausgerichtet
ist.
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Der erfindungsgemäße Brenner kann statt zur Verbrennung von Kohlenstaub
auch zur Verbrennung anderer Brennstoffe, wie Öl o. dgl., Verwendung finden.