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Verfahren zum Betriebe von Verpuffungskammern, insbesondere von Brennkraftturbinen,
mit staubförmigen Brennstoffen, vorzugsweise mit Kohlenstaub Es sind Verfahren zum
Betriebe von Verpuffungskammern, insbesondere von Brennkraftturbinen, mit staubförmigen
Brennstoffen, vorzugsweise mit Kohlenstaub, vorgeschlagen worden. bei welchen der
staubförmige Brennstoff drrch eine schleusenartige Vorrichtung abgeteilt, mit Luft
versetzt und als Kohlenstaubluftgemisch dem gesteuerten Einlaßventil an der Verpuffungskammer
zugeführt wird. Bei diesem Verfahren diente die Schleuse durchweg zur Abteilung
einer bestimmten Brennstoffmenge aus dem Vorrat, während das gesteuerte Einlaßventil
an der Verpuffungskammer haupsächlich die Steuerung des luftförmigen Bestandteiles
des Gemisches durchführte, indem beispielsweise schon vor Einführung des Gemisches
die Luft zugeführt und die Lufteinführung fortgesetzt wurde, nachdem bereits die
zur Ladung der Verpuffungskammer in diese einzuführende Menge des staubförmigen
Brennstoffes eingeführt worden war; hierdurch ergeben sich Vorteile hinsichtlich
einer Einführung der Ladung ohne jede Möglichkeit zur Wiederausscheidung der festen
Brennstoffteilchen oder zu einer Zusammenballung derselben. Die Schleuse, die zur
Abteilung bestimmter Brennstoffmengen diente, wies einen in seiner Größe veränderlichen
Auf füllrautn auf, um die in Anpassung an die verschiedenen Leistungs- bzw. Regulierzustände
verschiedest ausfallenden Brennstoffmengen abzuteilen. Es hat sich nun gezeigt,
daß durch diese Veränderungen des Auf füllraumes, die naturgemäß auch eintraten,
wenn gerade Kohlenstaub im Auffüllraum angesammelt war, mechanische Einwirkungen
auf den Kohlenstaub erfolgen, die zur Gefahr des Zusammenbackens dieses Kohlenstaubes
führen.
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Die Erfindung setzt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Änderung
der Kohlenstaubmengen durchzubilden, bei dem die Gefahr mechanischer Einwirkungen
auf ruhenden Kohlenstaub vermieden wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß der der Schleuse zuzuführende Kohlenstaub dieser, entsprechend dem Bedarf
der von ihr gespeisten Verpuffungskammer, seiner Durchflußmenge nach bereits geregelt,
zugeführt wird. An die Stelle einer Füllungsregulierung wird somit eine Drosselregulierung
gesetzt, die den Vorteil hat, daß sich der Kohlenstaub beim Hindurchgehen durch
die regelnden Vorrichtungen in Bewegung befindet, so daß die unvermeidlichen, mechanischen
Einwirkungen wirkungslos bleiben. In weiterer Durchführung des Erfindungsgedankens
wird daher der aus einem Vorratsbehälter entnommene Kohlenstaub, zweckmäßig in an
sich bekannter Weise über Förderschnecke und Rührtrommeln in Bewegung gehalten,
vor Einführung in die Schleuse über Durchlässe veränderlichen Ouerschnittes geführt,
worauf die Überführung in die Schleuse selbst über ein Zellenrad bewirkt wird.
Die
Vorrichtungen zur Durchführung dieser Regelung haben dabei zwei grundsätzlicben
Bedingungen zu genügen. Es darf dem Kohlenstaub kein Bewegungswiderstand entgegengesetzt
werden, und es dürfen keine Richtungsänderungen auftreten, da sonst der Kohlenstaub
zusammenbacken und die Durchgangsöffnungen verstopfen würde. Aus diesein Grunde
scheiden alle ventilartigen Vorrichtungen zur Regelung der Durchflußmenge aus. Es
besteht außerdem noch die weitere Forderung, daß die Regelungsorgane, obwohl sie
sich im Kohlenstaub bewegen müssen, keine großen Reibungswiderstände verursachen,
insbesondere nicht zum Klemmen bzw. zum Fressen des bewegten Teiles in der Führung
neigen. Aus diesem Grunde scheiden alle schieberartigen Vorrichtungen als ungeeignet
aus.
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Eine Vorrichtung zur Regelung der Durchflußmetige, die allen Anforderungen
genügt, besteht erfindungsgemäß aus einer zwischen Kohlenstaubvorrat und Verbrauchsstelle
angeordneten Scheibe, die in der Lage ihrer Randkante in bezug auf einen Durchlaß
veränderlich ist, wobei die Scheibenebene an der den Durehlaß aufnehmenden Wandung,
vorteilhaft unter Spannung, anliegt. Diese Vorrichtung läßt die Richtung des Kohlenstaubluftstromes
völlig unverändert. Ein Bewegungswiderstand entsteht, abgesehen von dem mit der
Drosselung notwendigerweise und unabänderlich verbundenen, nicht. Teile, die zum
Fressen neigen, sind nicht vorhanden, da die Bewegungen der Randkante der Scheibe
in bezug auf den Durchlaß sehr langsam und ohne Entwicklung von Reibungswiderständen
erfolgen. Vorteilhaft ist die Scheibe drehbar angeordnet. Verläuft ihre Radkante
nach einer archimedischen Spirale, während der Dürchlaß als zur Scheibenachse konzentrischer
Ringabschnitt ausgebildet ist, so werden die durch Verdrehung der Scheibe erzielten
Ouerschnittsänderungen proportional der Verdrehung, so daß es einer versuchsmäßigen
Einstellung des Ganzen nicht mehr bedarf. Die Anlage der Scheibe an der den Durchlaß
enthaltenden Wandung unter Spannung kann dabei in der verschiedensten Weise erreicht
werden. Die Scheibe selbst kann elastisch ausgebildet sein und durchfedern. Die
Scheibe kann auch steif ausgebildet werden und wird in diesem Falle durch ein elastisches
Mittel, beispielsweise durch eine Feder, gegen die den Durchlaß enthaltende Wandung
gepreßt. Vorteilhaft ist der Dichturgsdruck veränderlich, um einer Abnutzung und
dem Nachlassen der Elastizität Rechnung zu tragen. Da für die Änderung der Durchflußmenge
hauptsächlich die Anpassung an den Leistungsbedarf, mit anderen Worten, an den Regulierungszustand
maßgebend ist, erfolgt die Verstellung der Scheiben zweckmäßig in Abhängigkeit vom
Regler selbsttätig.
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Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgedankens,
und zwar gibt Abb. i einen Längsschnitt durch die zur Durchführung des neuen Verfahrens
dienende Vorrichtung wieder.
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Abb. z stellt einen waagerechten Schnitt durch die Vorrichtung nach
Abb. i gemäß Linie 11-1I derselben dar, wobei die obere Hälfte der Abb. - der Schnittlage
rechts der Abb. i entspricht.
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Abb. 3 zeigt eine Einzelheit der Abb. i in vergrößertem Maßstabe zur
Verdeutlichung der Nachstelleinrichtungen für den Dichtungsdruck einer Regelscheibe.
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In Abb. i stellt i ein Gehäuse dar, in dem der Kohlenstaub in Bewegung
versetzt und seiner Durchflußmenge nach den Schleusen -2 zu geregelt abgegeben wird.
In das Gehäuse z wird der Kohlenstaub vom Kohlenstaubbunker aus über Schnecken 3
eingeführt, die eine umlaufende Bewegung besitzen. Eine konische Trommel q., die
bei 5 ihren Antrieb erhält, ist mit Rührflügeln 6 versehen, um den aus dein Schneckengehäuse
7 und 8 herausfallenden Kohlenstaub aufzurühren und in Bewegung zu halten. Der an
der Trommel herabrieselnde Kohlenstaub gelangt durch sein Schwergewicht zur Trommelbasis
zu und über ringabschnittartige Öffnungen 9 in dein Bodenring io des Gehäuses 1
in den zellenartig unterteilten, mit der Trommel .4 umlaufenden Ring i i. Wie Abb.
2 in ihrem oberen Teil erkennen läßt, sind die zu den Schleusen z führenden Öffnungen
12 in der Grundplatte 13 etwas gegen die ringabschnittförmigen Durchlässe 9 versetzt,
so daß die durch die Durchlässe 9 hindurchgegangene Kohlenstaubnienge durch die
Zellwände 14. des umlaufenden Ringes i i nach den Schleusenöffnungen 1a zu gefördert
wird.
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Erfindungsgemäß wird nun der den Schleusen 2 zuzuführende Kohlenstaub
diesen, seiner Durchflußmenge nach bereits geregelt, zugeführt. Zur Durchführung
dieser Durchflußregelung sind in weiterer Durchführung des Erfindungsgedankens unter
den ringabschnittförmigen Öffnungen 9 des Bodenringes fo Scheiben 15 mit ihrer Scheibenebene
parallel zu der unteren Begrenzungsfläche des Bodenringes io derart angeordnet,
daß ihre Randkanten 16 in bezug auf die Durchlässe 9 veränderlich sind. Zu diesem
Zweck sind die Scheiben 15 um die Zapfen 17 drehbar angeordnet. Die Zapfen 17 tragen
an ihrem oberen Ende ein Ritzel 18, das mit der Zahnstange. i9 kämmt. Die Zahnstange
ig bildet
den Fortsatz eines Kolbens 2o, der einerseits unter dein
Einfluß der Feder z i, andererseits unter dem Einfluß eines gespannten Mittels steht,
das bei 22 zugelassen wird. Je nach der Weise, in der dieses gespannte Mittel zugelassen
wird, ändert sich die Stellung d#"r Randkante 16 in bezug auf die Durchlässe 9.
Die Randkante 16 ist dabei nach einer archimedischen Spirale geformt, so daß die
Änderungen der Durchgangsquerschnitte in den Öffnungen 9 proportional zu den Verdrehungen
der Scheiben 15 ausfallen. Damit keine Möglichkeit besteht, daß Kohlenstaub zwischen
Bodenring 1o und Scheiben 15 eindringt, liegen diese unter Spannung an. Zu diesem
Zweck sind die Scheiben elastisch ausgebildet und erhalten den erforderlichen Anlage-
oder Dichtungsdruck durch eine Druckschraube 23 (s. Abb. 3), die in der Grundplatte
13 verstellbar angeordnet und durch eine Gegenmutter 2.4 gesichert ist. Ebenso gut
könnten die Scheiben 15 steif ausgebildet und durch eine Federanordnung mit dem
erforderlichen Dichtungsdruck angepreßt «-erden.
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Es zeigt sich, daß der Widerstand der Scheiben 15 gegen ihre Verdrehung
äußerst gering ist, jedenfalls nicht größer ist als der Widerstand der Pumpenorgane,
die bei der Verwendung flüssiger Brennstoffe zur Änderung der Fördermenge dienen.
Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die Durchflußmenge über die Scheiben 15 vom
Regler aus zu regulieren. In an sich bekannter Weise erfolgt diese Beeinflussung
über das bei 22 zugelassene, gespannte Mittel, das je nach dem Regulierungszustand
der Turbine mit mehr oder weniger großem Druck auf die Kolbenflächen 2o wirkt.
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Lm eine L'berfüllung des Behälters i mit Kohlenstaub und dadurch das
Auftreten von Störungen zu vermeiden, kann die Gesch«zndigkeit der Förderschnecken
3 in Abhängigkeit von der Höhe des im Behälter 1 angesammelten Kohlenstaubes so
verändert werden, daß die Schichthöhe des Kohlenstaubes im Behälter 1 einen zuzulassenden
Größtwert nicht überschreitet. Die geringe Schichthöhe in den Zellen des Ringes
11 verhindert außerdem die Ausübung mechanischer Kraftwirkungen auf den Kohlenstaub
bei der Förderung des Kohlenstaubes aus den öffnungen 9 über das Zellenrad 11 in
die Öffnungen l a. Durch den einseitig nur unten auftretenden Reibungswiderstand
erfährt der Kohlenstaub dabei eine rollende Bewegung, die ihn auflockert und sein
Zusammenbacken verhindert.