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Vorrichtung zur Erzeugung einer Drallbewegung der Heizgase in Flammrohrkesseln
mittels einer Blasdüse Bei Flammrahrkes.seln ist es zwecks Erziehing einer größeren
Heizgas.geschwindigkeit, der Beseitigung von Flugasche oder Flugkoks und zwecks
Ausbrenners urverbrannter Gase bekannt, zum Einblasen von Luft, Dampf oder einem
Dampf-Luft-Gemisch auf einer Flammrohrhälfte hinter der Feuerbrücke eine Düse anzuordnen,
deren Mundstück in oder annähernd in Höhe der Feuerbrücke t,angential zur Flammrohrwand
gerichtet ist, so. daß die Heizgase eine schraubenförmige Drallbewegung erhalten.
Der Wirkungsgrad der Dr.allerzeugungsvorrichtungen hängt regelmäßig davon ab, daß
das s.chraubenförmig umlaufende, aus dem Gemisch der Heizgase und dem Betriebsmittel
gebildete Drallband eine möglichst hohe mittlere Geschwindigkeit besitzt. Die Höhe
der Geschwindigkeit im Mittelwert ist abhängig von der Breite des Drallbandes, weil
mit zu: nehmender Breite die Geschwindigkeit im Innern des Drallbandes rasch abnimmt
und damit auch der Mittelwert der Geschwindigkeit sinkt.
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Versuche haben nun ergeben, daß die über die Kante der Feuerbrücke
hinwegstreichenden Heizgase infolge der Wirkung der hinter der Feuerbrücke eingebauten
und nach oben blasenden Düse eine Abwärtsbewegung ausführen, welche sich über die
nicht vom Blasstrahl erfaßte Kante der Feuerbrücke erstreckt. Die Breite des abwärts
gerichteten Teiles der Heizgase reicht also von der der Düse gegenüberliegenden
Seite des Flammrohres bis zu der Stelle, w o der Blasstrahl mit seiner inneren Kante
die Oberkante der Feuerbrücke trifft. Die durch die Saugwirkung der Düse verursachte
Abwärtsbewegung ist am stärksten dort, wo der Weg der angesaugten Gase ,am kürzesten
ist, d. h. auf der Verbindungslinie von der obererwähnten Treff=stelle der Feuerbrückenkante
zur inneren, der Flammrohrmitte zugekehrten Kante der Düsenmündung. über dieser
Verbindungslinie verläuft die Bewegung zwischen den beiden genannten Punkten nicht
geradlinig, siondenz etwa in einem Halbkreis, der um so kleiner ist, je kürzer
die Verbindungshniie ist. Dieser Halbkreis ist aber zugleich .die innere Begrenzung
des Drallbandes, dessen äußere Begrenzung durch die der Düse gegenüberliegende Seite
des Flammrohres gegeben ist.
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Aus diesen Ausführungen ergibt sich, daß dass Drallband um so: schmaler,
also um so günstiger ist, j e größer der an der Oberkante der Feuerbrücke durch
den Blasstrahl erfaßte Teil des Rauchgasstromes ist und je tiefer
unter
der bestrichenen Kante der Feuerbrücke das Blasdüsenmundstück angebracht ist. Der
Halbkreis ist dann um so größer. Je größer er aber ist, um so, weiter greift er
in den deÜi@ bestrichenen Teil der Feuerbrückenoberkante' gegenüberliegenden Raum
des Flammrohres hinein, so daß der dort vorhandene Teil des Drallhandes um so schmäler
wird.
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Sind diese Bedingungen nicht :erfüllt, so ergibt sich der Nachteil,
daß die Geschwindigkeit des Drallband@es innen und damit dessen mittlere Geschwindigkeit
zu gering ist. Dadurch wird die Beseitigung von Flugasche und Flugkoks usw. nur
zum Teil erfüllt, da die zu geringe Drallgeschwindigkeit nicht imstande ist, die
Flugasche bis an das Flammrohrende mitzureißen.
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Die Erfindung hat den Zweck, diese Mängel 'der bekannten Blasvorrichtungen
zu beheben und den Heizgasstrom in seiner ganzen Breita mit schmalem Drallband unter
Erhaltung möglichst hoher Geschwindigkeit in drehende Bewegung zu versetzen. Auf
der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der neuen Vorrichtung dargestellt,
und zwar zeigen Fig. i und 2 einen Quer- und Längsschnitt durch das Flammrohr mit
einer gemäß der Erfindung hinter der Feuerbrücke angeordneten Blasdüse und die Fig.3
und ,4 zwei weitere Blasdüsenanordnungen.
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In dem Flammrohr ,x des. Dampfkessels ist hinter der Feuerbrücke b
innerhalb der von der Flammrohrmittelebene und der Flammrohrwand begrenzten einen
Raumhälfte die Blasdüse c mit ihrem Mundstück d möglichst tief angeordnet. Das Mundstück
d ist bei der in Fig. i und 2 dargestellten Ausführung so geformt, daß es einen
quer zur Flammrohrachse breiten fächerförmigen Strahl erzeugt, der den über die
Feuerbrücke hinwegstreichenden Rauch- :oder Heizgasstrom unmittelbar hinter der
Feuerbrücke in halber Breite oder darüber hinaus erfaßt und am Umfang des Flammrohres
entlang in seiner ganzen Breite in drehende Bewegung versetzt. Das Blasdüsenmundstück
d, das im Querschnitt rechteckig ist und sich in der Querrichtung des Flammrohres
trichterförmig_erweitert, isthierbei so gerichtet, daß der Blasstrahl senkrecht
zur Flammrohraclise nach oben wirkt.
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Dadurch, daß die Heizgasse gleich unmittelbar hinter der Feuerbrücke
erfaßt werden, verbleibt -zwischen der Brücke und dem Strahl des Betriebsmittels
kein Zwischenraum, durch welchen :ein Teil der @Heizgas:e unmittelbar nach der Düse
zu angesaugt werden und sich der Drallbewegung entziehen könnte. Durch diese Anordnung
und Ausbildung der Blasdüse ist die Erzielung einer Drallbewegung mit schinalein
Drallband bei möglichst größter Geschwindigkeit gewährleistet.
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Selbstverständlich kann die Düse c mit ihrem Mundstück sinngemäß auch
mehr, gegen ,'-die. Flammr-ohrwandoder gegen die Flamm-,.ilohrmitte zu angeordnet
werden.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Blasdüse im
Querschnitt ebenfalls rechteckig und in derselben Weise, wie dies die Fig. i zeigt,
in der Qucrrichtung des Flammrohres trichterförmig erweitert. Während sie sich mit
ihrer Vorderwand an die Rückwand der Feuerbrücke anlegt, ist ihre Rückwand f schräg
nach außen geneigt und ilir freier Querschnitt durch mehrere Stegeg unterteilt.
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Die iii Fig. 4. dargestellte Ausführungsform zeigt dieselbe Form der
Blasdüse wie Fig. i. Nur ist hier die Blasdüse geneigt zur Flammrohrachse angeordnet
und die Rückwand 1a der Feuerbrücke dementsprechend abgeschrägt.
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Die Düse c könnte selbstverständlich auch in einem kleinen Abstand
von der Feuerbrücke angeordnet sein, wenn nur der Aufweitungswinkel des Blasstrahles
so gewählt ist, daß. der Strahl an der Oberkante der Feuerbrücke noch den erforderlichen
Abschluß gewährleistet.
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Als Betriebsmittel können entweder Luft oder Dampf oder ein Gemisch
beider :oder sonst geeignete Mittel verwendet werden. Am zweckmäßigsten ist die
Anwendung von vorgewärmter Druckluft, die bei der Vermischung mit den Rauchgasen
infolge Mischung der urverbrannten Gase mit Luft eine Nachverbrennung von mitgerissenen
urverbrannten Brennstoffteilchen und Flugkoks gewährleistet und keine schädliche
Abkühlimg der Heizgase verursacht.