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Feuerung mit lotrechter, kegelstumpfförmiger Brennkammer zum Verbrennen
von kleinkörnigem Brennstoff in der Schwebe Die Erfindung betrifft eine Feuerung
mit lotrechter, nach oben weiter werdender, kegelstumpfförmiger Brennkammer zum
Verbrennen von kleinkörnigem Brennstoff in beständiger Luftschwebe.
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Die Verbrennung von Brennstoffen in der Schwebe ist zwar bekannt.
Sie ist aber bisher nur für pulverförmige Brennstoffe verwendet worden. Hierzu ist
eine Aufbereitung des Brennstoffes durch Feinvermahlung erforderlich.
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Es ist auch schon. vorgeschlagen worden, zwecks Vermeidung der kostspieligen
Aufbereitung körnige Brennstoffe zu verbrennen. Aber auch hier-'bei erfolgt die
Verbrennung in der Luftschwebe nur für den pulverförmigen Teil. des Brennstoffes,
während für die grobkörnigen Teile eine eigene Verbrennungskammer mit Rost erforderlich
wird.
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Die Aschenabführung erfolgt entweder zusammen mit den Rauchgasen oder
entgegen dem Luftstrom auf dem Rost. Im erstgenannten Falle muB vor der Abführung
der Rauchgase eine Abscheidung der Asche erfolgen, wobei ein erheblicher Mehraufwand
in baulicher Hinsicht erforderlich ist. Im zweiten Falle, bei Abführung der Asche
nach unten, haben die bekannten Einrichtungen den Nachteil, daß die in teigigen
Zustand übergehrende
Asche an den Wänden des Ofens anhaftet und
dadurch zu beträchblicben Störun@genbeim Betrieb der Feuerung führt.
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Im Gegensatz hierzu wird: nach. der Erfindung .kleinkörniger Brennstoff
in beständiger Luftschwebe in einer einzigen Brennkammer verbrannt, wobei die Asche
ohne Anhaften an der Wand der Feuerung in einem unteren, Teil abgezogen wird.
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Dies wird der Erfindung gemäß dadurch erreicht, daß im An:schluß an
die untere 'Öffnung der Brenn, kammer eine gekühlte Drosselstelle in Form eines
nach unten, gerichteten Kegelstumpfes angeordnet ist, dessen Erzeugende einen Winkel
von etwa 35 bis 5o° gegen, die Vertikale bildet, so daß das Verhältnis der äußeren
Durchmesser zueinander etwa @i : 1,5 bis 3 beträgt. In weiterer Ausgestaltung des
Erfindungsgegenstandles können im Bereich der kegelstumpfförmigen Drosselstelle
Sammelrinnen für die flüssige Schlacke vorgesehen, sein.
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Vorteilhaft kann unterhalb der Drosselstelle ein senkrecht verschiebbarer
oder drehbarer Kegelstumpf angeordnet sein, der eine kontinuierliche Regelung der
Geschwindigkeit der aufsteigenden, in den Unterteil der Feuerung einströmenden--Luft
ermöglicht.
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Durch die erfindüngsgemäße Ausgestaltung der Feuerung wird -ein einfacher
Aufbau erreicht, da die Feuerung keime der Flammenwirkung ausgesetzten mechanischen
Teile enthält. Ferner weist die Feuerung nach der Erfindung keinen- Rost auf. Es
ist nicht erforderlich, den Brennstoff in Pulte-rform vorzubereiten, wodurch eine
große Ersparnis an elektrischer Energie für die Brechanlage und ein geringer Verschleiß
dieser Anlage gesichert sind. Die Reaktionen. in der Feuerung und die Verbrennungsgeschwindigkeit
sind sehr groß wegen der großen: Relativgeschwindigkeiten zwischen Luft und Brennstoffkörnern,
die während' des Schwebezustandes. schwingende und' kreisende Bewegungen ausführen..-Der
Betrieb des Kessels ist völlig automatisch: Außerdem paßt er sich schwankenden Betriebsbedingungen
gut an.
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Weitere Merkmale des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der Beschreibung
und den Ansprüchen.
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Um das Verständnis der Beschreibung zu vereinfachen, sind mehrere
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes in der Zeichnung dargestellt.
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Fig i ..zeigt eine gemäß der Erfindung ausgebildete Hierin
ist i die große kegelstumpfförmige - Hauptverbrennungskammer von schwacher Divergenz,
2 der kleine, untere kegelstumpfförmige Teil mit starker Divergenz, der di.e Drosselstelle
bildet, 3 das, Reduzier stück in seiner oberen Stellung, 4 dasselbe Reduzierstück
in seiner unteren, Stellung: Die senkrechte Verstellung wird durch Gleitschienen
5 gesichert.
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Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, das in Form einer Schale
mit abgerundetem Profil die scharfe Kante der beiden Kegelstümpfe der Fig.
i vermeidet. Das Profil paßt sich besser der Gasströmung an. Fig. 3 zeigt schematisch
ein weiteres Ausführungsbeispiel der ringförmigen Austragsrinne für die Schlacke
in flüssigem Zustand.
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Die in Fig. z gezeichneten Pfeile zeigen, wie die Einsehnürung eine
ringförmige Randzone mit geringster Turbulenz schafft, die für das Absteigen der
teigigen oder geschmolzenen Schlacke günstig ist, wie es die Pfeile f entlang der
Wandung darstellen.
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Wie Fig. 3 zeigt, sammelt sich die flüssige Schlacke in der ringförmigen.
Rinne 6, die die Einschn.ürung 7 umgibt. Von da fließt sie durch die Leitung 8 ab,
ohne von dem aufsteigenden Luftstrom berührt zu werden.
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Im Fig. 3 ist die Sammelrinne in einer bestimmten Höhe über der Einschnürung
7. In der legelförriÜgen Wandung liegen die Austragsfugen 8, durch welche die flüssige
Schlacke bei 9 abfließt.
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Die Fi,g.4 zeigt einen senkrechten Schnitt und Fig. 5 einen waagerechten
Schnitt nach Linie II-II der Fig. 4.. Hier ist die Wandung in der Einschnürungszone
gebildet.. Der.. Strich a-b zeigt ungefähr die größte Höhe an, in der die nachglühenden
Schlackenkörner, die progressiv nach der unteren Öffnung io absinken, dürch die
aufsteigende Luft abgekühlt, zu kleben beginnen.
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Dieharte und gekühlte Wandung, die ein Kennzeichen der Erfindung ist
und auf welcher dieses, Anhaften nicht stattfindet, erstreckt sich von der Ebene
II-II bis zu dem Trichter io. Sie sichert ein Abgleiten der Schlacke ohne Anhaften
von der oberen Zone- bis unter die Öffnung io.
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Der hitzebeständige Teil i i ist in kegelstumpfförmigen Sektoren ausgeführt,
die die Elemente des Kegelstumpfes bilden. Sie bestehen z. B. aus Karborundüm oder
hitzebeständigem Guß oder aus hitzebeständigem Material mit einem hohen Aluminiumgehalt.
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Die innere Wandung 12 der Wasserumhüllung ist in direkter Berührung
mit den, Rinnen. Die durch, Strahlung aufgenommene Wärme ist somit auf den Wert
begrenzt, der zu dem beabsichtigten Zweck gegen das Anhaften und gegen den Abrieb
notwendig ist.
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In dem unteren Teil, der den Trichter 13 bildet, kann jedoch die innere
Metallwand der Wasserumhüllung uranverkleidet gelassen werden, so daß d,ie Wirksamkeit
gegen das Anhaften in dieser kurzen Zone am größten sein soll.
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Das Wasser wird durdh die Röhre 14 in'" die Wasseirumhüllu-ng geführt.
15 ist ein Rohr für die Entleerung und für das Abziehen.
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In dem Falle, wo der Kreislauf der Wasserumhüllung mit dem Kessel
verbunden ist, ist sie für dessen Druck ausgelegt. Die Wasserauslaßrohre 16 können
entlang der inneren Wandung der Feuerung aufsteigen, um die Verdampfungsrohre zu
bilden, die mit dem Dampfsammler eines Kessels verbunden, sind. Diese Rohre werden
üblicherweise als Kühlrohre bezeichnet.
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Die hitzebeständige Auskleidung der kegelstumpfförmigen Wasserumhüllung
kann aus Zement
oder hitzebeständiger Masse ausgeführt werden, die
von Pratzen an der Metallwandung gehalten werden.
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Die Wasserumhüllung kann ebenfalls als Verdampfer oder überhitzer
ausgebildet sein.
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Fig. 6 stellt im besonderen die regelbare Zufuhr unter Verwendung
einer Wasserumhüllung dar. 17 ist der Unterteil der mit Wasser gekühlten Feuerung
und ist konvergent-divergent ausgebildet; 18 ist der konvergente Teil des Reduzierstüeks
und bildet bei i9 einen: Durchgang, der kleiner ist als der des Feuerungsunterteiles
17; 20 ist die Wasserumhüllung des Feuerungsunterteiles; 21 ist diejenige des beweglichen
Reduzierstückes, die, in: Gleitschienen 22 geführt, senkrecht verschoben %verden
kann.
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Fig.7 stellt eine Vorrichtung dar, die den Durchmesser der inneren
öffnung des zugeführten Regulierkegelstumpfes in stetiger Weise zu variieren gestattet.
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Die Teile 23 haben die Form von radial ausgeschnittenen Kegelstumpfscheiben,
wobei die einen die anderen immer in demselben Sinne überdecken. In der Figur sind
nur einige der Teile abgebildet. Sie werden z. B. aus hitzebeständigem Guß gemacht.
Jedes dieser Teile ist um eine horizontale Achse 24 schwenkbar. Ihr Querschnitt
hat die Form einer Schrägfläche, damit die innlere Oberfläche so regelmäßig wie
möglich wird.
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Die Achsen bilden, die Seiten; eines Polygons-. Durch Bewegen eines
der Elemente 23 oder durch plötzliche Drehung dieser Achsen verwirklicht man einen
Kegelstumpf von variabler Öffnung.