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Verfahren zum Betrieb einer Feuerung für feinkörnige Brennstoffe und
Feuerung zur Durchführung des Verfahrens Es sind Feuerungen für feinkörnige Brennstoffe
bekannt, die aus einer mit axialer Brennstoff- und Primärluftzuführung versehenen,
waagerecht oder nahezu waagerecht angeordneten Feuerungskammer bestehen, wobei diese
Kammer zumeist von dem Brenner an zunächst konisch erweitert und dann zylindrisch
gestaltet ist und die Sekundärluft durch über den Umfang verteilt angeordnete, in
Achsrichtung verlaufende Einlaßschlitze in tangential zum Flammenkern gerichteten
Strahlen zugeführt wird.
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In diesen Feuerungen erfährt das Brennstoff-und Primärluftgemisch
beim Verlassen der Brennermündung eine Drehbewegung, so daß es nach der Zündung
als schraubenlinienförmig wirbelnde, in Achsrichtung der Kammern strömende Flamme
in der Feuerungskammer verbrennt. Die durch die Einlaßschlitze eintretende Sekundärluft
erzeugt um diese wirbelnde Flamme herum einen in die Flamme eintretenden Sekundärluftschleier,
der den Brennstoff in schwebender Drehbewegung hält. Die bekannte Feuerung ist nicht
frei von Nachteilen, da schwere Brennstoffteile aus der schraubenförmig wirbelnden
Flamme infolge der Schwerkraft absinken, auch ist die Verbrennung dieser Brennstoffanteile
nicht befriedigend.
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Bei Aggregaten anderen Typs, nämlich bei Gaserzeugern für staubförmige
und körnige Brennstoffe mit einer im Verhältnis zum Durchmesser schmalen zylindrischen
Kammer mit waagerechter Achse, bei dem die Einführung von Brennstoff und Vergasungsmittel
an mehreren Stellen des Kammerumfanges
getrennt oder gemeinsam
tangential und gleichgerichtet erfolgt und das fertige Gas zusammen mit Aschebestandteilen
in der Mitte der Stirnwand seitlich abgeführt wird, bei dem also eine spiralförmige
Strömung des Brennstoff-Luft-Gerriisches erzeugt wird, ist es an sich bekannt, die
Luft oder auch andere Vergasungsmittel lediglich auf der unteren Hälfte der Vergasungskammer
durch mehrere Düsen und getrennt von dem Brennstoff einzuführen. Bei derartigen
Aggregaten, bei denen also nicht eine im wesentlichen schraubenlinienförmige Bewegung
des Brennstoff-Luft-Gemisches, sondern eine spiralförmige Bewegung desselben verwirklicht
ist, treten die angegebenen Probleme jedoch nicht auf. Die Entwicklung der Feuerungen
für feinkörnigen Brennstoff, die aus einer mit axialer Brennstoff- und Primärluftzuführung
versehenen, waagerecht oder nahezu waagerecht angeordneten Feuerungskammer bestehen,
in denen das Brennstoff-Luft-Gemisch in einer schraubenförmig wirbelnden Flamme
geführt wird, ist daher von der Technik dieser Gaserzeuger nicht beeinflußt worden.
Allerdings ist es auch bei Feuerungen mit schraubenförmig wirbelndem Brennstoff-Luft-Geinisch
bekannt, nur auf der unteren Hälfte der Feuerungskammer die Luft zuzuführen. Hierbei
handelt es sich jedoch um Brenner, bei denen Brennstoff und Primärluft tangential
eingeführt werden, wobei die letztere nur auf der unteren Hälfte der Feuerungskammer
zugeführt wird. Bei diesen Feuerungen ist lediglich eine spezielle Vorrichtung zur
Aufgabe und Einführung des Brennstoffs in die wirbelnde Flamme gegeben; es sind
jedoch keinerlei Maßnahmen verwirklicht, um zu verhindern, daß auf dem schraubenförmig
wirbelnden Weg der Flamme schwere Brennstoffanteile aus dem Flammenkern wieder herausfallen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei der Feuerung für feinkörnige
Brennstoffe, die in der beschriebenen Weise aus einer mit axialer Brennstoff- und
Primärluftzuführung versehenen, waagerechten oder nahezu waagerechten angeordneten
zylindrischen oder vom Brenner an zunächst konisch erweiterten und dann zylindrisch
gestalteten Feuerungskammer besteht, wobei der Feuerungskammer Sekundärluft durch
über den Umfang verteilt angeordnete, in Achsrichtung verlaufende Schlitze in tangential
zum Flammenkern gerichteten Strahlen zugeführt wird, zu verhindern, daß schwere
Brennstoffanteile aus der wirbelnden Flamme infolge der Schwerkraft absinken oder
nur unvollständig verbrannt werden. Die Erfindung erstrebt so eine zusätzliche Stützung
der schraubenförmig wirbelnden Flamme und will den schwereren Brennstoffteilen eine
größere Menge von Verbrennungsluft zuführen.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Feuerung der
beschriebenen Art und besteht darin, dem unteren Teil der Feuerungskaminer eine
größere Sekundärluftmenge zuzuführen als dem oberen. Eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß für die Sekundärluft im unteren Teil
der Feuerungskammer eine größere Anzahl von Einlaßschlitzen vorgesehen ist als im
oberen Teil. Man kann außerdem die Einlaßschlitze für die Sekundärluft im unteren
Teil der Feuerungskammer mit größerem Querschnitt versehen oder auch nur die letztere
Maßnahme verwirklichen. Außerdem empfiehlt es sich, den Druck der Sekundärluft für
die Einlaßschlitze im unteren Teil der Feuerungskammer größer als den für die Einlaßschlitze
im oberen Teil der Feuerungskammer zu wählen.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind in einer zusätzlichen
Stützung der Flamme im unteren Teil der Feuerungskammer zu sehen, wodurch eine Anhäufung
von schwereren Brennstoffanteilen in diesem Bereich verhindert wird und die schwereren
Brennstoffteile eine größere Menge von Verbrennungsluft erhalten und deren vollständige
Verbrennung erreicht wird.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt
durch eine Feuerung nach der Erfindung und Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie
II-II in Fig. i.
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Die Feuerung besteht nach den Figuren aus in axialer Richtung aufeinanderfolgenden
Ringen i, 2, 3 und q. von kreisförmigem Querschnitt, von denen die ersten beiden,
i und 2, sich kegelförmig erweitern, während die Ringe 3 und d. zylindrisch sind.
Gleichachsig zur Feuerungskammer liegt in einer Öffnung der Stirnwandung des Teiles
i das Brennrohr 5, dem Primärluft zugeführt wird, die mit staubförmigem Brennstoff
vermischt wird, der seinerseits durch das mit einer nicht dargestellten Regelvorrichtung
versehenen Einlaßrohr 6 zugeführt wird. Das der Brennermündung 7 entströmende Brennstoff-Luft-Gemisch
erhält eine Drehbewegung, z. B. durch in der Brennermündung angebrachte Drallschaufeln
25.
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Der Teil i der Feuerungskammer bildet einen Strahlungskopf durch seine
kegelförmige innere Auskleidung mit feuerfesten Steinen, wodurch ein Zündgewölbe
gebildet ist, das ein Zurückwerfen der Hitze aus der Flamme in einer Richtung nach
den anderen Teilen der Feuerungskammer bewirkt. Die Oberfläche der Wandung des Ringes
i hat keine Einlaßöffnungen und ist im wesentlichen glatt und poliert. Die Teile
2, 3 und .I, die den Rest der Feuerungskammer bilden, haben ebenfalls im wesentlichen
eine glatte Oberfläche, sind aber mit Einlaßöffnungen 8 versehen, durch die Sekundärluft
in die Feuerungskammer eingeführt werden kann.
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Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, durchbrechen die Einlaßschlitze die
Umfangswandung der Feuerungskammer unter einem Winkel sowohl zur tangentialen Richtung
als auch zur radialen Richtung. In tangentialen Richtungen wird vorzugsweise ein
Winkel von etwa 3o° angelegt, so daß die Sekundärluft durch die Öffnungen in einer
Richtung tangential zum Flammenkern zuströmt und
diesen auf einen
Durchmesser von zwei Drittel bis drei Viertel des inneren Durchmessers der Feuerungskammer
beschränkt, indem sie einen Sekundärluftschleier um die Flammen bildet, der im selben
Sinne wie die Flamme umläuft. Die Sekundärluft wird unter Druck den Hohlmänteln
9, io und i i zugeführt, die die feuerfesten Wandungsteile 2, 3 und q. umgeben,
wobei die Menge der Sekundärluft, die jedem Ring zugeführt wird, durch nicht dargestellte
Regelventile eingestellt wird, die die Zufuhr von Luft zu den Einlässen 1q. der
entsprechenden Hohlmäntel bemessen.
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Gemäß der Erfindung wird den unteren Teilen der Feuerungskammer eine
größere Menge von Sekundärluft zugeführt als den oberen Teilen. Dies kann entsprechend
der Fig. 2 dadurch erreicht werden, daß eine größere Anzahl von Einlaßschlitzen
für die Sekundärluft am Boden der Feuerungskammer als an ihrem oberen Teil vorgesehen
wird. Diese Anordnung wirkt der Neigung der Flammen entgegen, die sich unter ihre
axiale Lage in der Feuerungskammer zu senken, und sorgt für erhöhte Zufuhr von Sauerstoff,
um die vollständige Verbrennung von schwereren Brennstoffteilen zu fördern, die
infolge der Schwerkraft das Bestreben haben, in den unteren Bereich der Flammen
zu fallen. Diese Teile werden durch Maßnahmen nach der Erfindung in die Flammen
zurückgewirbelt.
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Die Verteilung der Einlaßöffnungen für die Sekundärluft ist nicht
gleichmäßig in bezug auf die lotrechte Axialebene, sondern in bezug auf eine geeignete
Axialebene, wie durch eine strichpunktierte Linie 15 in Fig.2 angedeutet wurde,
da die Sekundärluft nicht in radialer Richtung, sondern im wesentlichen in tangentialer
Richtung zuströmt und die Anordnung der Einlaßöffnungen so getroffen werden soll,
daß die Flammen nur in lotrechter Richtung getragen, aber nicht seitwärts verschoben
werden.