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Brenner für Staubfeuerungen.
Die Erfindung bezieht sich auf für Staubfeuerungen verwendete Brenner jener Art, bei denen durch tangential mit grosser Geschwindigkeit eingeblasene Sekundärluft ein um die Achse des Brenners rotierender Kohlenstaubluftwirbel erzeugt wird, der vollständig von Sekundärluft ummantelt ist, und besteht im wesentlichen darin, dass die Einführung des Brennstaubes oder eines Gemisches von Brennstaub mit andern Brennstoffen oder mit Luft vor dem Boden des Brenners und parallel zu diesem in Form eines dünnen Querschleiers erfolgt, der von hinter dem Querschleier eingeführter Sekundärluft erfasst und vorwärts in den Bereich der tangential einströmenden und die Wirbelbewegung erzeugenden Sekundärluft gedrängt wird.
Weitere Teile der Erfindung betreffen insbesondere die Ausbildung des den Sekundärluftraum des Brenners umgebenden Aussenmantel und die Anordnung der verschiedenen Zuleitungen an dem Brenner.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes beispielsweise
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durch eine Leitung 4 zugeführt, die in eine den Brenner umgebende Ringleitung 5 einmündet. Aus dieser tritt der Brennstoff durch eine Schlitzdüse 6 oder durch mehrere solcher Düsen in Form eines im wesentlichen radial nach innen gerichteten Schleiers aus.
Hinter diesem Brennstoffschleier mündet eine Luftzuführungsleitung 7, die zweckmässig mit einer Regelklappe 8 versehen ist und die in eine den Brenner umgebende Ringleitung 9 einmündet, von der aus eine Reihe von Öffnungen 10 in das Innere des Brenners hineinführen, die durch Klappen 11 (vgL Fig. 2) einstellbar sind. Durch entsprechende Verstellung der Klappen kann man die Richtung und die Menge der eintretenden Luft ändern und regulieren, so dass z. B. alle aus der Ringleitung 9 in den Brenner eintretenden Luftströmungen tangential oder im wesentlichen tangential in diesen einströmen und, im Innern des Brenners einen ausgeprägten Luftwirbel bildend, den vor ihnen befindlichen Brennstoffschleier erfassen, sich mit ihm in Form eines Luftbrennstoffwirbels vereinigen und diesen vorwärts drängen.
Die Wirbelbewegung und die Verbrennung des Brennstoffluftwirbels wird dann weiter durch an sich bekannte, tangential in die Brennkammer einmündende Luftströme vor dem Brennstoffschleier verstärkt. Zu diesem Zweck ist der vordere Teil des Brenners mit Luftzuführungsschlitzen 12 versehen sowie mit einem Gehäuse 13 umgeben, in das Sekundärluft unter beliebigem Druck und in beliebiger Menge eingeführt werden kann. Eine auf die beschriebene Weise erzeugte Flamme zeigt beim Austritt aus dem Brenner das Bestreben, sich sofort fächerartig stark auszubreiten, eine Erscheinung, welche die Leistung der Flamme und ihre Temperatur beeinträchtigt. Um die Flamme zusammenzuhalten und in ihrer Form regulieren zu können, wird nach der Erfindung durch einen in der Nähe der Brennermündung, z.
B. unmittelbar vor dem Brenner, liegenden Ringspalt 14 ein radial nach innen gerichteter oder schwach konisch nach aussen gerichteter Luftmantel zugeführt. Mit Hilfe dieses Luftmantels ist
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bestehenden Brennstoffschleier in unmittelbarer Nähe der Zündflamme 3 ein besonders zündfähiges Gasgemisch, durch dessen Vorhandensein die Zündung des eigentlichen Brennstoffscleiers auf dem ganzen Querschnitt des Brenners aufs beste gewährleistet ist.
Eine für den Betrieb besonders praktische Ausführung der Brennerkonstruktion ergibt sich da-
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bestehen bleiben, zwischen denen die Sekundärluft hindurchströmt, um in tangentialer Richtung in den Innenraum des Brenners einzutreten. Diese keilförmigen Stücke können jederzeit leicht ausge- wechselt werden, ohne dass eine längere Stillsetzung des Brenners und eine Beseitigung und Ergänzung grösserer Teile der Brennerwandung erforderlich wäre.
Um diese Auswechslung sowie die Besichtigung und Ausbesserung des Brenners noch besonders zu erleichtern, kann der Boden des Brenners entsprechend der Fig. 3 in Form einer aufklappbaren Haube 23 ausgebildet sein, die um das Scharnier 24 drehbar ist. An der Haube befindet sich ein Stutzen 25, an den die Zuführungsleitungen für den Brennstoff oder das Brennstoffluftgemisch angeschlossen werden. Ferner ist in die Haube ein Rohr 26 eingelassen, das zur Zuführung einer Zündflamme, z. B. eines Öl- brenners, dient. Die Zündung der Flamme erfolgt z. B. mit Hilfe eines Zündloches 27, das nach erfolgter Zündung der Flamme mit einem Bolzen od. dgl. verschlossen werden kann. Während des Betriebes kann die geschlossene Haube 23 z.
B. mit Hilfe von Verschraubungen 28 an das Gehäuse 17 angeschlossen werden. Die zuletzt beschriebene Brenneranordnung eignet sich besonders für grosse Einheiten und für Anlagen, bei denen mehrere Brenner nebeneinander in Betrieb gehalten werden. In solchen Fällen bietet es eine wesentliche Vereinfachung des Betriebes, etwa schadhaft gewordene Teile der Brennerwandung in einfachster und billigster Weise durch Ersatz der schadhafte Keilstücke auszuwechseln. Nach Fig. 6, 7 und 8 ist der den Brennerkörper umgebende Mantel nach aussen vollständig glatt gestaltet, und es sind sowohl die Kohlenstaubzuführungen wie die Zuführungsleitungen für Sekundärluft ausschliesslich am Boden des Brenners angeordnet.
Dies hat den Vorteil, dass der Brenner ohne weiteres auch bei schon bestehenden Anlagen derart angeordnet werden kann, dass man ihn, ohne eine besondere Brennkammer vorzusehen, in die Aussenwandung der Feuerung, gleichgültig welche Stärke diese besitzt, an beliebiger Stelle einschiebt und einmauert. Im einzelnen bezeichnet hier 29 die Aussenmauerung der Feuerung, in welche der Brenner eingeschoben wird. Der Brenner selbst besteht aus einem feuerfesten Körper 30, der mit tangential gerichteten Öffnungen 31 für den Eintritt der Sekundärluft versehen ist. Der Brennkörper 30 ist vollständig von einem Sekundärluftraum 32 umgeben, der von einem nach aussen glatt gestalteten Mantel 33 abgeschlossen ist.
Am Boden des Brenners ist leicht lösbar eine Haube 4 angeordnet, welcher mittels einer Leitung 35 und des Vorraumes 36 Sekundärluft zugeführt wird. Der zu verfeuernde Staub wird vermittels einer durch das Innere der Haube 34 hindurchtretenden Leitung. 37 eingeführt. Zur Aufnahme der Leitung 37 ist zweckmässig am Boden des Brennerraumes ein aus feuerfestem Material bestehendes Einsatzstück 38 vorgesehen, das mit einer Armatur 39 verstärkt ist, welche die Mündung der Leitung 37 aufnimmt und mit Hilfe von radial gerichteten Rippen und des ringförmigen Flansches 40 zum Anschluss der Haube 34 an den Brennermantel 33 dient.
Auch in diesem Falle ist vor der Brennermündung ein feuerfestes Vorsatzstück 41 vorgesehen, das mit dem Brennerzylinder 30 einen Ringspalt 42 bildet, aus welchem ein kegelförmiger Sekundärluft- mantel ausströmt, der die Kohlenstaubflamme zusammenhält und sie wesentlich verkürzt.
Die Zündung im Brenner kann vorteilhaft so erfolgen, dass eine Zündflamme im Boden des Brenners selbst angeordnet ist, wobei zweckmässig zum Betrieb der Flamme Brennstoffe, z. B. Gase oder zerstäubte Flüssigkeiten oder feinverteilter Brennstoff von ausserordentlich hoher Brenn-oder Explosionsgesehwindig- keit benutzt werden. Diese Zündflamme bildet innerhalb des sie umgebenden Kohlenstaubluftwirbels einen glühenden Kern, von dem auch die Zündung schnell nach den äussersten Schichten des Brennstaubes fortschreitet.
Dabei kann man die Zündung und Verbrennung der die äusseren gröberen Teile enthaltenden Schichten wesentlich dadurch fördern, dass man die zugeführte Sekundärluft auf aussergewöhnlich hohe, 500 C übersteigende Temperatur, zweckmässig auf etwa 7000 C, vorerhitzt. Auf diese Weise ergibt sich eine zweifache Zündung des Kohlenstaubes, einmal von innen durch den glühenden Kern der Zündflamme und weiter von aussen unter Einwirkung der hocherhitzte Sekundärluft. Dabei kann gegebenenfalls auch mit entsprechend hoher Vorwärmtemperatur des primären Kohlenstaubluftgemisehes bis nahe zur Zündtemperatur desselben gearbeitet werden.