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Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkesselbrenner für stückellgen Brennstoff mit einer nach oben offenen, von unten mit dem Brennstoff beschickbaren Brennstoffaufnahme, die an eine Primärluftzuführung angeschlossen ist und einen sich in einem Abschnitt nach oben erweiternden, die Brennstoffaufnahme umschliessenden Aufsatz für eine Sekundärluftführung trägt.
Bei Heizkesseln für stückeligen Brennstoff ist es bekannt (AT 402 850 B), in einem Brennraum einen Brenner mit einer topfartigen Brennstoffaufnahme vorzusehen, die über einen Schneckenforderer mit Brennstoff beschickt wird, der im durch die Brennstoffaufnahme gebildeten Schacht nach oben gefördert wird und im Bereich der Topföffnung einen Glutstock bildet Durch das Nachfördern von Brennstoff im Ausmass des Abbrandes wird ein im wesentlichen gleichbleibender Glutstock erhalten, wobei die gebildete Asche über den Topfrand des Brenners in einen unterhalb des Brenners vorgesehenen Ascheraum abgeschieden wird. Die Primärluft für die Verbrennung wird durch die Brennstoffaufnahme dem Glutstock von unten zugeführt. Zur Sekundärluftzuführung kann ein sich nach oben erweiternder, ringförmiger Aufsatz auf die Brennstoffaufnahme aufgesteckt werden.
Dieser Aufsatz ist doppelwandig ausgebildet und im erweiterten Bereich mit Durchtrittsöffnungen für die Sekundärluft versehen, mit deren Hilfe eine gute Nachverbrennung der Rauchgase angestrebt wird. Die über den ringförmigen Aufsatz zugeführte Sekundärluft wird allerdings von den Rauchgasen nach aussen verdrängt, so dass die Verwirbelung der Sekundärluft mit den Rauchgasen mangelhaft bleibt Es wird daher mit Abstand oberhalb des Aufsatzes im Brennraum ein zylindrischer Doppelmantel angeordnet, über den dem Rauchgasstrom zusätzliche Sekundärluft zugeleitet wird.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Heizkesselbrenner für stückeligen Brennstoff der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass eine vorteilhafte Nachverbrennung der Rauchgase mit einer Sekundärluftzuführung im Bereich des Brenners sichergestellt werden kann.
Die Erfindung lost die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Aufsatz eine Leiteinrichtung für Gasströmungen mit einem oberen, sich nach oben verjüngenden Abschnitt bildet, der sich an den unteren, nach oben erweiternden Abschnitt anschliesst, und dass in der Leiteinrichtung Aschedurchtntts- öffnungen vorgesehen sind.
Durch das Zusammenwirken eines unteren nach aussen geneigten und eines oberen einwärts geneigten Abschnittes einer Leiteinrichtung für die sich im Bereich des Glutstockes unter dem Einfluss der zugeführten Sekundärluft ausbildenden Gasstromungen wird eine innige Verwirbelung der Rauchgase mit der eingeblasenen Sekundärluft erzwungen, weil Gasströmungen, die nach aussen gegen den sich nach oben verjüngenden Abschnitt gedrängt werden, zu der nach oben gerichteten Gashauptströmung zurückgeführt werden, was eine weitere Vermischung der Gasströme bedingt Durch diese einfache, vorzugsweise bloss auf die Brennstoffaufnahme aufgesetzte Leiteinrichtung können somit vorteilhafte Nachverbrennungsbedingungen geschaffen werden, so dass im allgemeinen auf eine zusätzliche Sekundärluftzufuhr oberhalb des Brenners verzichtet werden kann.
Um durch den sich nach oben verjüngenden Abschnitt der Leiteinrichtung die Ascheabscheidung nicht zu behindern, müssen in der Leiteinrichtung entsprechende Aschedurchtrittsöffnungen vorgesehen sein, deren Lage und Grösse an die von der Konstruktion der Brennstoffaufnahme abhängige Glutstockausbildung unter Berücksichtigung der durch die Sekundärlufteinblasung mitbestimmten Strömungsverhältnisse anzupassen sind.
Die Sekundärluft kann über die zumindest bereichsweise doppelwandig ausgebildete Leiteinrichtung in den von der Leiteinrichtung umschlossenen Bereich eingetragen werden. Einfachere Konstruktionsverhältnisse ergeben sich allerdings, wenn in der Leiteinrichtung wenigstens eine quer zum Rauchgasstrom gerichtete Sekundärluftdüse mündet Wegen des Einsatzes der erfindungsgemässen Leiteinrichtung bedarf es nämlich keiner über den Umfang der Leiteinrichtung verteilten Sekundärluftzuführung. Es reicht in vielen Fällen bereits eine einzige quer zum Rauchgasstrom gerichtete Sekundärluftdüse aus, die in die Leiteinrichtung ragt.
Die durch diese Sekundärluftdüse bedingte Gasströmung findet nämlich in dem der Düse gegenüberliegenden Umfangsabschnitt der Leiteinrichtung eine Prallfläche, die für die entsprechende Strömungsverteilung in Umfangsnchtung sorgt Die Sekundärluftzuführung uber wenigstens eine quer zum Rauchgasstrom gerichtete Düse kann auch zu einer über den Umfang ungleichmässig ausgebildeten Leiteinrichtung führen, so dass die gegensinnig geneigten Abschnitte der Leiteinrichtung beispielsweise auf Umfangsbereiche beschränkt werden können, die sich an die der Sekundärluftdüse gegenüberliegen-
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den Prallfläche der Leiteinrichtung anschliessen.
Die über den Umfang der Leiteinrichtung ungleichmässige Ausgestaltung des Aufsatzes wird vor allem dann zum Einsatz kommen können, wenn die Grundform der Brennstoffaufnahme von der Kreisform abweicht und beispielsweise eine ausgeprägte Längserstreckung erfährt.
Da die Abtrennung der Asche aus dem Glutstock durch die den Glutstock umschliessende Leiteinrichtung beeinflusst wird, ist eine Ausgestaltung der Leiteinrichtung anzustreben, die das Abscheiden der anfallenden Asche durch die Aschedurchtrittsöffnungen der Leiteinrichtung erleichtert. Zu diesem Zweck kann der untere Abschnitt der Leiteinrichtung eine flachere Neigung als deren oberer Abschnitt aufweisen. Der flacher geneigte untere Abschnitt behindert die nach aussen gerichtete Aschenbewegung kaum, während der steilere obere Abschnitt die vorteilhafte Umlenkung der gegen ihn gedrängten Gasströmungen gegen den Gashauptstrom unterstützt. Die Aschedurchtrittsöffnungen sind daher im Übergangsbereich des unteren zum oberen Abschnitt der Leiteinrichtung anzuordnen, vorteilhaft im oberen Abschnitt, und zwar im unmittelbaren Anschluss an den unteren Abschnitt.
Damit der Durchgang der Asche durch die Aschedurchtrittslöcher ohne Stauwirkung sichergestellt werden kann, ist für entsprechende Querschnitt der Durchtrittsöffnungen zu sorgen. Besonders vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn die Aschedurchtrittsöffnungen als im wesentlichen horizontal verlaufende Schlitze in der Leiteinrichtung ausgebildet sind. Durch unterschiedliche Schlitzbreiten lassen sich auf unterschiedliche Strömungseinwirkungen beruhende unterschiedliche Ascheabscheidungsraten über den Umfang der Leiteinrichtung berücksichtigen und ausgleichen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 einen erfindungsgemässen Heizkesselbrenner in einem schematischen Längsschnitt,
Fig. 2 diesen Brenner in einem Schnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 1 und
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-111 der Fig 1.
Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet der Heizkesselbrenner eine Baueinheit, die in eine Durchführung einer Kesselwand eingesetzt wird. Diese Baueinheit umfasst einen in Förderrichtung ansteigenden Schneckenförderer 1, eine an das obere Austragsende 2 des Schneckengehäuses anschliessende Brennstoffaufnahme 3, die an eine Primärluftzufuhr 4 angeschlossen ist, eine Sekundärluftdüse 5, die mit der Primärluftzufuhr 4 an ein gemeinsames Gebläse angeschlossen ist, und eine elektrische Zündeinrichtung 6 Im Boden 7 der Brennstoffaufnahme 3 mündet das über die Förderschnecke 8 hinaus verlängerte Austragsende 2 des Schneckengehäuses, wobei sich wegen der ansteigenden Schneckenführung eine ellipsenformige Mündungsöffnung 9 ergibt,
die allerdings im Bereich des in Förderrichtung hinteren Endes durch eine an das Austragsende 2 im Mündungsbereich angesetzte Manschette 10 zu einem rechteckigen Ausschnitt erweitert ist. Entlang der Längsseiten der Mündungsöffnung 9 weist die Brennstoffaufnahme 3 zwei von einem umlaufenden Randabschnitt zur Mündungsöffnung 9 hin abfallende Wandabschnitte 11auf, die mit schlitzförmigen Durchtrittslöchern 12 versehen sind Im Bereich der in Förderrichtung vorderen Schmalseite der Mündungsöffnung 9 ragt vom Boden 7 ein vertikaler Wandabschnitt 13 auf, der ebenfalls schlitzförmige Durchtrittsöffnungen 14 bildet Die sich zwischen den Wandabschnitten 11 und 13 um die Mündungsöffnung 9 ergebende Brennstoffmulde wird im Bereich des hinteren Randes der Mündungsöffnung 9 durch einen zum Wandabschnitt 11 parallelen Wandabschnitt 15 begrenzt,
der jedoch keine Luftdurchtrittsöffnungen aufweist, sondern von der Zündeinnchtung 6 durchsetzt wird. Da die Wandabschnitte 11,13 und 15 einen die Brennstoffaufnahme 3 umschlie- #enden Hohlraum 16 begrenzen, kann über diesen Hohlraum 16 der Brennstoffaufnahme 3 Primärluft zugeführt werden. Zu diesem Zweck sind im Bereich des Hohlraumes 16 im Boden 7 der Brennstoffaufnahme 3 Anschlussstutzen 17 für die Primärluftzufuhr 4 vorgesehen.
Der sich im Bereich der Brennstoffmulde zwischen den Wandabschnitten 11, 13 und 15 bildende Glutstock wird über den Schneckenförderer 1 im Masse des Abbrandes mit Brennstoff versorgt, so dass während des Betriebes mit einem im wesentlichen gleichbleibenden Glutstock gerechnet werden kann. Die aus der Vergasungszone des Glutstockes aufsteigenden Rauchgase werden über die Sekundärluftdüse 5 zur Nachverbrennung mit Sekundärluft gemischt.
Um eine innige Vermischung der Rauchgase mit der Sekundärluft sicherstellen zu können, ist auf die Brennstoffaufnahme 3 eine Leiteinrichtung 18 aufgesetzt, die zwischen ebenen Stirnwänden 19 und 20 gegensinnig geneigte Abschnitte 21 und 22 aufweist Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die unteren Abschnitte 21 sich nach oben erweitern, während die daran anschliessenden oberen
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Abschnitte 22 sich nach oben verjüngen, wie dies insbesondere den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann Unmittelbar im Anschluss an die auswärts geneigten unteren Abschnitte 21 weisen die einwärts geneigten oberen Abschnitte 22 schlitzartige Aschedurchtrittsöffnungen 23 auf.
Durch die oberhalb der Vergasungszone vorgesehene Sekundärluftdüse 5, die die Stirnwand 20 der Leiteinrichtung 18 in einer Ausnehmung 24 durchsetzt, wird Sekundärluft quer zum Rauchgasstrom gegen die gegenüberliegende Stirnwand 19 der Leiteinrichtung 18 geblasen, die somit eine Prallfläche für die entstehende Querstromkomponente der Gasströmung bildet. Diese Teilströmung wird daher umgelenkt und zum Teil seitlich in den Bereich der gegensinnig geneigten Abschnitte 21 und 22 geführt wird, wo sie mit den seitlich gegen diese Abschnitte 21 und 22 nach aussen gedrängten Gasströmungen verwirbelt und entlang der einwärts geneigten Abschnitte 22 gegen den aufsteigenden Gashauptstrom zurückgeführt wird, was eine innige Vermischung der Sekundärluft mit den Rauchgasen zur Folge hat. Die Rauchgase können folglich einer vorteilhaften Nachverbrennung unterworfen werden.
Der sich bildende Ascheanteil kann über die Aschedurchtrittsöffnungen 23 aus dem Brenner ausgetragen werden, wobei eine entsprechend flache Neigung der unteren Abschnitte 21 der Leiteinrichtung 18 diesen Ascheaustrag unterstützt. Für die Umlenkungen der Gasströmungen im Bereich der oberen, einwärts gerichteten Abschnitte 22 ist allerdings ein steilerer Neigungswinkel von Vorteil.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
So könnte die Beschickung des Heizkesselbrenners in herkömmlicher Weise über eine horizontale Förderschnecke erfolgen. Ausserdem könnte die Brennstoffaufnahme 3 kreiszylindrisch ausgebildet sein Auch hinsichtlich der Leiteinrichtung 18 sind unterschiedliche Ausführungsformen möglich, insbesondere im Hinblick auf die Verteilung der gegensinnig geneigten Abschnitte 21 und 22 über den Umfang der Leiteinrichtung 18. Die Anordnung der gegensinnig geneigten Abschnitte 21 und 22 hängt vor allem von der Art der Sekundärluftzuführung ab.
PATENTANSPRÜCHE:
1.Heizkesselbrenner für stückeligen Brennstoff, mit einer nach oben offenen, von unten mit dem Brennstoff beschickbaren Brennstoffaufnahme, die an eine Pnmärluftzuführung ange- schlossen ist und einen sich in einem Abschnitt nach oben erweiternden, die Brennstoff- aufnahme umschliessenden Aufsatz für eine Sekundärluftführung trägt, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Aufsatz eine Leiteinrichtung (18) für Gasströmungen mit einem oberen, sich nach oben verjüngenden Abschnitt (22) bildet, der sich an den unteren, nach oben erweiternden Abschnitt (21) anschliesst, und dass in der Leiteinrichtung (18) Aschedurch- trittsöffnungen (23) vorgesehen sind.