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'Verfahren und Vorrichtung zur Vorbereitung von pulverförmigem Brennstoff
für die Verbrennung. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Vorbereitung von pulverförmigem Brennstoff für die Verbrennung durch Einführung
von Zusatzdruckluft in einen Strom des Vorgemisches von Brennstoff und Luft vom
Strominnern aus. Sie besteht darin, daß der anfängliche "v'orgeinischstrom in eine
Mehrzahl von Strömen geteilt wird, welche von der Bewegungsrichtung des Anfangsstromes
radial nach außen geleitet, gesammelt und in einen zylindrischen Strom überführt
«-erden, in welchen die Zusatzluft in vielen zur Strömungsrichtung des Gemisches
quergerichteten Strahlen eingeleitet wirrt. Die Vorrichtung zur Ausführung dieses
Verfahrens, die mit einer oder mehreren konzentrisch in einer oder mehreren Brennstoffleitungen
angeordneten Luftleitungen versehen ist, besitzt demgemäß an der Umfangsfläche der
Luftleitung eine Anzahl von Öffnungen, durch welche Luftstrahlen radial nach außen
in die Brennstoffleitung bzw. -leitungen abgegeben werden können.
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In den Zeichnungen, welche die Ausführungsform einer derartigen Vorrichtung
getnäß der Erfindung beispielsweise wiedergeben, bedeutet: A.bb. i einen senkrechten
Schnitt durch eine Vorrichtung zur Ausführung des neuen Verfahrens, Abb. 2 eine
Seitenansicht, von links aus gesehen, Abb. 3 eine Seitenansicht der Austrittstülle
und des Mischraumes, Abb. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Abb. i.
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Der pulverisierte Brennstoff gelangt aus dem Kohlentrichter 5 nach
unten zu einer Transportschraube ö, welche auf der Welle 8 sitzt und in einem zylindrischen
Gehäuse 7 arbeitet. Der Antrieb erfolgt von einem Motor g aus durch Vermittlung
einer Welle i i, welche eine mit einem auf der Welle 8 gelagerten Schneckenrad in
Eingriff stehende Schnecke treibt.
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Schnecke und Schneckenrad sind in dem Gehäuse 12 untergebracht.
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Wenn der pulverisierte Brennstoff durch die Transportschnecke nach
links befördert wird (Abb. i), wird er zuerst einem Luftstrom ausgesetzt, der durch
ein Rohr 13 in das Gehäuse 7 geführt wird. Ein in der Zeichnung nicht veranschaulichtes
Gebläse ist an das Rohr 13 angeschlossen und versieht den Brennstoff mit
dem unter dem erforderlichen Druck stehenden Luftstrom. Luft und Brennstoff wandern
zusammen weiter nach links (Abb. i) in einen horizontal angeordneten zylindrischen
Teil 14, dessen offenes Ende in der Bahn der Luft und des Brennstoffes liegt. Dieser
Teil ist am Umfang mit Öffnungen 15 versehen, durch welche die Luft und der
Brennstoff radial nach außen, rechtwinklig zu ihrer ursprünglichen Laufrichtung,
abgegeben
werden. Diese Richtungsänderung in Verbindung mit der
Teilung in kleine Ströme, welche durch .die CSffnungen nach außen verlaufen, vermischen
Luft und Brennstoff in hohem Maße, und diese Vermischung wird durch die Drehung
des Teiles 1.4 noch gesteigert. Dieser Teil ist auf der Welle 8 gelagert und läuft
mit ihr um (Abb. i), so daß Brennstoffklumpen herumgeworfen und zerkleinert werden,
bis sie so weit pulverisiert sind, daß sie durch die Öffnungen 15 hindurchdringen
können. Durch Änderung der Transportschranbengeschwindigkeit kann die Menge des
der 1# euerung zugeführten Brennstoffes geregelt werden. Mitunter ordnet man den
Siebteil 1.1 feststehead all, anstatt ihn drehbar auf der Welle zu lagern. Die Luftmenge,
welche durch das Rohr 13 zugeleitet wird, ist gewöhnlich ungefähr die Hälfte der
in dem Verbrennungsraum erforderlichen Menge. Der Zweck dieses Teiles der 1:'orrichtung
ist, die Kohlenmenge zu regeln .und die Kohle so gründlich wie möglich mit der in
diesem Stadium zugeführten Luft zu vermischen.
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Nachdem der Brennstoffluftstrom durch den SieUeil 1.4 hindurchgelangt
ist, fließt er durch den Kanal 16 nach unten in einen Brenner oder Mischer 17. Dieser
Mischer besitzt zylindrische Gestalt und besteht aus mehreren, iin vorliegenden
Falle vier, konzeiltrisch angeordneten Zylindern 18, 19, 21, 22. Diese vier Zylinder
bilden vier Leitungen oder Kanäle 23, 24., 25, 26, doch kann natürlich die
Zahl der Zylinder und der von ihnen gebildeten Kanäle je nach den Erfordernissen
des besonderen Falles vergrößert oder verkleinert werden. Die Leitungen 23 und 25
sind die Brennstoffkanäle, durch welche das von dem Siebteil 15 kommende Breilnstoffluftgemisch
von dem einett Mischerende zum andern gelangt. Die Kanäle 23 und 25 stehen durch
eine Reihe kleiner, am linken Mischerende vorgesehener Rohre 27 miteinander in Verbindung
(Abb. i und d.). Die Kanäle 26 und 2.1 sind Luftkanäle und stehen um die Rohre 27
herum miteinander in Verbindung (Abb. i). Luft unter Druck wird den Leitungen 24
und 26 von einem Gebläse oder einem Kompressor beliebiger Konstruktion -am besten
demselben, an den das Rohr 13 angeschlossen ist - zugeführt durch Verinittlung einer
Rohrleitung, «-elche bei 28 an das linke Ende des Mischers angeschlossen wird. Die
rechten Eikien der Leitungen 25 und 2d sind bis auf einige Tragripgell 29 offen,
welche die rechten Enden des Zylinders abstützen, während das rechte Ende der Kammer
24 durch einen Ring 31 verschlossen ist.
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Brennstoff und Luft «erden von dem Siebteil 15 durch den Kanal i6
an das linke sende des Mischers befördert. Hier wird der Strom geteilt und fließt
in zwei hohlzylindrischen Strömen durch die Leitungen 23 und 25. In die Leitungen
26 und 24. strömt von links her durch das Kupplungsstück 18 hindurch Luft unter
Druck. Die Leitung 26 ist mit einer Reihe von am Umfang angeordneten Löchern 32
versehen, welche gegeneinander versetzt sind, und die in der Leitung 26 unter Druck
strömende Luft wird durch diese Öffnungen hindurch quer zur Leitung 25 nach außen
abgegeben. Die Luft entweicht durch diese c >trnungen in Gestalt radial angeordneter
Strahlen, welche quer zur Bahn des Brennstoffs und der Luft geschleudert werden,
die durch den Kanal 25 fließen. Wenn diese Strahlen auf die A.,ußenwände der Leitung
25, d. h. auf die Innenflächen des Zylinders 21 auftreffen, werden sie abgelenkt
und aufgelöst und erzeugen. dadurch Querströme und \\'irbel, welche die Brennstoifteilchen
noch weiter und gründlich scheiden und, gleichmäßig mit der Luft vermischen.
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Die Außenw andungen der Kammer 2.1. sind gleichfalls mit Strahlenöffnungen
33 versehen, durch welche Luftstrahlen radial nach außen in die t,eitung 23 geirienen
werden. Diese Strahlen, welche durch die Bah.i des fließenden Brennstoffluftstromes
getrieben und bei ihrem Auftreffen auf die Außenwände der Kammer 23 abgelenkt und
aufgelöst werden, scheiden die Brennstoffteilchen und mischen sie gründlich mit
der Luft, so daß ein gleichmäßiges Gemisch voll Brennstoff und Luft gesichert wird.
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Es ist ferner der Brennstoff in diesen ringförmigen Kanälen unter
vermindertem Druck, da die O_uerschnittsfläche der Brennstoffkanäle 23 und 25 größer
ist als die des Kanales 16. Infolge .dieser Druckverringerung werden die Brennstoffströme
in diesen Kanälen verdünnt oder ausgedehnt, und wenn die Luftstrahlen, welche infolge
der Maßverhältnisse des Kanales, durch welchen die Luft geleitet wird, unter höherem
Druck sind, in diese verdünnten Brennstoffströme geblasen werden, dehnen sie sich
schnell in den Brennstoffkanälen aus und bewirken so den günstigsten Zustand zur
Vermischung der Luft mit dem Brennstoff. Diese Vermischung erfolgt also nicht nur
durch die direkte Einwirkung der Strahlen, sondern auch durch die Wirbel und Querströme,
welche infolge des Aufpralles der Strahlen und des Querschießens .der Ströme in
diesen Kanälen erzeugt werden, in vollkommener Weise. Es ist ferner der hohle Brennstoffluftstrom
am Umfang dünner als in der .litte. Die radial austretenden Luftstrahlen treffen
deshalb fortgesetzt um so weniger
Widerstand an, je weiter sie durch
den Strom hindurchgelangen. Dies ergibt eine vergrößerte Ausdehnung der Strahlen
über die normale Ausdehnung hinaus, «selche gemäß (len Gesetzen von der Expansion
von aus kleinen Öffnungen austretenden Strömen aufritt, verursacht eine vorschreitende
Vermischung der Luft und des Brennstoffes in der Vorrichtung und erleichtert die
vollkommene Mischung.
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Die beiden hohlen Brennstoffluftströme treten nach ihrem Austritt
aus den rechten Enden der Leitungen 23 und 25 in ein allmählich abnehmendes Kopfstück
34., (las sich im Querschnitt nach und nach verringert und am Ende mit dem Auslaßstutzen
35 verbunden ist, welcher in den Verbrennungsrauen mündet (Abb.3). Dieser Auslaßstutzen
ist flach und im Verhältnis zur Höhe recht breit, so daß der austrete;ide, gründlich
vermischte Brennstoffluftstrom in einem wesentlich flachen Strahl in den Verhrennungsraum
abgegeben wird. Das rechte Ende des inneren Luftzvlinders 22 ist gleichfalls verjüngt
und läuft in eine Düse 37 aus, welche einen Luftstrahl in den ausfließenden Brennstoffluftstrom
längsweise einführt in Richtung auf -las Mündungsstück, so <laß der Brennstoff
weiterhin mit der Luft vermischt und aufgelöst wird. Dieses Mischen wird auch durch
die Gestalt des sich verjüngenden Kopfstückes 3.1. erleichtert, welches für die
Erzeugung von ()uerströnien und Wirbeln ausgebildet ist, die eine gründliche Vermischung
von Luft und Brennstoff herbeiführen.
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Es ist aus vorstehendem klar, daß dadurch, daß man Brennstoff und
Luft v eranlaßt, in bestimmten festgelegten Richtungen zu wandern und in die Brennstoffluftströme
Luftstrahlen unter Druck radial nach außen vortreibt, welche Querströme und Wirbel
erzeugen,man dem Verbrennungsraum die ganze Luft liefern kann, die notwendig ist,
um die Verbrennung des Brennstoffes bei den erforderlichen T einperaturgraden durchzuführen,
und daß inan den Brennstoff in fein verteiltem Zustand abgeben kann, in dem jedes
Teilchen von den anderen Teilen getrennt und von der zu seiner \'erlirennting notwendigen
Luftmenge umgeben ist. Da die Luftmenge urd die Brennstoffmenge geändert und aufs
genaueste geregelt werden können, kann eine richtige -Mischung bequem gesichert
und genau erhalten werden. Diese Mischung ist derart, daß im Verbrennungsraum eine
augenblickliche Verbrennung entsteht, durch welche die Asche in leichtflüssige Schlacke
und gänz feines unschmelzbares Pulver geschieden wird.