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Lotrechte, zylindrische Schmelzkammer Die Erfindung betrifft eine
aus Kühlrohrwänden bestehende lotrechte zylindrische Schmelzkammer mit zentralem
Schlackenabfluß und einer konzentrischen, die Decke durchdringenden Feuergasaustrittsröhre,
deren Kühlrohre im unteren Teil als radiale Rohrtafeln. ausgebildet sind und im
weiteren Verlauf als Rohrbündel den Boden durchdringen, und besteht darin, daß die
radialen Rohrtafeln zweischenkelig in der Weise ausgebildet sind, daß, vom unteren
Ende der Feuergasaustrittsröhre ausgehend, der eine Schenkel radial nach innen,
der andere achsparallel oder senkrecht zum Boden verläuft.
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Aus Kühlrohrwänden bestehende lotrechte prismatische oder zylindrische
Schmelzkammern mit einer konzentrischen, die Decke durchdringenden Feuergasaustrittsröhre
sind bekannt, deren Kühlrohre im unteren Teil in Bündel zusammengefaßt sind, welche
in Form von quer zur Drallströmung stehenden Rohrtafeln den Boden der Schmelzkammer
durchdringen. Diese Rohrbündel haben einerseits die Aufgabe, den Kühlrohren der
Feuergasaustrittsröhre das Kühlwasser zuzuleiten, andererseits die Feuergasströmung
zu beeinflussen, indem sie den den Feuergasen infolge der mehr oder weniger tangentialen
Anordnung der Luftdüsen erteilten Drall verstärken oder schwächen sollen. Um den
Drall wirksam zu beeinflussen, sind verhältnismäßig große Prall- bzw. Leitflächen
erforderlich. Sie bewirken auch eine unerwünscht starke Abkühlung der Feuergase,
welche bei Teillast den Schlackenfluß gefährden kann. Es ist daher schon vorgeschlagen
worden, die Zuflußrohre für die Feuergasaustrittsröhre als konzentrische Rohrsäule
durch die Schlackenabflußöffnung bis zur Feuergasaustrittsöffnung zu führen und
dort fächerförmig in die Wände der Feuergasaustrittsröhre überzuführen. Diese Lösung
hat den Nachteil, daß die Rohre durch den Schlackenschacht geführt werden müssen,
wo sie den Abfluß der Schlacke ungünstig beeinflussen. Außerdem kann mit dieser
Anordnung der Drall erst bei Eintritt in die Feuergasaustrittsröhre zerstört werden.
Der in der Trombe wirkende Unterdruck behindert daher den Schlackenabfluß und begünstigt
den übertritt von kühlen Wasserdampfschwaden aus dem unter dem Schlackenabfluß befindlichen
Wassertrog in die Brennkammer, wodurch die Schlacke abgekühlt wird.
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Durch die Aufteilung der Kühlfläche der Rohrtafeln auf zwei Schenkel
wird einerseits der Drall bereits am Boden der Schmelzkammer zerstört, so daß über
dem Schlackenloch kein Sog herrscht, andererseits werden aber die Schlacke und die
Feuergase nur mäßig abgekühlt. Als Schlackenfangrost wirken hauptsächlich die radialen
Schenkel, welche entsprechend bemessen werden können. Zugleich bringen diese Schenkel
die durch das Aufeinanderprallen stark verwirbelten Gasströme in eine laminare,
achsparallele Strömung.
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Die vorgeschlagene Ausbildung der Rohrtafeln birgt in sich den Vorteil,
daß eine elastische Formgebung möglich ist, welche dazu dienen kann, die Wärmebewegungen
zwischen Schmelzkammerboden und Feuergasaustrittsröhre auszugleichen.
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Die radialen Schenkel nähern sich einander nach der Achse zu, wodurch
die Breite des Feuergasweges in unerwünschter Weise verengt werden könnte. Dies
kann vermieden werden dadurch, daß diese Schenkel ungleiche radiale Länge erhalten,
so daß nur einzelne bis zur Mitte reichen. Die Knotenbildung in Achsnähe kann ferner
vermieden werden dadurch, daß die radialen Schenkel in Teile einer zur Feuergasaustrittsröhre
konzentrischen Zylinderfläche übergehen. Auch hierzu müssen nicht alle Rohrtafeln
benutzt werden.
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Damit die Umlenkung der Feuergase nicht zu schroff erfolgt, kann die
Bodenfläche der Schmelzkammer von außen bis zu den achsparallelen Schenkeln der
Rohrtafeln spitzkegelig, von dort nach innen zu stumpfkegelig geneigt sein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt A b b.1 eineu. lotrechten Schnitt durch eine gemäß der Erfindung
ausgestaltete Schmelzkammer und A b b. 2 einen waagerechten Schnitt nach der Linie
A-B.
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Die Schmelzkammer 1 besteht aus dem äußeren, zylindrischen Mantel
2, der oberen, abgeschrägten Stirnwand 3 und dem unteren, allseitig zu dem in der
Mitte befindlichen Schlackenloch 4 geneigten Boden 5. Von oben ragt in die Schmelzkammer
1
die Feuergasaustrittsröhre 6 mit dem Mantel 7 hinein.
Er
wird an seinem unteren Ende in achtzehn zweischenkelige Rohrtafeln zusammengefaßt,
deren einer Schenkel 8 radial verläuft, während der andere Schenkel 9 zwar auch
radial, jedoch in seiner Haupterstreckung achsparallel ist. Die Ausbrennkammer 12
mit dem mittigen Schlackenloch 4 wird durch die Rohrschenkel 9 gegen die Schmelzkammer
1 und durch die Rohrschenkel 8 gegen die Feuergasaustrittsröhre 6 abgegrenzt. Die
Rohrschenkel 8 sind zuerst radial nach innen und dann nach außen gebogen. Die Rohrschenkel
9 verlaufen senkrecht zum Boden 5. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die
Schenkel 8, 9 in einer radialen Ebene liegen, da die Wirkung der Zweiteilung auch
bei einer Abweichung der Ebene der Rohrtafeln von der Schmelzkammerachse auftreten
wird.
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Die Ummantelung 2, 3, S der Schmelzkammer 1 und die Feuergasaustrittsröhre
7 sind aus bestifteten, Kühlmittel führenden Rohren gebildet.
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Brennstoff und Luft werden der Schmelzkammer an der abgeschrägten
Stirnwand 3 durch die Düsen 10 und 11 so zugeführt, daß die Flamme
sich schraubenförmig um die Feuergasaustrittsröhre 7 nach unten bewegt. Beim Umkehren
der Hauptströmungsrichtung treffen die Flammen auf die Rohrschenkel 9, welche den
Flammenwirbel zerstören und durch die Durchwirbelung den Abschluß der Verbrennung
herbeiführen.
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Die hohe Flammentemperatur über dem Schlackenloch 4 wird durch den
aus den Rohrschenkeln 8 gebildeten Schirm geschützt, der auch das Schlackenloch
gegen herunterfallende Schlacke schützt. Die Wirbelsenke ist durch die Rohrschenkel
9 vernichtet, so daß keine Falschluft durch hohen Unterdruck angesaugt werden kann.
Die Rohrschenkel 8 sorgen für schnelle Abkühlung der ausgebrannten Rauchgase. Sie
sind, ebenso wie die Rohrschenkel 9, sehr wirksame Heizflächen mit gutem
Schlackenfang, die infolge ihrer Lage im höchsten Temperaturgebiete nicht zu festen
Ansinterungen Anlaß geben.
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Aus der Ausbrennkammer 12 strömen die Feuergase achsparallel durch
die Feuergasaustrittsröhre 6 in die Strahlungskammer 13.