Brenner für die Verbrennung staubförmiger Brennstoffe

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Brenner für die Verbrennung staubförmiger Brennstoffe mit einem Zentralkanal für die Zuführung eines Kernluftstrahls mit im wesentlichen ringförmigem Primärluftaustritt, mit einem Mantelkanal für die Zuführung von Sekundärluft mit einem den Primärluftaustritt umgebenden, ringförmigen Sekundärluftaustritt sowie mit einem Brennstoffkanal für die Zuführung des Brennstoffs mit einem zwischen Primär- und Sekundärluftaustritt angeordneten, ringförmigen Brennstoffaustritt, wobei zumindest eine der beiden Umfangswandungen des Brennstoffaustritts drehbar und angetrieben ist, und wobei des weiteren der Kernluftstrahl zumindest teilweise nach außen gegen den Brennstoff gerichtet und der Brennstoff mit Sekundärluft beaufschlagt ist.

[0002] Die GB-A-528 018 zeigt einen Brenner, der vor allem für die Verbrennung von ölbrennstoffen gedacht ist. Er wird jedoch auch für die Verwendung anderer Brennstoffe, beispielsweise staubförmiger Brennstoffe, als geeignet angesehen.

[0003] Der Brenner hat einen Zentralkanal für die Zuführung von Kernluft mit einem ringförmigen Primärluftaustritt, der leicht nach außen gerichtet ist. Der Zentralkanal wird von einem Brennstoffkanal umgeben, über den der jeweilige Brennstoff zugeführt wird. Der Brennstoffaustritt ist ebenfalls ringförmig, wobei die Innenwandung des Brennstoffaustritts gleichzeitig die Außenwandung des Zentralkanals bildet. Die Außenwandung des Brennstoffaustritts ist kelchförmig ausgebildet und ragt über den Primärluftaustritt vor. Primärluftaustritt und Brennstoffaustritt sind praktisch parallel ausgerichtet.

[0004] Brennstoffkanal und Brennstoffaustritt sind von einem Mantelkanal für die Zuführung von Sekundärluft umgeben. Im Bereich von Brennstoffaustritt und Primärluftaustritt ist der Mantelkanal in zwei Ringkanäle aufgeteilt, wobei der innere Ringkanal innenseitig von der drehbaren Außenwandung des Brennstoffkanals und Außenseitig von einer sich kegelförmig erweiternden Ringwandung gebildet wird. Diese wiederum bildet die Innenwandung des äußeren Ringkanals, wobei der Austritt für den äußeren Ringkanal weit vor dem Primärluftaustritt bzw. Brennstoffaustritt mündet. Der innere Ringkanal ist so eng bemessen, daß der weitaus größte Teil der Sekundärluft über den äußeren Ringkanal austritt.

[0005] In der Außen- und Innenwandung des Brennstoffkanals vor dem Brennstoffaustritt befinden sich Öffnungen, die die Verbindung einerseits zum Zentralkanal und andererseits zum inneren Ringkanal des Mantelkanals herstellen. Durch diese Öffnungen gelangt Primärluft und Sekundärluft in den Brennstoff schon vor dessen Austritt.

[0006] Aufgrund der konstruktiven Ausbildung dieses Brenners kommt der austretende Brennstoff - abgesehen von dem über die vorgenannten Öffnungen eingetretenen Luftanteilen - zunächst nur mit dem Kernluftstrahl, also der Primärluft, in Berührung. Dies reicht bei flüssigen Brennstoffen aus, um die niedrig siedenden Bestandteile zu verbrennen. Die dabei entstehende Wärme zündet dann auch die hochsiedenden Bestandteile. Es ist dann nicht von Bedeutung, daß die für diese Verbrennung benötigte Sekundärluft erst ein gutes Stück hinter dem Austritt der Primärluft auf das Öl trifft. Dabei verhindert die Außenwandung des Brennstoffkanals, daß das Öl in den Anteil der Sekundärluft hineingedrückt werden kann, denn diese Außenwandung ist ein gutes Stück über den Primärluftaustritt hinausgezogen. Primärluft, Öl und Sekundärluft teffen also nur tangential aufeinander. Der weitaus größere Teil der Sekundärluft kommt mit dem Brennstoffgemisch erst wesentlich später in Berührung, wobei auch hier die Berührung lediglich tangential erfolgt.

[0007] Bei dieser konstruktiven Gestaltung des Brenners dürfte eine Verwendung von Kohlenstaub als Brennstoff nicht zu befriedigenden Ergebnissen führen. Es kann nämlich kaum eine stabile Flamme entstehen, da die Primärluft, mit der der Kohlenstaub zunächst in Berührung käme, gerade zur Verbrennung der flüchtigen Bestandteile im Kohlenstoff ausreichen würde. Die ausgegasten Kohlepartikel würden dann erst am Ende des Brenners auf die dann noch kalte Sekundärluft treffen und können sich dann nicht mehr entzünden. Die Flamme würde wieder erlöschen.

[0008] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß er auch für kleine Leistungsbereiche geeignet ist, einen großen Regelbereich hat und unempfindlich gegenüber einem breiten Kohlenstaubband ist.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kernluftstrahl am Primärluftaustritt im wesentlichen radial zur Mündung des Brennstoffaustritts und auf den Sekundärluftaustritt gerichtet ist.

[0010] Auf Grund dieser Ausbildung des Brenners wird der Brennstoff nach dessen Austritt sofort durch den Kernluftstrahl nach außen abgelenkt und gelangt so auf kürzestem Weg in den Bereich des Sekundärluftaustritts. Dabei entsteht eine intensive Vermischung des Brennstoffs mit der Primärluft und anschließend mit der Sekundärluft. Diese stellt dabei genügend Sauerstoff zur Verfügung, um die Verbrennung der ausgegasten Kohlepartikel zu unterhalten. Dabei ist der Weg so kurz, daß die einmal in Gang gesetzte Flamme nicht erlischt. Dabei hat sich gezeigt, daß der Brenner auch für kleine Leistungsbereiche deutlich unter 5 Gcal/h, vor allem für den Leistungsbereich von 0,3 bis 3,5 Gcal/h geeignet ist und dabei einen großen Regelbereich hat. Damit wird mit diesem Brenner ein neuer Leistungsbereich für staubförmige Brennstoffe erschlossen.

[0011] Da im Gegensatz zu Großbrennern das Flammvolumen bei Brennern, die in dem vorgenannten Leistungsbereich arbeiten, entsprechend gering ist, muß der Kohlenstaub mit geringer Geschwindigkeit, die zweckmäßigerweise zwischen 3 bis 8 m/s liegt, austreten. Insbesondere bei Teillast entspricht dies der Flammen-Rückzündgeschwindigkeit. Eine Rückzündung wird jedoch durch den rotierenden Teil der Ringdüse vermieden, da hierdurch ein derart hoher Wärmeübergang zum Kohlenstaub bewirkt wird, daß dieser wie ein Flammenfilter wirkt. Dabei haben sich Umfangsgeschwindigkeiten von 12 bis 30 m/s für den rotierenden Teil bzw. die rotierenden Teile als hinreichend und zweckmäßig erwiesen.

[0012] Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Brenners liegt in der Vergrößerung des Regelbereiches, der nunmehr bei ca. 25 % bis 100 % liegt. Auch hier ist der Brenner wesentlich unempfindlicher gegenüber einem breiten Brennstoffstaubband so daß auch Mischbettstaub verwendet werden kann. Dabei wird der Fein- und Feinststaubanteil mit der Trägerluft aus der Ringdüse ausgetragen, während die größeren Körner durch die rotierende Bewegung des betreffenden Teiles der Ringdüse zum Austritt gleiten.

[0013] Das Gleiten der Staubkörner zum Brennstoffaustritt wird durch die konisch sich erweiternde Gestaltung des Durchmessers der Ringdüse begünstigt. Diese konische Erweiterung sollte dabei gleich, vorzugsweise kleiner als der Schüttwinkel des betreffenden Brennstoffes sein, um Erosionen und Agglomerationen zu vermeiden.

[0014] Der Brennstoffkanal sollte im Bereich der Ringdüse einen im Querschnitt S-förmigen Verlauf haben. Dabei sollte sich der Gesamtquerschnitt im Bereich des S-förmigen Verlaufs zunächst erweitern und zur Ringdüse hin wieder verengen. Diese Maßnahme bewirkt eine Vergieichmäßigung des Brennstoffstrorqes über den Umfang.

[0015] Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zentralkanal gegen eine Abschirmplatte zur Bildung eines vor den Austritt der Ringdüse mündenden Ringspalts ausläuft. Da diese Abschirmplatte aufgrund der im Feuerraum herrschenden Temperaturen sehr heiß ist, kann sich an ihr die Kernluft erwärmen, was die Initialzündung des Brennstoffes begünstigt. Außerdem wird hierdurch auf einfache Weise eine Umlenkung in radialer Richtung zum Austritt des Brennstoffes an der Ringdüse verwirklicht. Zweckmäßigerweise sollte dabei die Kernluft mit ca. 20 bis 100 m/s aus dem Ringspalt austreten, um eine intensive Vermischung mit dem austretenden Brennstoff und eine Ablenkung in den Sekundärluftstrom zu erreichen, der ebenfalls zu der Vermischung beiträgt. Die hierdurch erzielte Mischleistung aus den drei winklig zueinander wirkenden Mischimpulsen ist im wesentlichen lastunabhängig. Zusätzlich bildet der Kernluftstrahl einen ebenfalls lastunabhängigen Rückzündschirm zur Sicherung gegen Becherbrand.

[0016] Um eine Verschlackung der Abschirmplatte zu vermeiden, sind in ihr eine Vielzahl von kleinen Bohrungen vorgesehen, aus denen ein geringfügiger Teil der Kernluft austreten kann. Im Randbereich können diese Bohrungen winklig angeordnet werden, um den abfallenden Luftdruck im Bereich des Austritts aus dem Ringspalt zu kompensieren.

[0017] Zusätzlich können vom Zentralkanal, insbesondere im Bereich des Ringspalts, Spaltdüsen ausgehen, die in den Brennstoffkanal, gegebenfalls in die Mitte dessen S-förmigen Verlaufs, münden. Hierdurch wird der Brennstoffstaubstrom vor dem Eintritt in die Ringdüse vergleichmäßigt.

[0018] Sofern die Temperatur des Kernluftstrahles für die Initialzündung des Brennstoffs nicht ausreicht, sollte eine entsprechende Vorwärmung vorgesehen werden. Diese kann beispielsweise aus einem elektrischen Wärmetauscher bestehen, dessen elektrische Anschlußleistung auch bei niederflüchtiger Kohle als Brennstoff einen Wert von 2 % der Brennerleistung nicht überschreitet. Dies korrespondiert mit dem hier relativ geringen Anteil der Kernluft, die zweckmäßigerweise 10 % bis 15 % der Gesamtverbrennungsluftmenge stellt. Eine zusätzliche Zündstabilisierung kann noch dadurch erreicht werden, daß die Kernluft mit Dampf vermischt wird. Diese Dampf beschleunigt die Brennstoffvergasung derart, daß für die Vorwärmung geringere Temperaturen ausreichen, die hierfür benötigte Heizleistung also verringert werden kann.

[0019] Zu einer Verbesserung der Zündstabilität des Brennstoffstaub-Luftgemisches können im Zentralkanal und/oder im Mantelkanal Schwingungsgeneratoren vorgesehen werden, die die Kernluft und/oder die Sekundärluft vor ihrem Austritt in gasdynamische Schwingungen versetzen. Diese Schwingungsgeneratoren können als den jeweiligen Kanal umgebende Ringräume ausgebildet werden, die mit dem jeweiligen Kanal über einen abgestimmten Ringspalt in Verbindung stehen. Auch andere Ausführungsformen zur Aufprägung einer gasdynamischen Schwingung sind möglich.

[0020] Am Austritt des Mantelkanals können zusätzlich Leitschaufeln zur Aufprägung eines Dralls angeordnet werden. Ein solcher Drall trägt zur Intensivierung der äußeren und inneren Heißgasrezirkulation bei und erhöht hierdurch die Zuführung von Zündenergie. Dies verringert wiederum den Bedarf an Vorwärmung für die Kernluft.

[0021] Um die Wärmeeinwirkung der insbesondere bei Verwendung von Brennstoff mit geringen Anteilen an flüchtigen Bestandteilen relativ hoch vorgewärmten Kernluft zu verringern, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß zwischen Brennstoffkanal und Mantelkanal ein Zwischenkanal vorgesehen ist. Dieser kann während des normalen Brennerbetriebes mit Kühlluft und im Anfahrbetrieb mit Zündgas beaufschlagt werden, und zwar mit einer Durchsatzleistung, welche der Brennerwärmeleistung für den jeweils verwendeten Brennstoff adäquat ist.

[0022] In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Es zeigen :

Figur 1 einen Längsschnitt durch den oberen Teil eines Kohlenstaubbrenners in schematischer Darstellung und

Figur 2 einen Längsschnitt durch den oberen Teil einer anderen Ausführungsform eines Kohlenstaubbrenners in schematischer Darstellung.

[0023] Der in Figur 1 gezeigte Kohlenstaubbrenner 1 ist als Ganzes in eine sich kegelförmig erweiternde Brennermuffe 2 eingesetzt. Er hat einen Außenmantel 3, in den im Abstand zu diesem ein Mantelrohr 4 angeordnet ist.

[0024] Hierdurch werden zwei Mantelkanäle 5, 6 gebildet, über die Sekundärluft 7, 8 in den sich in dieser Darstellung nach oben anschließenden Feuerraum einströmen kann.

[0025] Koaxial zum Außenmantel 3 und zum Mantelrohr 4 ist ein einen Zentralkanal 9 umgebendes Zentralrohr 10 sowie ein Brennstoffrohr 11 angeordnet, welches das Zentralrohr 10 unter Bildung eines ringförmigen Brennstoffkanals 12 umgibt. Über den Zentralkanal 9 wird erforderlichenfalls erwärmte Kernluft 13 und über den Brennstoffkanal 12 ein Kohlenstaub-Luftgemisch 14 befördert.

[0026] Das Zentralrohr 10 endet im Abstand zu einer Abschirmplatte 15, die einerseits als Schutz gegen die durch die Flamme und die Rezirkulation bewirkte Wärme dient und andererseits den Kernluftstrahl 13 radial nach außen umleitet. Aus einem Ringspalt 16 tritt dann die Kernluft 13 seitlich aus.

[0027] Die Abschirmplatte 15 hat eine Vielzahl von kleinen Bohrungen 17, aus denen ein geringer Teil der Kernluft 13 herausströmen kann. Auf diese Weise werden die bei der Rezirkulation dort ankommenden Schlacketeilchen soweit abgekühlt, daß sie sich nicht auf der Abschirmplatte 15 festsetzen können.

[0028] Das Brennstoffrohr 11 ist von einer Antriebswelle 18 umgeben, die - was hier nicht näher dargestellt ist - drehbar gelagert und von einem Elektromotor angetrieben ist. Im Bereich des oberen Endes der Antriebswelle 18 ist ein Becher 19 befestigt, der im unteren Bereich zylinderförmig ausgebildet ist und sich im oberen Bereich kegelförmig erweitert.

[0029] Die Antriebswelle 18 setzt sich über die Befestigung des Bechers 19 nach oben hin noch fort. In den dadurch gebildeten Zwischenraum ragt von oben ein im Querschnitt U-förmiger, nach unten umgebogener Kragen 20 des Zentralrohres 10 hinein. Um diesen Kragen 20 herum ist ein Kegelkörper 21 angeordnet, dessen Kegelfläche 22 mit dem sich kegelförmig erweiternden Bereich des Bechers 19 eine Ringdüse 23 bildet. Gleichzeitig erhält der Brennstoffkanal 12 durch den Kragen 20 bzw. Kegelkörper 21 sowie den Fortsatz des Brennstoffrohrs 11 bzw. der Antriebswelle 18 eine im Querschnitt S-förmige Umlenkung. In den Taschen 24, 25 der Umlenkung setzt sich Kohlenstaub ab, so daß die Umlenkung vergleichmäßigt wird und die Taschen 24, 25 vor Erosion geschützt werden.

[0030] Zwischen Kegelkörper 21 und Kragen 20 ist ein schlitzförmiger Durchlaß 26 für einen geringen Teil der Kernluft 13 offengehalten. Dieser Teil der Kernluft 13 trägt dazu bei, daß der Kohlenstaub in gleichmässiger Dichte aus der Ringdüse 23 austreten kann.

[0031] Beim Betrieb des Kohlenstaubbrenners 1 wird Kohlenstaub über den Brennstoffkanal 12, seine S-förmige Umlenkung und die Ringdüse 23 in den Feuerraum eingebracht. Da dieser Kohlenstaubbrenner 1 insbesondere für kleine Heizleistungen gedacht ist, muß die Ausströmgeschwindigkeit relativ gering sein, beispielsweise 3 bis 8 m/s, da sich ansonsten die Flamme von dem Brenner lösen und weggetragen würde. Der austretende Kohlenstaub wird sofort von dem aus dem Ringspalt 16 mit Geschwindigkeiten zwischen 20 bis 100 m/s austretenden Kernluft 13 erfaßt und in den Bereich der Sekundärluft 7, 8 gedrückt, die über die Mantelkanäle 5, 6 ausströmt. Dem aus dem Mantelkanal 6 austretenden Sekundärluftanteil 8 wird dabei über Leitschaufeln 27, 28 ein die innere und äußere Heißgasrezirkulation unterstützender Drall aufgeprägt, wobei die Brennermuffe 2 die Flamme stabilisiert.

[0032] Die Kernluft 13 ist je nach dem Anteil der flüchtigen Bestandteile des Kohlenstaubes derart erhitzt, das sie - zusammen mit der Strahlungswärme aus der Flamme und der Heißgasrezirkulation - die Initialzündung einleitet. Die Erhitzung kann durch eine elektrische Beheizung bis zu 350 °C erfolgen. Zusätzlich erhitzt wird die Kernluft 13 an der Abschirmplatte 15.

[0033] Der rotierende Becher 19 verhindert aufgrund der Scherkräfte in Umfangsrichtung zuverlässig Verstopfungen in der S-förmigen Umlenkung und der Ringdüse 23. Desweiteren sorgt er für einen hinreichenden Wärmeübergang in den Kohlenstaub, um eine Rückzündung trotz der niedrigen Austrittsgeschwindigkeit des Kohlenstaubs zu verhindern.

[0034] Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines Kohlenstaubbrenners 29. In der gezeigten Darstellung ist auch er in eine Brennermuffel 30 eingesetzt, deren kegelförmige Gestaltung der Stabilisierung der Flamme dient.

[0035] Bei dieser Ausführungsform ist nur ein Mantelkanal 31 vorgesehen, der von einem Außenmantel 32 und von einem Mantelrohr 33 gebildet wird. Am Austritt des Mantelkanals 31 sind Leitschaufeln 34, 35 vorgesehen, um der dort ausströmenden Sekundärluft 36 einen Drall zur Unterstützung der Rezirkulation aufzuprägen.

[0036] Koaxial zum Außenmantel 32 und Mantelrohr 33 ist ein einen Zentralkanal 37 umgebendes Zentralrohr 38 sowie ein Brennstoffrohr 39 angeordnet, welches das Zentralrohr 38 unter Bildung eines ringförmigen Brennstoffkanals 40 umgibt. Über den Zentralkanal 37 gelangt die Kernluft 41 und über den Brennstoffkanal 40 ein Kohlenstoff-Luftgemisch 42 in den Feuerraum.

[0037] Das Zentralrohr 38 endet - wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 - im Abstand zu einer Abschirmplatte 43. Die Kernluft 41 wird durch diese Abschirmplatte 43 radial nach außen umgeleitet und tritt dann aus einem Ringspalt 44 seitlich aus.

[0038] Die Abschirmplatte 43 hat auch hier eine Vielzahl von kleinen Bohrungen 45, aus denen ein geringer Teil der Kernluft 41 zum Zwecke der Vermeidung von Schlackenablagerungen ausströmen kann.

[0039] Das Brennstoffrohr 39 ist von einer Antriebswelle 46 umgeben, die hier erbenfalls drehbar gelagert und von einem Elektromotor angetrieben ist. Das obere Ende der Antriebswelle 46 ist zu einem Becher 47 ausgeformt, der sich nach außen hin kegelförmig erweitert und innen einen Ringsteg 48 aufweist, wodurch eine Ringnut 49 gebildet wird.

[0040] In die Ringnut 49 ragt von oben ein an das Zentralrohr 38 angeformter, U-förmig nach unten umgebogener Kragen 50 hinein. Um diesen Kragen 50 herum ist ein hohler Kegelkörper 51 angeordnet, dessen Kegelfläche 52 mit dem Becher 47 eine Ringdüse 53 bilden. Gleichzeitig erhält der Brennstoffkanal 40 durch den Kragen 50 und die Ringnut 49 eine im Querschnitt S-förmige Umlenkung.

[0041] Zwischen dem Kegelkörper 51 und dem Kragen 50 ist ein schlitzförmiger Durchlaß 54 für einen geringen Teil der Kernluft 41 freigehalten. Er hat dieselbe Aufgabe wie der Durchlaß 26 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1.

[0042] Der hohle Innenraum 55 des Kegelkörpers 51 steht über Schlitzdüsen 56 mit dem Ringspalt 44 in Verbindung. Nach dem Prinzip der Flöte entsteht hierdurch ein gasdynamischer Schwingungsgenerator, der die durch den Ringspalt 44 strömende Kernluft 41 in niederfrequente Schwingungen versetz. Hierdurch wird die Mischimpulswirkung auf den austretenden Kohlenstaub intensiviert und damit die Zündstabilität verbessert. Dem gleichen Ziel dient ein Schwingungsgenerator für die Sekundärluft 36, der aus einem um den Außenmantel 32 gelegten Ringkanal 57 besteht, der mit einer umlaufenden Schlitzdüse 58 mit dem Mantelkanal 31 in Verbindung steht. Auf diese Weise wird auch die Sekundärluft 36 in niederfrequente Schwingungen versetzt.

[0043] Zwischen der Anstriebswelle 46 und dem Mantelrohr 33 ist ein Zwischenrohr 59 angeordnet, das mit dem Mantelrohr 33 einen Kühlkanal 60 einschließt. Durch ihn kann Kühlluft 61 geleitet werden, um die hier nicht gezeigten Lager der Antriebswelle 46 zu kühlen. In der Startphase wird statt der Kühlluft 61 Zündgas hindurchgeleitet, das über die Ringöffnung 62 austritt und dort entzündet wird.

[0044] Die Funktion des in Figur 2 dargestellten Kohlenstaubbrenners 29 ist - abgesehen von der Wirkung der Schwingungsgeneratoren und des Kühlkanals 60 - die gleiche wie bei dem Kohlenstaubbrenner 1 gemäß Figur 1.

Ansprüche

1. Brenner (1, 29) für die Verbrennung staubförmiger Brennstoffe mit einem Zentralkanal (9, 37) für die Zuführung eines Kernluftstrahls (13, 41) mit im wesentlichen ringförmigem Primärluftaustritt, mit einem Mantelkanal (5, 6 ; 31) für die Zuführung von Sekundärluft, (7, 8 ; 36), mit einem den Primärluftaustritt umgebenden, ringförmigem Sekundärluftaustritt sowie mit einem Brennstoffkanal (12, 40) für die Zuführung des Brennstoffs mit einem zwischen Primär- und Sekundärluftaustritt angeordneten, ringförmigen Brennstoffaustritt (23, 53), wobei zumindest eine der beiden Umfangswandungen (19, 47) des Brennstoffaustritts (23, 53) drehbar und angetrieben ist, und wobei des weiteren der Kernluftstrahl (13, 41) zumindest teilweise nach außen gegen den Bennstoff gerichtet und der Brennstoff mit Sekundärluft (7, 8 ; 36) beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernluftstrahl (13, 41) am Primärluftaustritt im wesentlichen radial zur Mündung des Brennstoffaustritts (23, 53) und auf den Sekundärluftaustritt gerichtet ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff mit Geschwindikeiten zwischen 3 bis 8 m/s austritt.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdüsse (23, 53) einen sich konisch vergrößernden Durchmesser aufweist.

4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffkanal (12, 40) im Bereich der Ringdüse einen im Querschnitt S-förmigen Verlauf hat, wobei sich vorzugsweise der Gesamtquerschnitt im Bereich des S-förmigen Verlaufs zunächst erweitert und zur Ringdüse (23, 53) hin wieder verringert.

5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkanal gegen eine Abschirmplatte (15, 43) zur Bildung eines vor den Austritt der Ringdüse (23, 53) mündenden Ringspalts (16, 44) ausläuft.

6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmplatte (15, 43) kleine Bohrungen (17, 45) für den Austritt eines geringfügigen Teils der Kernluft (13, 41) aufweist.

7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vom Zentralkanal (9, 37) Spaltdüsen (26, 54) in den Brennstoffkanal (12, 40) gehen, gegebenenfalls in die Mitte dessen S-förmigen Verlaufs.

8. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernluftstrahl (13, 41) zur Bewirkung einer Initialzündung des Brennstoffs entsprechend vorgewärmt ist, gegebenenfalls durch einen elektrischen Wärmetauscher mit einer elektrischen Anschlußleistung, die auch bei niederflüchtiger Kohle als Brennstoff einen Wert von 2 % der Brennerleistung nicht überschreitet.

9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkanal (9, 37) und/oder der Mantelkanal (5, 6 ; 31) mit je einem Schwingungsgenerator versehen ist bzw. sind, der vorzugsweise als den jeweiligen Kanal (12; 40 ; 5, 6, 31) umgebender Ringraum (55, 57) ausgebildet ist, der mit dem jeweiligen Kanal (12, 40 ; 5, 6, 31) über einen abgestimmten Ringspalt (56, 58) in Verbindung steht.

10. Brenner nach einem der Ansprüch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Brennstoffkanal (12, 40) und Mantelkanal (5, 6 ; 31) ein Zwischenkanal (60) für die Zuführung von Kühlluft (61) und/oder Heizgas vorgesehen ist.

11. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Austritt des Mantelkanals (5, 6, 31) Leitschaufeln (27, 28 ; 34, 35) zur Aufprägung eines Dralls angeordnet sind.

Claims

1. Burner (1, 29) for the combustion of pulverised fuels, with a central duct (9, 37) for supplying a core air jet (13, 41), with a substantially annular primary air outlet, with an envelope duct (5, 6 ; 31 ) for supplying secondary air (7, 8, 36), with an annular secondary air outlet surrounding the primary air outlet, and with a fuel duct (12, 40) for supplying the fuel and with an annular fuel outlet (23, 53) arranged between the primary and secondary air outlets, at least one of the two peripheral walls (19, 47) of the fuel outlet (23, 53) being rotatable and driven, and the core air jet (13, 41) being also directed at least partly outwardly towards the fuel, and the fuel being acted upon by secondary air (7, 8, 36), characterised in that at the primary air outlet the core air jet (13, 41) is directed substantially radially to the mouth of the fuel outlet (23, 53) and to the secondary air outlet.

2. Burner according to claim 1, characterised in that the fuel issues at speeds between 3 to 8 m/s.

3. Burner according to claim 1 or 2, characterised in that the annular nozzle (23, 53) has a conically increasing diameter.

4. Burner according to one of claims 1 to 3, characterised in that the fuel duct (12, 40) in the region of the annular nozzle has an S shape in cross-section, and preferably the overall cross-section in the region of the S-shaped course first of all widens and reduces again towards the annular nozzle (23, 53).

5. Burner according to one of claims 1 to 4, characterised in that the end of the central duct faces towards a shield plate (15, 43) for forming an annular gap (16, 44) debouching in front of the outlet of the annular nozzle (23, 53).

6. Burner according to claim 5, characterised in that the shield plate (15, 43) comprises small holes (17, 45) for the outflow of a slight proportion of the core air (13, 41).

7. Burner according to one of claims 1 to 6, characterised in that from the central duct.(9, 37) slit nozzles (26, 54) extend into the fuel duct (12, 40), into the middle of the S-shaped region of said fuel duct if appropriate.

8. Burner according to one of claims 1 to 7, characterised in that the core air jet (13, 41) is suitably pre-heated to effect initial ignigion of the fuel, possibly by an electrical heat exchanger with a connected electrical power which even when using low-volatile coal as fuel does not exceed a value of 2 % of the burner power.

9. Burner according to one of claims 1 to 8, characterised in that the central duct (9, 37) and/or the envelope duct (5, 6 ; 31) is/are provided each with an oscillation generator, constructed preferably as an annular chamber (55, 57) which surrounds the respective duct (12, 40 ; 5, 6, 31) and which communicates with the respective duct (12, 40 ; 5, 6, 31) by way of a tuned annular gap (56, 58).

10. Burner according to one of claims 1 to 9, characterised in that an intermediate duct (60) for introducing cooling air (61) and/or heating gas is provided between the fuel duct (12, 40) and the envelope duct (5, 6 ; 31).

11. Burner according to one of claims 1 to 10, characterised in that guide vanes (27, 28 ; 34. 35) are arranged at the outlet of the envelope duct (5, 6, 31) for imparting a spinning motion.

Revendications

1. Brûleur (1, 29) pour la combustion de combustibles pulvérulents, comprenant un canal central (9, 37) pour l'amenée d'un jet d'air central (13, 41) avec une sortie essentiellement annulaire d'air primaire, un canal d'enveloppe (5, 6 ; 31) pour l'amenée d'air secondaire (7, 8 ; 36) avec une sortie d'air secondaire annulaire entourant la sortie d'air primaire, ainsi qu'un canal de combustible (12, 40) pour l'amenée du combustible avec une sortie de combustible annulaire (23, 53) disposée entre les sorties d'air primaire et d'air secondaire, l'une au moins des deux parois périphériques (19, 47) de la sortie de combustible (23, 53) étant rotative et entraînée et, de plus, le jet d'air central (13, 41) étant dirigé au moins partiellement vers l'extérieur contre le combustible et le combustible étant chargé d'air secondaire (7, 8 ; 36), caractérisé en ce que le jet d'air central (13,41), à la sortie d'air primaire, est dirigé essentiellement dans le sens radial vers l'embouchure de la sortie de combustible (23, 53) et sur la sortie d'air secondaire.

2. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le combustible sort à des vitesses comprises entre 3 et 8 m/s.

3. Brûleur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la buse annulaire (23, 53) possède un diamètre augmentant coniquement.

4. Brûleur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le canal de combustible (12, 40) possède en section transversale une allure en forme de S sans la région de la buse annulaire, la section droite totale dans la région à allure en S augmentant de préférence au début et diminuant ensuite en direction de la buse annulaire (23, 53).

5. Brûleur selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le canal central aboutit sur une plaque-écran (15, 43) pour la formation d'une fente annulaire (16, 44) débouchant devant la sortie de la buse annulaire (23, 53).

6. Brûleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque-écran (15, 43) présente de petits orifices (17, 45) pour la sortie d'une faible partie de l'air central (13, 41

7. Brûleur selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des buses en fente (26, 54) s'étendent du canal central (9, 37) dans le canal de combustible (12, 40), éventuellement dans le milieu de sa portion en S.

8. Brûleur selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le jet d'air central (13, 41) est préchauffé pour produire un allumage d'amorçage du combustible, éventuellement par un échangeur de chaleur électrique dont la puissance absorbée ne dépasse pas 2 % de la puissance du brûleur, même avec du charbon à faible teneur en matières volatiles comme combustible.

9. Brûleur selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le canal central (9, 37) et/ou le canal d'enveloppe (5, 6 ; 31) est ou sont pourvu(s) d'un générateur de vibrations, qui est réalisé de préférence comme un espace annulaire (55, 57) entourant le canal concerné (12, 40 ; 5, 6, 31) et communiquant avec lui à travers une fente annulaire (56, 58) adaptée en conséquence.

10. Brûleur selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un canal intermédiaire (60) pour l'amenée d'air de refroidissement et/ou de gaz d'allumage est prévu entre le canal de combustible (12, 40) et le canal d'enveloppe (5, 6 ; 31

11. Brûleur selon une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que des aubes (27, 28 ; 34, 35) sont disposées à la sortie du canal d'enveloppe (5, 6 ; 31) pour conférer une rotation aux gaz sortants.

Zeichnung