Feuerung Die Erfindung bezieht sich auf eine Feuerung mit seitlich durch eine Vielzahl von über eine Fläche verteilten Öffnungen zugeführter Sekundärluft, die in ihrer Menge veränderbar ist.
Solche Feuerungen :hat man z. B. in Dampferzeu gern verwendet, wobei die Brenner sogenannte U- Brenner sind, deren Flammen im wesentlichen nach unten gerichtet sind. Bei den bekannten Feuerungen dieser Art sind jeweils eine Reihe von für die Sekun- därluftzuführung bestimmten Öffnungen durch hori zontale oder vertikale Kanäle verbunden, die auf der der Flamme abgewendeten Seite der Brennkammer- wand angeordnet sind.
An einem Ende der Kanäle sind Drosselklappen vorgesehen, mit denen die jeweils durch einen Kanal strömende Luftmenge verändert werden kann. Bei diesen Anordnungen wirkt es sich nachteilig aus, dass die Luftzuführung nicht entspre chend der Flammenlänge verändert werden kann. Es wird z. B. bei vertikalen Kanälen durch die dem Brenner am weitesten entfernt liegenden Öffnungen genau so viel Luft durchgelassen wie durch die dem Brenner näher liegenden Öffnungen, auch dann, wenn die Flammenlänge verkürzt wird, z.
B. durch Ver ringern der Brennstoffmenge, obwohl in diesem Falle durch die dem Brenner entfernter liegenden öffnun- gen keine oder nur ganz wenig Sekundärluft zu strömen braucht.
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, dass die den jeweils im Bereich einer Flamme liegenden Öffnungen oder Gruppen von Öffnungen zugeführten Luftmengen einzeln in Abhängigkeit von der jewei ligen Flammenlänge einstellbar sind. Hierdurch wird es möglich, die Sekundärluftzuführung den je weils herrschenden Flammenverhältnissen anzupassen. Wenn z. B. die Feuerung zurückgenommen wird und dabei die Flammenlänge sich verkleinert, so schliesst man die Luftzuführung der Öffnungen, die nicht mehr im Flammenbereich liegen.
Umgekehrt lässt sich bei Vergrössern. der Feuerung durch Öffnen weiterer Luftzuführöffnungen eine grössere Luftmenge dem Verbrennungsvorgang zur Verfiigung stellen. Ände rungen können sich auch ergeben, wenn die in der Feuerung zu verbrennend!-. Brennstoffart geändert wird und die Arten verschiedenen Flammencharak ter haben.
Im folgenden sind anhand der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Luftzufüh- rungskammer einer Feuerung, nach der Linie A-B in Fig. 2, wobei an den Öffnungen angebrachte, in Fig. 2 ersichtliche Bauteile der Übersichtlichkeit hal ber weggelassen sind, Fig. 2 ebenfalls einen Schnitt in grösserem Mass stab durch eine Reihe von Luftzuführöffnungen,
nach der Linie<B>C -D</B> in Fig. 1, Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig.4 eine Ansicht der Steuereinrichtung nach Fig. 3 in. grösserem Massstab, Fig. 5 die Teilansicht einer anderen Steuerein richtung, Fig. 6 eine Einzelheit der Steuereinrichtung.
Gemäss Fig. 1 sind in .einer Brennwand 1, die die Luftzuführkammer von der Brennkammer trennt, Öffnungen 2 vorgesehen, die in vier Reihen horizontal angeordnet sind.
Jeweils drei nebeneinanderhegende Öffnungen 2 bilden eine Gruppe. Zwischen; jeder der so gebildeten Gruppen verläuft eine Vertikalwand 3, so dass senkrechte Kanäle 4 gebildet werden, zu denen jeweils vier unter einander angeordnete Grup pen zu drei Öffnungen gehören.
Die Kanäle sind nach unten hin verschlossen und an ihrem oberen Ende mit schwenkbaren Drosselklappen 5 versehen. Oberhalb der Drosselklappen 5 ist ein waagrecht ver laufender Zuführkanal 6 für die Sekundärluft vor gesehen.
Am oberen Ende der Wand 1 erstreckt sich eine waagrechte Wand 7 (Fig. 2), auf der Brenner 8 mit nach unten gerichteter Flamme angeordnet sind. Es sind jeweils zwei Kanäle 4 einem Brenner 8 zu geordnet. An das in der Zeichnung rechte Ende der waagrechten Wand 7 schliesst sich eine senkrechte Wand 9 an, die auf ihrer Innenseite mit nicht dar gestellten Rohren versehen ist, durch die ein Arbeits mittel strömt, das durch die Feuerung erwärmt und gegebenenfalls verdampft werden soll.
Jeweils einer Gruppe von drei Öffnungen 2 ist ein Durchflussregelorgan 10 zugeordnet, das hier aus einem Handrad<B>11,</B> einer in den Sekundärluftkanal 4 ragenden Gewindespindel 12 und einem kegelför migen Verschilussorgan 13 besteht. Jede der drei Öffnungen 2 jeder Gruppe erweitert sich nach der Brennkammer hin diffusorartig und jeweils drei Öff nungen einer Gruppe münden in der anderen.
Rich tung in eine Beruhigungskammer 14 mit grösserem Querschnitt als der gesamte Austrittsquerschnitt der zugehörigen Öffnungen. An die Kammer 14 ist ein in den Kanal 4 ragender, nach Art eines Ventilsitzes ausgebildeter Bauteil 15 angebracht, dessen Gestalt dem kegelförmigen Verschlussorgan 13 angepasst ist.
Bei einer Feuerung mit grosser Flamme steht die Drosselklappe 5 im wesentlichen senkrecht und alle Durchflussregelorgane 10 sind so weit geöffnet, dass durch alle Öffnungen 2 die grösstmögliche Sekundär luftmenge in die Brennkammer eintreten kann, wobei vorausgesetzt ist, dass beide Brenner in Betrieb sind. Wird nun aus irgendeinem Grunde das Feuer zurück genommen, indem alle Brenner mit geringerer Brenn stoffmenge als vorher beschickt werden, so wird sich die Flammenlänge verkürzen. Es wird nun die Luft zufuhr durch die unterste Reihe von Öffnungen 2 durch entspreche'nd'es Betätigen der zugehörigen Durchflussorgane 10 abgesperrt.
Die Luftzufuhr durch die Öffnungen 2 der darüber befindlichen Reihe wird ausserdem gedrosselt, indem der Abstand zwischen dem Verschlussorgan 13 und dem Bauteil 15 gegen über vorher etwas verringert wird. Die beiden oberen Reihen der Öffnungen 2 wird man unverändert las sen.
Bei weiterer Verringerung der Flammenlänge aller Brenner wird dann die Luftzufuhr zur zweit untersten Reihe der Öffnungen 2 geschlossen und die Zufuhr zur drittuntersten Reihe von Öffnungen 2 etwas gedrosselt.
Soll nun die Feuerung noch weiter verringert werden, aber so, dass die Wärmeabgabe der Feuerung noch grösser als die Hälfte der Wärme abgabe der Brenner im augenblicklich angenommenen Zustand ist, so wird einer der beiden Brenner 8 ab geschaltet und die im Bereich der Flamme dieses abgeschalteten Brenners liegenden Öffnungen 2 sämt lich geschlossen, zweckmässig durch Schliessen der zugehörigen Drosselklappen 5.
Gleichzeitig wird die Brennstoffmenge und. damit die Flamme des ein geschaltet gebliebenen Brenners vergrössert und die zu diesem Brenner gehörenden Öffnungen 2 der unteren beiden Reihen mehr geöffnet als vorher bzw. wieder geöffnet, bis die in die Brennkammer einströmende Sekundärluft der neuen Brennstoffmenge entspricht. Es ist also mit der neuen Anordnung eine gute An passung an alle Feuerungsgrössen möglich.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 werden die Durchflussregelorgane 10' der Öffnungen 2 jeder Gruppe durch eine gemeinsame Steuereinrich tung 20 betätigt. Anstelle des Handrades 11 und der Gewindespindel 12 in Fig.2 sind hier glatte Spindeln verwendet, die an ihrem ausserhalb der Kanäle 4 befindlichen Ende mit dem einen Arm eines Winkelhebels 21 verbunden sind. An dem ande ren Ende des um einen, Punkt 22 schwenkbaren Win kelhebels greift eine Stange 23 an.
Diese Stange ist nahe ihrem unteren Ende durch einen Lagerarm 24 geführt, dessen Lagerschale 25 ausser axialen Bewe gungen eine geringe radiale Bewegung der Stange 25 zulässt. Das untere Ende der Stange 23 trägt einen Federteller 26. Eine Feder 27 stützt sich zwischen dem Federteller und dem Lagerarm 24 ab und eine zweite Feder 28 auf der anderen Seite des Feder tellers 26 und dem Federteller 29 einer Stange 30, die in der Verlängerung der Stange 23 angeordnet und durch einen LageraTm 31 geführt ist.
Das untere Ende der Stange 30 ruht auf einer Funktionswalze 32 der Steuereinrichtung 20. Zwischen dem Lagerarm 24 und dem Winkelhebel 21 trägt die Stange 23 einen Kolben 33, der von einem nur die Rad'ial- bewegungen der Stange 23 mitmachenden Zylinder 34 umgeben ist. Die Zylinderräume beiderseits des Kolbens 33 sind mit einem Druckmittel gefüllt und über eine Umgehungsleitung 35 verbunden, in die ein Drosselorgan 36 eingebaut ist, so dass die Axial bewegungen der Stange 23 gedämpft stattfinden.
In der gleichen Weise stehen die Drosselorgane 10' der übrigen Gruppen von Öffnungen 2 mit der Steuer einrichtung 20 in Wirkungsverbindung (Fig. 4).
Die Funktionswalze 32 trägt Kurvenabschnitte oder Nocken, die beim Drehen der Walze 32 mittels der Antriebsvorrichtung 40 die unteren Enden der Stangen 30 anheben, wobei diese Bewegung über .die Federn 28 und 27 auf die Stange 23 übertragen wird und von dieser wiederum über die Winkelhebel 21 auf das kegelförmige Verschlussorgan 13' jedes Durchflussorgans 10'. Für die Stangen 30, die zu den Durchflussorganen für die Öffnungen 2 der obersten Reihe gehören, befinden sich je Stange auf der Walze 32 in Umfangsrichtung vier Nocken hintereinander, entsprechend den vier untereinander liegenden Reihen von Öffnungen 2.
Für die jeweils in Fig. 4 rechts von den eben. erwähnten Stangen liegenden Stangen 30 befinden sich auf der Walze drei Nocken (entspre chend dien drei Reihen. von Öffnungen 2 unter der obersten Reihe), die neben drei aufeinanderfolgenden Nocken der vorher erwähnten vier Nocken liegen. In sinngemäss gleicher Weise sind für die übrigen Stangen 30 auf der Walze 32 noch zwei Nocken bzw. eine Nocke angeordnet, so dass bei einer Feue- rung mit grösster Flammenlänge alle Öffnungen 2 die grösstmögliche Sekundärluftmenge durchlassen.
An den Stirnenden der Walzen 32 ist eine Teilung oder Skala 41 vorgesehen. und darüber ein Zeiger 42 vorgesehen, so dass jederzeit festgestellt werden kann, welche Stellung die Durchflussregelorgane bei einer bestimmten Stellung der Walze 32 innehaben. Wird nun die Flammenlänge verringert, so wird die Walze 32 so gedreht, dass die zu der untersten Reihe von Öffnungen 2 gehörenden Stangen 30 von den Nocken abgleiten, .so dass die Durchflussregelorgane dieser Reihe geschlossen werden.
Bei dieser Dreh bewegung wandern die Stangen-30 der oberen drei Reihen von Öffnungen 2 auf den nächsten Nocken, so dass diese drei Reihen noch geöffnet bleiben. Bein Übergang der Stangen 30 tritt wegen der Dämpfungs- vorrichtung 33 bis 36 eine Beeinflussung der Durch flussregelorgane der noch offen bleibenden Reihen von Öffnungen 2 nicht ein.
Beim weiteren Verringern der Feuerung wird die Walze 32 in derselben Rich tung wie vorher gedreht und es gleiten dann die Stangen 30 der zu der zweituntersten Reihe von öff- nungen 2 gehörenden Durchflussregelorgane von den Nocken ab, so .dass die zweitunterste Reihe von öff- nungen geschlossen wird.
Die Stangen 30 der zu den beiden oberen Reihen von Öffnungen 2 gehörenden Durchflussregelorgane gleiten dabei zu den nächsten Nocken über, so d!ass die oberen beiden Reihen von Öffnungen noch geöffnet bleiben und Sekundärluft in die Brennkammer einströmen lassen. Sinngemäss wirkt die Einrichtung dann bei noch weiter verringer ter Feuerung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Abschalten. eines Brenners und der zugehörigen Sekundärluftöffnungen nicht möglich, weil die Walze 32 aus einem Stück besteht.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist dies vermieden. Hierbei ist die Walze 32 in so viele ein zeln einstellbare Abschnitte 32' unterteilt wie ver tikale Luftzuführkanäle vorhanden sind. An der in Fig. 5 rechten Stirnseite jedes Walzenabschnittes 32' ist ein Kegelrad 43 angeordnet, das mit einem Kegel rad 44 kämmt, das auf einer Welle 45 sitzt.
Die Welle 45 trägt an ihrem freien Ende ein Handrad 46, das auf seiner Nabe eine Teilung 41' oder Skala trägt. Über der Skala befindet sich ein Zeiger 42', der an dem Lagerbock für die Welle 45 angebracht ist. Auf den Walzenabschnitten 32' sind die Nocken in gleicher Weise angeordnet wie auf der Walze 32 in dem Beispiel nach Fig. 3 und 4.
Durch Drehen der Handräder 46 lassen sich also die Durchfluss- regelorgane beeinflussen und damit die in die Brenn kammer zugeführte Sekundärluft, wobei im Fall--, dass ein oder mehrere Brenner ausgeschaltet werden, die Sekundärluftzufuhr zu zu diesen Brennern ge hörenden Öffnungen ebenfalls abgesperrt und nur die Zuführung von Sekundärluft zu den zum noch im Betrieb befindlichen Brenner gehörenden Öffnungen verändert werden kann.
In Fig. 6 sind drei verschiedene Gruppen von Nockenformen dargestellt, wie sie für die eine oder andere gewünschte Steuermöglichkeit anwendbar sind. Jede Gruppe von Nocken ist für die Steuerung mehrerer untereinander angeordneter Öffnungen oder Gruppen von Öffnungen eines vertikalen Zuluftkanals 4 bestimmt.
Die verschiedenen Gruppen von Nocken können gleichzeitig auf einer Walze vorgesehen sein, so dass man mit derselben Walze die gewünschte Steuerung der Durchflussregelorgane auswählen kann. Durch die Form der Nocken lässt sich die öffnungs- zeit der Durchflussregelorgane und die Grösse des Durchflussquerschnittes in den Durchflussregelorganen festlegen.
Wenn sich mehr als drei Betriebsvorgänge wiederholen, so dass auf dem Umfang der Walzen 32 mehr als drei Nockengruppen vorgesehen werden müssten, so kann der Walzendurchmesser entspre chend grösser gewählt werden, so dass weitere Nocken gruppen darauf Platz haben, oder die Walze wird so eingerichtet, dass Nockengruppen gegeneinander ausgetauscht werden können,
odez die Walzen mit den Nockengruppen zusammen als Ganzes werden gegen Walzen mit anderen Nockengruppen aus gewechselt. Aasstelle des in den Beispielen nach den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Handantriebes für die Steuer einrichtungen kann der Antrieb auch von einem Laststeuergerät abgeleitet sein, wie .es z. B. bei Dampf- erzeugern vorhanden ist.
In diesem Falle ist es Zweck mässig, auch den Betriebszustand der Brenner auf die Walzenstellung einwirken zu lassen. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist mit dem Antrieb für die Steuereinrichtung auch die Verstellung der Drosselklappen 5 gekoppelt.
Es wäre auch möglich, die Steuereinrichtung durch eine Steuerung nach Art der an sich bekannten Jacquard-Karten zu ersetzen. Anstelle der vertikalen Wände 3 (Fig. 1) können auch horizontale Wände verwendet werden, so dass sich hier waagrechte Kanäle ergeben, die den Öffnungen 2, die Sekundär- luft zuführen. Dabei kann ein dem Kanal 6 in Fig. 1 entsprechender Kanal auf der rechten oder linken Seite angeordnet sein,
oder es kann auf beiden Seiten je ein entsprechender Kanal angeordnet sein, wobei in sinngemässer Weise auch den Drosselklappen 5 in Fig. 1 entsprechend-- Drosselklappen vorgesehen werden können.
Schliesslich ist auch möglich, die Wände 3 ganz wegzulassen, so dass auf der der Flamme abgewendeten Seite der Wand 1 eine grosse Luftverteilkammer entsteht. Es wäre auch möglich, jeder einzelnen Öffnung 2 ein Durchflussregelorgan zuzuordnen.