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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verbrennung von Brennstoffgemischen in Schutzgasanlagen mit einer in einem kühlbaren Gehäuse angeordneten ausgekleideten Brennkammer, deren Feuerraum, in welchen ein Brenner mündet, mit einem Auslassstutzen für die Verbrennungsprodukte in Verbindung steht.
Schutzgasanlagen werden im Hüttenwesen sowie in der Maschinenbau- und Kraftwagenindustrie und auch in andern Industriezweigen benötigt, um inerte Gase zum Schutz der Werkstücke gegen Oxydierung und Entkohlung beim Erhitzen zu erzeugen.
Die Anlagen bestehen in der Hauptsache aus einer Einrichtung zum Verfeuern von Brennstoff-Luft-Gemischen, in der die eigentliche Gasherstellung erfolgt. Den Anlagen können je nach benötigtem Schutzgas Apparate zur Reinigung des Gases von Wasserdampf, Kohlendioxyd, Sauerstoff und Kohlenmonoxyd nachgeschaltet sein.
Es ist eine Einrichtung zur Verbrennung von Brennstoffgemischen in Schutzgasanlagen bekannt (s. z. B.
"Kontrollierbare Schutzgase"von A. A. Schmykow und B. W. Malyschew, Maschgis, 1956), bei der beim
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Brennkammer hohe Temperaturen entstehen, wodurch in den Verbrennungsprodukten infolge einer Dissoziation von Kohlendioxyd und Wasserdampf Sauerstoff, Hydroxylgruppen sowie Stickoxyde in grossen Mengen auftreten.
Beim Verfeuern von Brennstoff-Luft-Gemischen mit einer Luftverbrauchszahl von Ä = 0, 6 bis 0, 7 tritt in den Verbrennungsprodukten Methan auf. Um den Gehalt an Sauerstoff, Stickoxyden und Hydroxylgruppen in den Verbrennungsprodukten zu verringern, muss deren Temperatur im Feuerraum verringert werden, was durch eine Verlängerung der Kammer erreicht werden kann.
Ausserdem verursachen hohe Temperaturen im Feuerraum eine überhitzung des Brennerkopfes, so dass ein Durchschlagen der Flamme in das Brennerinnere möglich ist.
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zum Verbrennen von Brennstoff-Luft-Gemischen zu schaffen, bei der eine stabile Verfeuerung des Gemisches möglich und der Gehalt der Verbrennungsprodukte an unerwünschten Bestandteilen bei erheblich verkleinerten Aussenmassen der Einrichtung gering ist.
Dieses Ziel lässt sich mit einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erreichen, bei welcher erfindungsgemäss der Feuerraum der Brennkammer über in der Auskleidung angeordnete Kanäle und über Kühlrohre mit dem Brenner in Verbindung steht und der Brenner zwei konzentrische Rohre aufweist, wobei über durch einen Schieber abschliessbare Öffnungen des äusseren Rohres die Verbrennungsprodukte aus dem Feuerraum zuführbar sind.
Die Erfindung ermöglicht es, das Brennstoff-Luft-Gemisch mit abgekühlten Verbrennungsprodukten zu verdünnen und auf diese Weise die Temperatur im Feuerraum zu verringern, wodurch u. a. eine erhebliche Verringerung des Gehaltes an Sauerstoff, Stickoxyden, Methan und andern unerwünschten Beimengungen in den Verbrennungsprodukten erreicht wird. Auch wird die Stabilität des Verbrennungsvorganges erhöht.
Es ist zweckmässig, wenn der Feuerraum der Brennkammer über zusätzliche Kühlrohre mit dem Auslassstutzen in Verbindung steht, wobei zwischen diesen Kühlrohren und dem Auslassstutzen eine Kammer mit einem Katalysator angeordnet ist.
Es empfiehlt sich auch, den Katalysator im Mittelteil der Kammer anzuordnen und als über den gesamten Kammerquerschnitt erstreckte Scheibe auszubilden.
Auf diese Weise können die Abmessungen der Vorrichtung erheblich verkleinert werden, da eine rasche Abkühlung der Verbrennungsprodukte in den zusätzlichen Rohren erreicht wird. Durch den Katalysator wird eine Nachverbrennung erreicht, die ihrerseits eine Verringerung der schädlichen Beimengungen in den Verbrennungsprodukten begünstigt.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in der Zeichnung veranschaulicht ist. Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung im Längsschnitt.
In einem kühlbaren Gehäuse--l--ist eine ausgekleidete Brennkammer--2--untergebracht. Das Gehäuse--l--ist mit Rohrstutzen--3, 4--zur Zu-bzw. Ableitung eines Kühlmittels, insbesondere Wasser, versehen.
Die Brennkammer--2--weist einen Feuerraum--5--auf, der mit einem Auslassstutzen--6--für
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in dem Gehäuse--l--umspült werden.
In der Verkleidung der Kammer--2--sind Radialkanäle--10, 11--vorgesehen, welche von dem Feuerraum--5--bzw. von dem Brenner--7--zu den Rohren --9-- führen.
Der Brenner--7--ist von zwei konzentrisch angeordneten Rohren--12, 13--gebildet, von denen das aussenliegende Rohr --12-- über Öffnungen --14-- mit den Kanälen --11-- in Verbindung steht. Das Ende des Aussenrohres --12-- überragt das Ende des innenliegenden Rohres--13--. Bei dieser Bauart des Brenners--7--, der über die Kanäle--10, 11--und die kühlbaren Rohre--9--mit dem Feuerraum
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--7-- in Verbindung steht, werden die Verbrennungsprodukte in den Brenner--7--injiziert. Die Öffnungen --14-- können von einem Schieber--15--teilweise oder ganz abgedeckt werden, so dass auf diese Weise die Menge der dem Brenner zugeführten Verbrennungsprodukte eingestellt werden kann.
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injiziert. Die Verbrennungsprodukte kühlen sich in den Rohren--9--ab und werden, indem sie das Gas-Luft-Gemisch im Brenner --7-- verdünnen, dem Feuerraum--5--in der Brennerkammer--2-zugeführt. Dadurch wird beim Verfeuern des Gas-Luft-Gemisches mit einer Luftverbrauchszahl von \ = 0, 8 bis 0, 95 die Verbrennungstemperatur im Feuerraum--5--gesenkt.
Die Menge der rückgeführten Verbrennungsprodukte wird durch den Schieber--15--, der die Öffnungen --14-- abschliesst, geregelt. Dadurch kann die Verbrennungstemperatur konstant gehalten werden, was eine Verringerung des Gehaltes an schädlichen Beimengungen wie Sauerstoff, Hydroxylgruppen und Stickoxyden in den das Schutzgas bildenden Verbrennungsprodukten mit sich bringt.
Beim Verfeuern eines Brennstoffgemisches mit einer Luftverbrauchszahl von = 0, 7 bis 0, 6 werden die Öffnungen--14--durch den Schieber--15--vollständig geschlossen, wodurch die Temperatur in der
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist eine um das 3 bis 4fache verkürzte Brennkammer auf und das erzeugte Schutzgas enthält nur einen sehr kleinen Teil an schädlichen Beimengungen wie Sauerstoff, Methan, Hydroxylgruppen und Stickoxyden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Verbrennung von Brennstoff-Gemischen in Schutzgasanlagen mit einer in einem kühlbaren Gehäuse angeordneten, ausgekleideten Brennkammer, deren Feuerraum, in welchen ein Brenner
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und über Kühlrohre (9) mit dem Brenner (7) in Verbindung steht, und dass der Brenner (7) zwei konzentrische Rohre (12,13) aufweist, wobei über durch einen Schieber (15) abschliessbare Öffnungen (14) des äusseren Rohres (12) die Verbrennungsprodukte aus dem Feuerraum zuführbar sind.
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