AT524257A2 - Umwälzdüse für einen brennofen - Google Patents
Umwälzdüse für einen brennofen Download PDFInfo
- Publication number
- AT524257A2 AT524257A2 ATA50861/2020A AT508612020A AT524257A2 AT 524257 A2 AT524257 A2 AT 524257A2 AT 508612020 A AT508612020 A AT 508612020A AT 524257 A2 AT524257 A2 AT 524257A2
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- nozzle
- circulating
- mixing chamber
- kiln
- gas
- Prior art date
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 47
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F27D99/0001—Heating elements or systems
- F27D99/0033—Heating elements or systems using burners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/10—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
- F27B1/16—Arrangements of tuyeres
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
- F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
- F23D14/045—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with a plurality of burner bars assembled together, e.g. in a grid-like arrangement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
- F23K5/002—Gaseous fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/10—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
- F27B1/22—Arrangements of heat-exchange apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D7/00—Forming, maintaining or circulating atmospheres in heating chambers
- F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Abstract
Bei einer Umwälzdüse (1) für einen Brennofen (2), wobei die Umwälzdüse (1) eine Strahlpumpe (3) mit einer Treibdüse (4), einem Ansaugeinlass (5) und einer Mischkammer (6) aufweist, wobei ein Mischkammerauslass (7) der Mischkammer (6) an einer Auslassseite (8) der Umwälzdüse (1) angeordnet ist, wobei die Treibdüse (4) über eine Gasleitung (9) mit einem Gaseinlass (10) der Umwälzdüse (1) verbunden ist, wobei der Ansaugeinlass (5) über eine Ansaugleitung (11) mit einer, an der Auslassseite (8) der Umwälzdüse (1) angeordneten Ansaugöffnung (12) verbunden ist, wird vorgeschlagen, dass die Gasleitung (9) und die Ansaugleitung (11) über eine Wärmeübertragungsvorrichtung (13) thermisch miteinander gekoppelt sind.
Description
1
Die Erfindung betrifft eine Umwälzdüse gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Es ist bekannt, Luftdüsen zur Vergleichmäßigung der Raumtemperatur in Brennöfen einzusetzen. Hierbei wird ein nicht brennbares Gas, insbesondere Luft, durch Düsen mit hoher Geschwindigkeit in den Innenraum des Brennofens eingeblasen, um durch die induzierten Verwirbelungen die Anzahl voneinander unterschiedlicher Temperaturschichtungen zu reduzieren und somit eine einheitlichere
Innenraumtemperatur des Brennofens zu erreichen.
Nachteilig daran ist, dass die Umwälzleistung solcher Luftdüsen, in der Regel Strahlpumpen, gering ist. Hierdurch resultieren viele unterschiedliche Temperaturschichtungen wodurch die Innentemperatur des Brennofens nicht einheitlich ist, sondern heißere und kältere Zonen auftreten. Es kann zwar zur Erhöhung der Umwälzleistung der Massenstrom der eingeblasenen Luft erhöht oder spezielle Lavaldüsen verwendet werden, wodurch jedoch der Energiebedarf stark
steigt und diese Methode unwirtschaftlich wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Umwälzdüse der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welcher eine hohe Umwiälzleistung bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit erreicht
wird. Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Umwälzleistung der Umwälzdüse stark erhöht wird und somit der Massenstrom der eingeblasenen Luft nicht erhöht werden muss, wodurch wiederum der Energiebedarf zum Betreiben der Umwälzdüse nicht erhöht wird. Dadurch, dass die Gasleitung und die Ansaugleitung über eine Wärmeübertragungsvorrichtung thermisch miteinander gekoppelt sind, wird das Gas vorgewärmt, bevor es aus der Treibdüse austritt. Durch diese Vorerwärmung des Gases vor der Treibdüse wird der Impuls des Gasstrahles erhöht, wodurch das Umwälzvermögen und die Wurfweite des Gasstrahles erhöht werden. Es kann sogar der Massenstrom der eingeblasenen Luft reduziert werden, um trotzdem eine
Umwälzleistung gemäß gängiger Strahlpumpen zu erzielen und gleichzeitig Energie
2
zu sparen oder bei gleichem Massenstrom wie bei gängigen Strahlpumpen die Umwälzleistung deutlich erhöht werden. Die Umwälzdüse kann wahlweise je nach Anforderung entweder lediglich zum Umwälzen der Atmosphäre in dem Innenraum
des Brennofens oder als Brenner für den Brennofen verwendet werden. Die Erfindung betrifft weiters einen Brennofen gemäß dem Patentanspruch 11.
Die Erfindung hat daher weiters die Aufgabe einen Brennofen der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welchem eine einheitliche Temperatur im Brennofen erreicht
wird. Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 11 erreicht.
Die Vorteile des Brennofens entsprechen den Vorteilen der oben genannten
Umwiälzdüse. Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Patentansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die
Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind,
näher beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Umwälzdüse in einem Montagezustand in einem Brennofen in einem vertikalen Schnitt, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnittes einer bevorzugten Ausführungsform eines Brennofens mit mehreren Umwälzdüsen und in dem
Brennofen befindlichen Gütern.
Die Fig. 1 und 2 zeigen zumindest Teile einer bevorzugten Ausführungsform einer Umwälzdüse 1 für einen Brennofen 2, wobei die Umwälzdüse 1 eine Strahlpumpe 3
mit einer Treibdüse 4, einem Ansaugeinlass 5 und einer Mischkammer 6 aufweist,
3
wobei ein Mischkammerauslass 7 der Mischkammer 6 an einer Auslassseite 8 der Umwälzdüse 1 angeordnet ist, wobei die Treibdüse 4 über eine Gasleitung 9 mit einem Gaseinlass 10 der Umwälzdüse 1 verbunden ist, wobei der Ansaugeinlass 5 über eine Ansaugleitung 11 mit einer, an der Auslassseite 8 der Umwälzdüse 1 angeordneten Ansaugöffnung 12 verbunden ist, wobei die Gasleitung 9 und die Ansaugleitung 11 über eine Wärmeübertragungsvorrichtung 13 thermisch
miteinander gekoppelt sind.
Es ist weiters ein Brennofen 2 zum Brennen keramischer Warenrohlinge umfassend
wenigstens eine Umwälzdüse 1 vorgesehen.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Umwälzleistung der Umwälzdüse 1 stark erhöht wird und somit der Massenstrom der eingeblasenen Luft nicht erhöht werden muss, wodurch wiederum der Energiebedarf zum Betreiben der Umwälzdüse 1 nicht erhöht wird. Dadurch, dass die Gasleitung 9 und die Ansaugleitung 11 über eine Wärmeübertragungsvorrichtung 13 thermisch miteinander gekoppelt sind, wird das Gas vorgewärmt, bevor es aus der Treibdüse 4 austritt. Durch diese Vorerwärmung des Gases vor der Treibdüse 4 wird der Impuls des Gasstrahles erhöht, wodurch das Umwälzvermögen und die Wurfweite des Gasstrahles erhöht werden. Es kann sogar der Massenstrom der eingeblasenen Luft reduziert werden, um trotzdem eine Umwälzleistung gemäß gängiger Strahlpumpen zu erzielen und gleichzeitig Energie zu sparen oder bei gleichem Massenstrom wie bei gängigen Strahlpumpen die Umwälzleistung deutlich erhöht werden. Die Umwälzdüse 1 kann wahlweise je nach Anforderung entweder lediglich zum Umwälzen der Atmosphäre in dem Innenraum
des Brennofens 2 oder als Brenner für den Brennofen 2 verwendet werden.
Die Umwälzdüse 1 weist eine Strahlpumpe 3 mit einer Treibdüse 4, einem
Ansaugeinlass 5 und einer Mischkammer 6 auf.
Eine Strahlpumpe 3 ist eine Pumpe, in der die Pumpwirkung durch einen Fluidstrahl erzeugt wird, wobei durch einen Impulsaustausch ein weiteres sogenanntes
Saugmedium, insbesondere Luft, angesaugt und beschleunigt wird.
Hierbei tritt ein Treibmedium mit hoher Geschwindigkeit aus der Treibdüse 4 aus.
In der Mischkammer 6 trifft das Treibmedium auf das dort befindliche Saugmedium,
4
insbesondere Luft, und es erfolgt eine Impulsübertragung von dem Treibmedium auf das Saugmedium, wodurch das Saugmedium beschleunigt und mitgerissen wird. Hierdurch entsteht nach Bernoulli für das Saugmedium ein Druckabfall, wodurch
weiteres Saugmedium in die Mischkammer 6 angesaugt wird.
Bei der Verwendung der Umwälzdüse 1 als Brenner wird das Prinzip eines Strahltriebwerkes ausgenutzt, wobei die im Strahltriebwerk stattfindende Wärmeaufnahme durch Verbrennung durch eine Wärmeaufnahme über eine
Wärmeübertragungsvorrichtung 13 ersetzt wird.
Abhängig von dem Druckniveau der Wärmeaufnahme wird ein Teil der aufgenommenen Wärme in kinetische Energie des aus der Treibdüse 4 austretenden Gas-Strahles umgesetzt. Diese höhere kinetische Energie bewirkt ein verbessertes Massenstromverhältnis in der Mischkammer 6 und damit eine verbesserte Umwälzwirkung in dem Innenraum des Brennofens 2. Je höher das Druckniveau der
Wärmeaufnahme ist, umso größer ist der Wirkungsgrad.
Durch die Vorerwärmung des Gas-Strahles steigt die Schallgeschwindigkeit des Gases an und es können bereits mit einer konventionellen Düse Gasgeschwindigkeiten erreicht werden, die signifikant über der Schallgeschwindigkeit bei einer Temperatur von 20°C liegen, wodurch die
Umwälzwirkung in dem Innenraum des Brennofens 2 deutlich erhöht wird.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass ein Gasauslass der Treibdüse 4 beabstandet und in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Ansaugeinlass 5 der Mischkammer 6
angeordnet ist.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass zumindest der Gasauslass der Treibdüse 4 in
die Mischkammer 6 hineinragt.
Ein Mischkammerauslass 7 der Mischkammer 6 ist an einer Auslassseite 8 der Umwälzdüse 1 angeordnet. Die Auslassseite 8 ist hierbei jene Seite der Umwälzdüse 1, welche dem Brennofen 2 zugewandt ist. Die Treibdüse 4 ist über eine Gasleitung 9 mit einem Gaseinlass 10 der Umwälzdüse 1 verbunden. Der Gaseinlass 10 ist insbesondere an einer der Auslassseite 8 gegenüberliegenden und somit dem
Brennofen 2 abgewandten Seite angeordnet. Der Ansaugeinlass 5 ist über eine
5
Ansaugleitung 11 mit einer, an der Auslassseite 8 der Umwälzdüse 1 angeordneten Ansaugöffnung 12 verbunden. Mit dem Begriff verbunden ist hierbei insbesondere
strömungstechnisch verbunden gemeint.
Weiters sind die Gasleitung 9 und die Ansaugleitung 11 über eine Wärmeübertragungsvorrichtung 13 thermisch miteinander gekoppelt. Durch die thermische Kopplung erfolgt eine Wärmeübertragung von der Ansaugleitung 11 auf die Gasleitung 9 und somit auf das in der Gasleitung 9 befindliche Gas, wodurch das
Gas erwärmt wird. Die Wärmeübertragungsvorrichtung 13 kann bevorzugt ein Wärmetauscher sein.
Es kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung 13 an einer Außenwandung der Umwälzdüse 1
angeordnet ist.
Bevorzugt kann hierbei die Umwälzdüse 1 im Wesentlichen zylinderförmig
ausgebildet sein, insbesondere kreiszylinderförmig.
Hierzu kann auch besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung 13 den Zylindermantel ausbildet. Hierdurch kann die Wärmeübertragungsvorrichtung 13 und somit auch die Umwälzdüse 1 besonders
platzsparend ausgebildet werden.
Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung 13 hohl-zylinderförmig ausgebildet ist, wobei die Wärmeübertragungsvorrichtung 13
im Wesentlichen die Ansaugleitung 11 umgibt, wodurch Platz gespart werden kann.
Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Umwälzdüse 1 an der Auslassseite 8 im Wesentlichen offen und an der, der Auslassseite 8 gegenüberliegenden und dem
Brennofen 2 abgewandten Seite im Wesentlichen geschlossen ist.
Es kann weiters bevorzugt vorgesehen sein, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung 13 mehrere, parallel zur Mischkammer 6 verlaufende Wärmetauscherkammern aufweist, welche an wenigstens einer
Stirnseite der Wärmeübertragungsvorrichtung 13 miteinander verbunden sind.
Hierzu kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Gasleitung 9 in der Wärmeübertragungsvorrichtung 13 mäanderförmig verläuft und hierdurch einen verhältnismäßig langen Weg zurücklegt und damit eine große Oberfläche in der Wärmeübertragungsvorrichtung 13 ausbildet, wodurch die Wärmeübertragung auf die Gasleitung 9 in der Wärmeübertragungsvorrichtung 13 besonders gut
funktioniert.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Fläche der Ansaugöffnung 12
mindestens 50%, bevorzugt mindestens 75 %, der Fläche der Auslassseite 8 beträgt.
Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die große Fläche der Ansaugöffnung 12 ein möglichst ungehindertes Ansaugen von Gas bzw. Luft aus dem Innenraum des
Brennofens 2 ermöglicht wird.
Es kann weiters bevorzugt vorgesehen sein, dass die Ansaugleitung 11 die Mischkammer 6 umgibt. Dadurch, dass die Mischkammer 6 im Wesentlichen in der Ansaugleitung 11 angeordnet ist, wird eine sehr kompakte Bauweise der
Umwälzdüse 1 ermöglicht, was beispielhaft in Fig. 1 dargestellt ist.
Weiters kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Ansaugleitung 11 im Wesentlichen parallel zu einer Längserstreckung der Mischkammer 6 von der
Ansaugöffnung 12 zu dem Ansaugeinlass 5 verläuft.
Vorteilhaft ist hierbei, dass die Ansaugleitung 11 möglichst kurz ausgestaltet
werden kann und das Gas bzw. die Luft ungehindert strömen kann.
Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Mischkammer 6 im Wesentlichen koaxial zu der Ansaugleitung 11 angeordnet ist, wodurch ein einfacher und
platzsparender Aufbau ermöglicht wird.
Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Längserstreckung der Mischkammer 6 mindestens 30%, insbesondere mindestens 40%, bevorzugt mindestens 50%, der
Längserstreckung der Umwälzdüse 1 beträgt.
Es kann auch bevorzugt vorgesehen sein, dass die Längserstreckung der Mischkammer 6 maximal 80%, insbesondere maximal 70%, bevorzugt maximal 60%,
der Längserstreckung der Umwälzdüse 1beträgt.
7
Die Mischkammer 6 kann insbesondere rohrförmig sein, wodurch eine einfache
Ausbildung der Mischkammer 6 ermöglicht wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Mischkammer 6 einstückig ausgebildet ist.
Die Mischkammer 6 kann insbesondere aus einem temperaturbeständigen Material,
bevorzugt aus einem Metall, einer Legierung oder einer Keramik bestehen.
Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Durchmesser der Mischkammer 6 wenigstens 15%, insbesondere wenigstens 20%, bevorzugt wenigstens 25%, des
Durchmessers der Umwälzdüse 1 beträgt.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Durchmesser der Mischkammer 6 maximal 50%, insbesondere maximal 40%, bevorzugt maximal 30%, des Durchmessers der
Umwälzdüse 1 beträgt.
Weiters kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Ansaugeinlass 5 ringförmig ausgebildet ist. Durch den ringförmigen Ansaugeinlass 5 kann Gas bzw. Luft aus der
Ansaugleitung 11 gut angesaugt werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass sich ein Ende der Mischkammer 6 an dem Ansaugeinlass 5 aufweitet, wodurch die angesaugte Luft gut in die Mischkammer 6
eindringen kann.
Es kann vorgesehen sein, dass die Mischkammer 6 über eine Halterung 14 mit der Wärmeübertragungsvorrichtung 13 befestigt ist. Die Halterung 14 kann hierbei insbesondere die Mischkammer 6 mit der Wärmeübertragungsvorrichtung 13
verbinden.
Weiters kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Brennofen 2 eine Vielzahl an Schürlöchern aufweist, wobei in wenigstens einem, insbesondere in wenigstens einem Drittel, bevorzugt in wenigstens der Hälfte, der Schürlöcher eine Umwälzdüse 1 angeordnet ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass bestehende Schürlöcher einfach mit einer Umwälzdüse 1 ausgestattet werden können und keine weiteren Modifikationen am Brennofen 2 zur Befestigung der Umwälzdüse 1 vorgenommen
werden müssen.
Der Brennofen 2 ist insbesondere ein Tunnelofen. Der Brennofen 2 kann aber auch
ein Kammerofen sein.
Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass eine Umwälzdüse 1 als Brenner für den Brennofen 2 verwendet wird, wobei in die Gasleitung 9 ein brennbares Gas eingeleitet wird. Hierbei ist vorteilhaft, dass zum Entzünden des Gases keine zusätzliche Zündvorrichtung benötigt wird, da in der Regel das brennbare Gas zumindest beim Eintritt in die Mischkammer 6 bereits soweit erwärmt wurde, dass dieses in Kontakt mit Sauerstoff der angesaugten Luft in der Mischkammer 6 zu brennen beginnt. Durch die Vorerwärmung des Gases wird der Impuls des GasStrahles erhöht, wodurch das Umwälzvermögen und die Wurfweite der Flamme
erhöht werden.
Der Sauerstoff der angesaugten Luft stammt hierbei insbesondere aus dem
Brennofen 2.
Durch die Vorerwärmung des Gases wird weiters eine zeitigere Zündung des Gases bewirkt was wiederum bedeutet, dass die Umwälzdüse 1 als Brenner auch in
vergleichsweise kühleren Abschnitten des Brennofens 2 eingesetzt werden kann.
Es kann alternativ vorgesehen sein, dass die Umwälzdüse 1 lediglich zum Umwälzen der Atmosphäre in einem Brennofen 2 verwendet wird, wobei in die Gasleitung 9
ein nicht brennbares Gas eingeleitet wird.
Je nach Anwendung kann somit ein brennbares oder ein nicht-brennbares Gas in die Gasleitung 9 eingeleitet werden. Das nicht-brennbares Gas kann beispielsweise Luft sein. In Fig. 2 ist beispielhaft ein Ausschnitt einer bevorzugten Ausführungsform eines Brennofens 2 mit einer bevorzugten Ausführungsform der Umwälzdüse 1 dargestellt. In dem Brennofen 2 sind in mehreren Schürlöchern Umwälzdüsen 1 angeordnet. Die Umwälzdüsen 1 können als Brenner oder als Düsen zur Umwälzung der Luft im Innenraum des Brennofens 2 ohne brennbarem Gas fungieren. In dem Innenraum des Brennofens 2 sind beispielsweise keramische Waren 15 zum Brennen
angeordnet.
Nachfolgend werden Grundsätze für das Verständnis und die Auslegung
gegenständlicher Offenbarung angeführt.
Merkmale werden üblicherweise mit einem unbestimmten Artikel „ein, eine, eines, einer“ eingeführt. Sofern es sich aus dem Kontext nicht anders ergibt, ist daher
„ein, eine, eines, einer“ nicht als Zahlwort zu verstehen.
Das Bindewort „oder“ ist als inklusiv und nicht als exklusiv zu interpretieren. Sofern es sich aus dem Kontext nicht anders ergibt, umfasst „A oder B“ auch „A
und B‘“, wobei „A“ und „B“ beliebige Merkmale darstellen.
Bei Wertebereichen sind die Endpunkte mitumfasst, sofern es sich aus dem Kontext
nicht anders ergibt.
Claims (14)
1. Umwälzdüse (1) für einen Brennofen (2), wobei die Umwälzdüse (1) eine Strahlpumpe (3) mit einer Treibdüse (4), einem Ansaugeinlass (5) und einer Mischkammer (6) aufweist, wobei ein Mischkammerauslass (7) der Mischkammer (6) an einer Auslassseite (8) der Umwälzdüse (1) angeordnet ist, wobei die Treibdüse (4) über eine Gasleitung (9) mit einem Gaseinlass (10) der Umwälzdüse (1) verbunden ist, wobei der Ansaugeinlass (5) über eine Ansaugleitung (11) mit einer, an der Auslassseite (8) der Umwälzdüse (1) angeordneten Ansaugöffnung (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitung (9) und die Ansaugleitung (11) über eine Wärmeübertragungsvorrichtung (13) thermisch
miteinander gekoppelt sind.
2. Umwälzdüse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung (13) an einer Außenwandung der Umwälzdüse (1)
angeordnet ist.
3. Umwälzdüse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung (13) hohl-zylinderförmig ausgebildet ist, wobei die Wärmeübertragungsvorrichtung (13) im Wesentlichen die Ansaugleitung (11)
umgibt.
4. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung (13) mehrere, parallel zur Mischkammer (6) verlaufende Wärmetauscherkammern aufweist, welche an wenigstens einer Stimseite der Wärmeübertragungsvorrichtung (13) miteinander
verbunden sind.
5. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Ansaugöffnung (12) mindestens 50%,
bevorzugt mindestens 75 %, der Fläche der Auslassseite (8) beträgt.
6. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
11
gekennzeichnet, dass die Ansaugleitung (11) die Mischkammer (6) umgibt.
7. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugleitung (11) im Wesentlichen parallel zu einer Längserstreckung der Mischkammer (6) von der Ansaugöffnung (12) zu dem
Ansaugeinlass (5) verläuft.
8. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (6) im Wesentlichen koaxial zu der
Ansaugleitung (11) angeordnet ist.
9. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass der Ansaugeinlass (5) ringförmig ausgebildet ist.
10. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (6) über eine Halterung (14) mit der
Wärmeübertragungsvorrichtung (13) befestigt ist.
11. Brennofen (2) zum Brennen keramischer Warenrohlinge umfassend
wenigstens eine Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Brennofen (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennofen (2) eine Vielzahl an Schürlöchern aufweist, wobei in wenigstens einem, insbesondere in wenigstens einem Drittel, bevorzugt in wenigstens der Hälfte, der
Schürlöcher eine Umwälzdüse (1) angeordnet ist.
13. Verwendung einer Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als
Brenner, wobei in die Gasleitung (9) ein brennbares Gas eingeleitet wird.
14. Verwendung einer Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Umwälzen der Atmosphäre in einem Brennofen (2), wobei in die Gasleitung (9)
ein nicht brennbares Gas eingeleitet wird.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50861/2020A AT524257B1 (de) | 2020-10-07 | 2020-10-07 | Umwälzdüse für einen brennofen |
| EP21201140.7A EP3982072A1 (de) | 2020-10-07 | 2021-10-06 | Umwälzdüse für einen brennofen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50861/2020A AT524257B1 (de) | 2020-10-07 | 2020-10-07 | Umwälzdüse für einen brennofen |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT524257A2 true AT524257A2 (de) | 2022-04-15 |
| AT524257B1 AT524257B1 (de) | 2022-12-15 |
| AT524257A3 AT524257A3 (de) | 2022-12-15 |
Family
ID=78085506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ATA50861/2020A AT524257B1 (de) | 2020-10-07 | 2020-10-07 | Umwälzdüse für einen brennofen |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3982072A1 (de) |
| AT (1) | AT524257B1 (de) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1398566A2 (de) * | 2002-09-12 | 2004-03-17 | The Boeing Company | Flüssigkeitsinjektor und Injektionsverfahren |
| CN201449130U (zh) * | 2009-07-16 | 2010-05-05 | 南京中圣园机电设备有限公司 | 尾气再循环煅烧窑 |
| CN207893756U (zh) * | 2018-02-12 | 2018-09-21 | 岳阳恒盛石化科技有限公司 | 一种烟气内循环超低NOx排放燃气燃烧器 |
| CN212029500U (zh) * | 2020-03-11 | 2020-11-27 | 北京泷涛环境科技有限公司 | 燃烧装置及水套加热炉 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE795261A (fr) * | 1972-02-10 | 1973-05-29 | Bailey Frank W | Bruleurs canon a retention de flamme bleue et systemes d'echangeur de chaleur |
| DE102005005832B4 (de) * | 2005-02-08 | 2006-11-02 | Air Liquide Deutschland Gmbh | Rekuperatorbrenner und Verfahren zum Erhitzen eines Industrieofens unter Einsatz des Brenners |
| BR112015016555A2 (pt) * | 2013-01-11 | 2017-07-11 | Basf Se | aparato para a reação contínua de líquidos com gases e processo para a reação contínua de reagentes líquidos com reagentes gasosos em um aparato |
| CN203702676U (zh) * | 2014-01-27 | 2014-07-09 | 北京北分麦哈克分析仪器有限公司 | 蒸汽喷射泵 |
| JP6541109B2 (ja) * | 2015-01-22 | 2019-07-10 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | エジェクタ及びヒートポンプ装置 |
| JP6678310B2 (ja) * | 2015-09-07 | 2020-04-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | エジェクタ及びヒートポンプ装置 |
-
2020
- 2020-10-07 AT ATA50861/2020A patent/AT524257B1/de active
-
2021
- 2021-10-06 EP EP21201140.7A patent/EP3982072A1/de active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1398566A2 (de) * | 2002-09-12 | 2004-03-17 | The Boeing Company | Flüssigkeitsinjektor und Injektionsverfahren |
| CN201449130U (zh) * | 2009-07-16 | 2010-05-05 | 南京中圣园机电设备有限公司 | 尾气再循环煅烧窑 |
| CN207893756U (zh) * | 2018-02-12 | 2018-09-21 | 岳阳恒盛石化科技有限公司 | 一种烟气内循环超低NOx排放燃气燃烧器 |
| CN212029500U (zh) * | 2020-03-11 | 2020-11-27 | 北京泷涛环境科技有限公司 | 燃烧装置及水套加热炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3982072A1 (de) | 2022-04-13 |
| AT524257B1 (de) | 2022-12-15 |
| AT524257A3 (de) | 2022-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2841105C2 (de) | Vergasungsbrenner | |
| EP0558455A1 (de) | Brenner, insbesondere Oelbrenner oder kombinierter Oel/Gas-Brenner | |
| DE1401853A1 (de) | Brenner fuer Tiefoefen od.dgl. | |
| DE2140354A1 (de) | Brenner fur flüssigen Brennstoff | |
| DE10200524C1 (de) | Brennkammerbaugruppe, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät | |
| AT524257B1 (de) | Umwälzdüse für einen brennofen | |
| AT223729B (de) | Industriebrenner | |
| DE1501970A1 (de) | Brenner fuer OEfen | |
| DE3932751C2 (de) | Abgasfackel | |
| DE19821672A1 (de) | Vormischbrenner für flüssige Brennstoffe | |
| DE10043091C2 (de) | Nach dem Rekuperatorprinzip arbeitender Gasbrenner | |
| DE488292C (de) | Vorrichtung zur Zufuehrung hocherhitzter Zusatzluft in die Heizzuege von Feuerungen | |
| DE102005005832A1 (de) | Rekuperatorbrenner und Verfahren zum Erhitzen eines Industrieofens unter Einsatz des Brenners | |
| DE4428097A1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes sowie Heizgerät zur Durchführung des Verfahrens | |
| DE3614440A1 (de) | Heizungsgeraet mit nachbrenner | |
| DE863350C (de) | Ofen zum Gluehfrischen von Temperguss in Gas | |
| DE3132186A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur vergleichmaessigung der oberen und unteren besatz-temperaturen im vorwaermbereich von keramischen tunneloefen | |
| DE102016112103B4 (de) | Hochtemperaturofen mit Wärmerückgewinnung | |
| DE4227368C1 (de) | Ofen oder Kamin mit übereinander angeordneten Feuerräumen | |
| DE4007621A1 (de) | Waermeerzeuger, insbesondere heizkessel | |
| DE2706982A1 (de) | Strahlheizrohr fuer gasbeheizung | |
| DE7338088U (de) | Heizkessel zum verbrennen gasfoermiger oder fluessiger brennstoffe | |
| DE212009000229U1 (de) | Strahlungsbrenner sowie Strahlungsbrenneranordnung | |
| DE2053805B2 (de) | Rekuperativ-Brenner | |
| DE2943289A1 (de) | Brenner fuer fluessige und/oder gasfoermige brennstoffe, insbesondere fuer industrielle oefen |