CH496919A - Radiation pipe device - Google Patents

Radiation pipe device

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Publication number
CH496919A
CH496919A CH1771668A CH1771668A CH496919A CH 496919 A CH496919 A CH 496919A CH 1771668 A CH1771668 A CH 1771668A CH 1771668 A CH1771668 A CH 1771668A CH 496919 A CH496919 A CH 496919A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
radiation
burner
fuel
tube
dependent
Prior art date
Application number
CH1771668A
Other languages
German (de)
Inventor
Gottfried Dr Cremer
Behrens Heinz
Joachim Dipl-Ing Hartmann Hans
Original Assignee
Fetok Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Fetok Gmbh filed Critical Fetok Gmbh
Publication of CH496919A publication Critical patent/CH496919A/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24CDOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C1/00Stoves or ranges in which the fuel or energy supply is not restricted to solid fuel or to a type covered by a single one of the following groups F24C3/00 - F24C9/00; Stoves or ranges in which the type of fuel or energy supply is not specified
    • F24C1/02Stoves or ranges in which the fuel or energy supply is not restricted to solid fuel or to a type covered by a single one of the following groups F24C3/00 - F24C9/00; Stoves or ranges in which the type of fuel or energy supply is not specified adapted for the use of two or more kinds of fuel or energy supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/002Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber having an elongated tubular form, e.g. for a radiant tube
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/04Arrangements of recuperators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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Description

  

  Strahlungsrohreinrichtung    Die Erfindung betrifft eine Strahlungsrohreinrich  tung mit in einem gegen hohe Temperaturen beständi  gen, im Brennraum angeordneten und in diesen ab  strahlenden Strahlungsrohren und zu diesen gehören  den Brennern, wobei zwei Strahlungsrohre parallel zu  einander und mit von entgegengesetzten Seiten eintre  tenden Brennerflammen angeordnet und zu einer  Funktionsgruppe zusammengefasst sind und jedes  Strahlungsrohr mit von dem ihm zugeordneten Brenner  abgewendeten Ende mit einem Wärmeaustauscher in  Verbindung steht, der in den Weg der Verbrennungs  luftzufuhr zum anderen Brenner eingesetzt ist.  



  Es ist bereits bekannt, einen Brenner an einem  Ende eines Rohres anzuordnen und die Flamme in das  Rohr hineinbrennen zu lassen. Dieses Rohr ist von  einem Aussenrohr umgeben, das an dem dem Brenner  abgewendeten Ende verschlossen ist und von dem dor  tigen Ende des Innenrohres einen Abstand aufweist, so  dass die im Innenrohr entstehenden Verbrennungsgase  über diesen Ringzwischenraum am verschlossenen  Ende des Aussenrohres umgelenkt werden und in dem  Ringraum zwischen Innenrohr und Aussenrohr zurück  strömen, bis sie schliesslich aus einem Abgasstutzen im  Bereich der Brennerdüsenausmündung austreten kön  nen. Die Brenngase passieren also bei diesem Strah  lungsrohrbrenner das Innenrohr, werden am Ende des  Innenrohres in das Aussenrohr umgelenkt und verlas  sen das Aussenrohr durch den Abgasstutzen in der  Nähe der Brennerdüse.

   Die Rohre dieser Strahlungs  rohrbrenner sind aus Stahl hergestellt, was ihre maxi  male Arbeitstemperatur auf ca.     1150     C beschränkt.  



  Bekannt ist es -auch für die Beheizung mit gasför  migem Brennstoff einen Strahlungsrohr-Brennersatz       mit    zwei Strahlungsrohren zu verwenden, die parallel  zueinander angeordnet sind und jeweils am einander  entgegengesetzten Ende einen Brenner aufweisen,  wobei das von diesem Brenner abgewendete Ende  jedes Strahlungsrohres mit einem Wärmeaustauscher in  Verbindung steht, der in den Weg der Verbrennungs  luftzufuhr zum Brenner des benachbarten Strahlungs-    rohres eingesetzt ist. Die Verbrennungsluft wird den  Brennern durch ein Druckgebläse zugeführt. Auch hier  bestehen die Strahlungsrohre aus Stahl, was die maxi  male Arbeitstemperatur dieses Brennersatzes auf ca.  1150  C beschränkt.  



  Man hat auch bereits erkannt, dass zur Erreichung  höherer Temperaturen von Stahl als Werkstoff für das  Brennerrohr abgegangen werden muss. Man hat des  halb bereits Strahlungsrohrbrenner für vergleichweise       kurze        Rohrlängen    gebaut,     bei        denen        in        ein        einfaches     kurzes Rohr aus SiC von einer Seite ein Druckzerstäu  berbrenner brennt und die Brenngase durch das Rohr  hindurchgeführt werden. Eine Anwendung dieses Prin  zips für die Beheizung von breiten Ofenräumen unter  Benutzung einfacher Gas- bzw. Ölzerstäubungsbrenner  ist jedoch nicht möglich, weil ein Temperaturabfall  über die Länge des Rohres unvermeidbar ist.

   Dieser  Temperaturabfall würde unterschiedliche Abstrah  lungstemperaturen der Oberfläche des Strahlungsrohres  zur Folge haben, welche den angestrebten Wärmebe  handlungseffekt erschweren oder unmöglich machen  würde.  



  Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strahlungsein  richtung für die gleichmässige     Beheizung    auch breiter  Ofenräume zu schaffen, in denen Arbeitstemperaturen  herrschen sollen, denen Stahlrohre nicht mehr gewach  sen wären.  



  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst, in  dem die Strahlungsrohre aus     SiC    bestehen, mit Hilfe  von Futtersteinen im Mauerwerk des Ofens gelagert  sind und am Ende jedes der Wärmetauscher ein Saug  gebläse angeordnet ist.  



  Die Verwendung des Materials     SiC    für die Strah  lungsrohre entsprechender     Längeabmessungen    würde  es erforderlich machen, die Rohre lose, d. h. mit einem  ausreichenden Spiel in den sie im Ofenmauerwerk hal  tenden Futtersteinen zu lagern. Es ist zu berücksichti  gen, dass     SiC-Rohre    grösserer Längenabmessungen  nicht nur schwierig und unter erheblichem Kostenauf  wand herzustellen sind, sondern ihre Haltbarkeit mit      zunehmender Länge auch rapide abnimmt und die bei  grösseren Längenabmessungen auftretenden grösseren       Längenänderungen    bei Temperaturänderungen nicht  mehr vom Rohr selbst oder dem Ofenmauerwerk auf  genommen werden können.

   Eine lockere Lagerung ist  aber an sich unerwünscht, weil damit zwangsläufig Un  dichtigkeiten verbunden sind, die zu Veränderungen,  wenigstens aber Störungen der Ofenatmosphäre führen.  Es muss also auch eine Massnahme getroffen werden,  diese Möglichkeiten auszuschalten, was durch den Ein  satz von Sauggebläsen für die Abfuhr der Brennerab  gase und damit auch für die Zufuhr der Verbrennungs  luft zu den     Brennern        erfolgt.        Durch    den Ersatz     der    aus  Stahl     bestehenden    Strahlungsrohre bei einer bestimm  ten bekannten Art eines Brennersatzes durch Strah  lungsrohre aus SiC in Verbindung mit besonderen,

   zu  sätzlichen Massnahmen der Lagerung dieser Rohre  und der Versorgung der ihnen zugeordneten Brennern  mit Verbrennungsluft können temperaturmässig höher  belastbare SiC-Strahlungsrohre grösserer Längenab  messungen eingesetzt werden und damit sind neue  Ofenausbildungen und insbesondere neue Betriebsver  fahren erreichbar.  



  Zwar ist durch den     erfindungsgemässen    Vorschlag  ähnlich wie bei der bekannten Anordnung mit Stahl  rohren eine wärmetechnische Kopplung der beiden  Strahlungsrohre miteinander gegeben. Gegen eine sol  che Kopplung hat der Fachmann an sich Bedenken,  weil er selbstverständlich in der Regelmöglichkeit des  einzelnen Strahlungsrohrbrenners weitgehendst unab  hängig von anderen Teilen des Ofens zu sein wünscht.  Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Kopplung auch  bei der durch die Erfindung abgeänderten und verbes  serten Ausführungsform der Strahlungsrohreinrichtung  ohne Bedeutung ist, weil ohnehin meistens eine     grös-          sere    Anzahl von Strahlungsrohrsätzen nebeneinander  mit gleicher Temperatur betrieben wird.

   In diesem Fall  sind also innerhalb jedes Strahlungsrohrsatzes gleiche  Brennstoffmengen in jedem Strahlungsrohr zu verbren  nen, und es ergeben sich damit für die beiden Strahl  rohre einer Strahlungsrohreinrichtung gleiche Betriebs,  verhältnisse.    Aber selbst dann, wenn es in besonderen Fällen er  forderlich sein sollte, die beiden Strahlungsrohre einer  Strahlungsrohreinrichtung mit unterschiedlicher Wär  meleistung zu betreiben, ist dies überraschenderweise  ohne weiteres möglich. Es ergibt sich lediglich eine  Verschiebung des Wirkungsgrades zwischen den beiden  Strahlungsrohren einer Strahlungsrohreinrichtung, weil  aus den beiden Strahlungsrohren unterschiedliche Ab  wärmemengen zu Verfügung stehen, die für die Auf  wärmung des jeweils anderen Strahlungsrohres einge  setzt     wenden    können.

   Dies bedeutet im Endergebnis  aber lediglich, dass der Wirkungsgrad des einen Strah  lungsrohres einer Strahlungsrohreinrichtung um so viel  grösser wird, als der Wirkungsgrad des anderen Strah  lungsrohres sich vermindert. Im Gesamtergebnis würde  aber der Wirkungsgrad unverändert bleiben.  



  Die erfindungsgemässe Strahlungsrohreinrichtung  wird vorteilhaft derart weitergebildet, dass jeder     Wär-          meaustauscher    aus einem Mantelrohr besteht, dessen  Innenrohr an dem einen Ende an das Abgasende des  ihm zugeordneten Strahlungsrohres angeschlossen ist,  während das den Mantel bildende Aussenrohr in dem  Anschlussbereich des Innenrohres einen freien Ein  trittsquerschnitt aufweist und am anderen Ende in die         Brennkammer    des Brenners des anderen Strahlungs  rohres einmündet.  



  Die Brenner können wahlweise mit flüssigem  Brennstoff, vorzugsweise Öl, oder mit gasförmigem  Brennstoff betrieben werden.  



  Bei Beheizung mit geringen Brennstoffmengen, wie  unterhalb 81/h, z. B. in der Grössenordnung von 3 l/h,  bedient man sich in weiterer Ausbildung der Erfindung  zweckmässig Druckzerstäuberbrenner, die jeden Brenn  stoff teilweise unverbrannt über die gesamte, in den  Brenngutraum abstrahlende Länge des Strahlungsroh  res einspritzen, vorzugsweise intermittierend einsprit  zender Brenner.  



  Zweckmässig bedient man sich dabei Brenner mit  je einem Düsenhohlkörper, dessen Düsenöffnung durch  eine Düsennadel verschliessbar ist, die eine mit einer  Zuführungsleitung für Pressluft oder Brennstoff in  Verbindung stehende, am Düsenende frei ausmün  dende Durchbohrung aufweist. Die Düsennadel steht  dabei     vorteilhaft    in Richtung der Düsenöffnung unter  dem Druck einer Feder. Ferner ist     zweckmässig    je ein  Verschlussorgan in den beiden     Zuführungsleitungen    für  Pressluft bzw. Brennstoff, vorgesehen.  



  Anschliessend wird die Erfindung anhand der  Zeichnung beispielsweise erläutert.  



  Die Zeichnung zeigt in    Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer     erfindungsge-          mässen    Strahlungsrohreinrichtung und in       Fig.2    eine bevorzugte Ausführungsform eines  Brenners im Schnitt.  



  Mit 1 und 2 sind in     Fig.l    die Wandungen des       Brenngutraumes    3 bezeichnet, der eine     Brenntempera-          tur    von beispielsweise 1250  C erhalten soll. Vorzugs  weise unter der Decke dieses Brennraumes sind in den  Wandungen Öffnungen 4, 5, 6, 7 freigelassen, in wel  che über Futtersteine 8, 9, 10, 11 die Strahlungsrohre  12, 13, eingesetzt sind.  



  In den Öffnungen 4 bzw. 7 sitzen Einsatzrohre 14  bzw. 15, welche an Verschlussplatten 16 bzw. 17 befe  stigt sind. Über Öffnungen in diesen Platten münden die  nur schematisch angedeuteten Brenner 18, 19, die  beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel Gasbrenner       sind,    genauso gut aber auch mit     flüssigem.        Brennstoff     betriebene Brenner sein können, in die Einsatzrohre  14, 15, ein.  



  In den Maueröffnungen 5 bzw. 6 sitzen zusätzliche  Futtersteine 19; 20. Über nicht näher bezeichnete  durchgehende Bohrungen in diesen Steinen treten die       Brenngase    aus dem Strahlungsrohr 12 bzw. 13 in das  Innenrohr 22 bzw. 21 eines     Wärmeaustauschers    ein,  welcher am anderen Ende 24 bzw. 23 zu einem nicht  gezeichneten     Saugzugventilator    geführt ist. Um das In  nenrohr 21 bzw. 22 legt sich jeweils ein Aussenrohr 25  bzw. 26. Das Aussenrohr 25 bzw. 26 endet, wie bei 27  bzw. 28 erkennbar, kurz vor der Ansatzstelle des     In-          nenrohres    21 bzw. 22 am entsprechenden     zusätzlichen     Futterstein 19 bzw. 20.

   Es entsteht-somit ein ringför  miger Eintrittsschlitz ins Innere des Aussenrohres 25  bzw. 26. Am anderen Ende     führt        ein.        Stutzen.    29' bzw.  30' aus dem Aussenrohr 25 bzw. 26 in den Raum, in  den der     Brenner    einbläst, so dass diesem die im     Wär-          meaustauscher    vorgewärmte Luft schliesslich im Strah  lungsrohr zugeführt wird.  



  Selbstverständlich weisen Innen- und Aussenrohr  zweckmässig Rippen zur Verbesserung des Wärmeaus-      tausches auf. Diese Rippen sind bei 29 bzw. 30 er  kennbar.  



  Die beiden     Strahlungsrohre    12 bzw. 13 bestehen  aus SiC. Für die Anschlussteine 8, 9, 10, 11, kann  man entsprechendes feuerfestes Material verwendetn.  Der Wärmeaustauscher und die Anschlusselemente für  ihn sowie für die Brenner sind aus hochwertigem Stahl  hergestellt.  



  In Fig.2 ist mit 101 ein aus SiC bestehendes  Strahlungsrohr bezeichnet, in das der auf der rechten  Seite der Figur dargestellte Brenner 102 mündet. Bei  103 ist ein in das Strahlungsrohr 101 eingestecktes  Abzugsrohr angedeutet.  



  Bei der als Beispiel wiedergegebenen Ausführungs  form des Brenners bedeutet 111     den,    Düsenhohlkörper,  in dem eine Düsennadel 112 angeordnet ist, die mit  Hilfe der an der Führungsmuffe 113 angreifenden  Feder 114 gegen die Düsenöffnung 115 angedrückt  wird. Die Feder 114 stützt sich an einem im Düsen  hohlkörper 111     eingeschraubten    Deckel 116 ab. Im  Teil 117 des Düsenhohlkörpers 111 ist die Düsennadel  112 geführt.  



  Der Teil 117 zusammen mit der Düsennadel 112  trennt den Hohlraum 119 vom Hohlraum 120. Der  Raum 119 steht über die Leitung 121 mit einer Quelle  für den flüssigen Brennstoff in Verbindung, während  der Raum 120 über die Leitung 122 vorteilhaft mit  einer Pressluftquelle verbunden ist. In den Leitungen  121 und 122 sind Verschlussorgane 124 und 125 vor  gesehen. Ausserdem ist die Düsennadel 112 mit einer  Durchbohrung 126 versehen.  



  Bei der dargestellten Stellung der Verschlussorgane  124, 125 steht der Hohlraum 120 mit der     Pressluft-          quelle    in Verbindung. Aus dem Raum 120 gelangt die  Pressluft durch die Durchbohrung 126 zur Düsenöff  nung 115, wo sie auf den Brennstoff trifft, der aus dem  Raum 119 in die Düsenöffnung 115 gelangt und von  der     Pressluft    teilweise zerstäubt und weitergetragen  wird. Selbstvertändlich kann die Förderung des flüssi  gen Brennstoffs     kontinuierlich        oder        absatzweise    vorge  nommen werden, je nachdem, welche Art der Behei  zung erwünscht ist.  



       Man        kann    den Brenner auch so     betreiben,        dass     man entweder nur über das offene Verschlussorgan  124 oder nur über das offene Verschlussorgan 125  Brennstoff     zuführt,    wobei das andere Verschlussorgan  125 bzw. 124 geschlossen bleibt. Bei geschlossenem       Verschlussorgan    125 und offenem Verschlussorgan  124 gelangt der Brennstoff unmittelbar in den Raum  119.

   Da die Düsennadel 112 zwei verschiedene Quer  schnitte a und b aufweist, wird die Düsennadel 112 in  Richtung des Pfeiles c gegen die Wirkung der Feder  114 nach hinten verschoben, und der Brennstoff kann  nunmehr aus der     etwas    geöffneten Düsenöffnung 115  als     fein,        zerstäubter        Brennstoffkegel        austreten.    Durch  entsprechende Wahl der Masse der Düsennadel 112  und der Federkraft der Feder 114 kann erreicht wer  den, dass die Düsennadel 112 in einen Schwingungszu  stand gerät,

   so dass auch bei kontinuierlicher Förde  rung des Brennstoffes ein dauerndes Vibrieren der  Nadel 112     und    damit eine dauernde Änderung des  Durchgangsquerschnitts der Düsenöffnung 115 erreicht  wird.  



  Ist dagegen das Verschlussorgan 124 geschlossen  und wird über das offene Verschlussorgan 125 statt  Pressluft Brennstoff zugeführt, dann gelangt der  Brennstoff aus dem Raum 120 durch die Durchboh-    rung 126 zur Düsenöffnung 115, von wo aus der  Brennstoff mit so hoher Geschwindigkeit und gegebe  nenfalls auch nur unter teilweiser Zerstäubung einge  spritzt     wind,    so dass das Abbrennen dieses Brennstoffes  über die ganze     Länge    des Strahlungsrohres allmählich  erfolgt.  



  Die Luftversorgung über die Löcher 129 kann  selbstverständlich entfallen, wenn die Pressluftzufuhr  durch die Leitung 122 für die Verbrennung ausrei  chende Luftmengen liefert und die Zufuhr sekundärer  Verbrennungsluft entfallen kann.  



  Bei 130 sind die sich über die Länge des Strah  lungsrohres 101 fortbewegenden abbrennenden Brenn  stoffmengen angedeutet. Das Strahlungsrohr 101  strahlt seine     Wärme    in den nicht gezeichneten     Brenn-          gutraum    ab.



  Radiation tube device The invention relates to a radiation tube device with in a resistant to high temperatures, arranged in the combustion chamber and in these from radiating radiation tubes and these include the burners, with two radiation tubes arranged parallel to each other and with burner flames entering from opposite sides and one Functional group are summarized and each radiant tube is connected to the end facing away from the burner assigned to it with a heat exchanger, which is used in the path of the combustion air supply to the other burner.



  It is already known to arrange a burner at one end of a pipe and to let the flame burn into the pipe. This tube is surrounded by an outer tube, which is closed at the end facing away from the burner and is at a distance from the end of the inner tube there, so that the combustion gases arising in the inner tube are deflected via this annular space at the closed end of the outer tube and into the annular space flow back between the inner pipe and the outer pipe until they can finally exit from an exhaust pipe in the area of the burner nozzle opening. The combustion gases pass through the inner tube in this radiation tube burner, are deflected at the end of the inner tube into the outer tube and leave the outer tube through the exhaust gas nozzle near the burner nozzle.

   The tubes of these radiant tube burners are made of steel, which limits their maximum working temperature to approx. 1150 C.



  It is known to use a radiant tube burner set with two radiant tubes, which are arranged parallel to one another and each have a burner at the opposite end, the end of each radiant tube facing away from this burner with a heat exchanger in Connection stands, which is used in the path of the combustion air supply to the burner of the adjacent radiant tube. The combustion air is fed to the burners by a pressure fan. Here, too, the radiation tubes are made of steel, which limits the maximum working temperature of this burner set to approx. 1150 C.



  It has also already been recognized that in order to achieve higher temperatures, steel must be used as the material for the burner tube. One has therefore already built radiant tube burners for comparatively short tube lengths, in which a pressure atomizer burns from one side into a simple short tube made of SiC and the combustion gases are passed through the tube. An application of this principle zips for the heating of wide furnace chambers using simple gas or oil atomization burners is not possible because a temperature drop over the length of the tube is inevitable.

   This drop in temperature would result in different radiation temperatures of the surface of the radiation tube, which would make the desired heat treatment effect difficult or impossible.



  The object of the invention is to provide a Strahlungsein direction for even heating of even wide furnace spaces in which working temperatures should prevail, which steel pipes would no longer be grown.



  This object is achieved according to the invention, in which the radiation tubes are made of SiC, are stored with the help of lining stones in the masonry of the furnace and a suction fan is arranged at the end of each of the heat exchangers.



  The use of the material SiC for the radiation tubes of appropriate length dimensions would make it necessary to loosely, d. H. to store lining stones with sufficient play in the lining stones held in the furnace masonry. It must be taken into account that SiC pipes of larger length dimensions are not only difficult and costly to manufacture, but their durability also decreases rapidly with increasing length and the larger changes in length that occur with larger length dimensions are no longer from the pipe itself or the furnace masonry can be taken on.

   A loose storage is undesirable in and of itself because it inevitably involves un leaks, which lead to changes, or at least disturbances, of the furnace atmosphere. A measure must therefore also be taken to switch off these possibilities, which is done by using suction fans to remove the burner exhaust gases and thus also to supply the combustion air to the burners. By replacing the radiation tubes made of steel in a certain known type of burner set with radiation tubes made of SiC in conjunction with special,

   Additional measures for the storage of these tubes and the supply of the burners assigned to them with combustion air can be used with SiC radiation tubes of greater length than can be used in terms of temperature, and new furnace designs and, in particular, new operating methods can be achieved.



  Although the proposal according to the invention is similar to the known arrangement with steel pipes, a thermal coupling of the two radiation pipes is given. The person skilled in the art has reservations about such a coupling because he naturally wishes to be largely independent of other parts of the furnace in the control option of the individual radiant tube burner. It has been shown, however, that this coupling is also irrelevant in the embodiment of the radiation tube device modified and improved by the invention, because a larger number of radiation tube sets are usually operated next to one another at the same temperature anyway.

   In this case, the same amounts of fuel are to be burned in each radiant tube within each radiant tube set, and the operating conditions are the same for the two radiant tubes of a radiant tube device. But even if it should be necessary in special cases to operate the two radiation tubes of a radiation tube device with different heat output, this is surprisingly easily possible. There is only a shift in the efficiency between the two radiation tubes of a radiation tube device, because from the two radiation tubes different amounts of heat are available that can turn to the heating of the other radiation tube is used.

   In the end, however, this only means that the efficiency of a radiation tube of a radiation tube device is so much greater as the efficiency of the other radiation tube is reduced. Overall, however, the efficiency would remain unchanged.



  The radiation tube device according to the invention is advantageously developed in such a way that each heat exchanger consists of a jacket tube, the inner tube of which is connected at one end to the exhaust end of the radiation tube assigned to it, while the outer tube forming the jacket has a free inlet cross-section in the connection area of the inner tube and at the other end opens into the combustion chamber of the burner of the other radiation tube.



  The burners can be operated either with liquid fuel, preferably oil, or with gaseous fuel.



  When heating with small amounts of fuel, such as below 81 / h, z. B. in the order of 3 l / h, one uses in a further embodiment of the invention, expedient pressure atomizer burners, which inject each fuel partially unburned over the entire length of the Strahlungsroh emitting into the fuel space, preferably intermittently injecting burner.



  It is useful to use burners each with a hollow nozzle body, the nozzle opening of which can be closed by a nozzle needle which has a through-hole connected to a supply line for compressed air or fuel and freely opening at the nozzle end. The nozzle needle is advantageously under the pressure of a spring in the direction of the nozzle opening. Furthermore, a closure member is expediently provided in each of the two supply lines for compressed air and fuel.



  The invention is then explained, for example, with reference to the drawing.



  The drawing shows in FIG. 1 an exemplary embodiment of a radiation tube device according to the invention and in FIG. 2 a preferred embodiment of a burner in section.



  The walls of the firing space 3, which is intended to have a firing temperature of 1250 C, for example, are denoted by 1 and 2 in FIG. Preferably, under the ceiling of this combustion chamber openings 4, 5, 6, 7 are left free in the walls, in wel che via lining blocks 8, 9, 10, 11, the radiation tubes 12, 13 are used.



  In the openings 4 and 7 sit insert tubes 14 and 15, which are BEFE Stigt on closure plates 16 and 17, respectively. The only schematically indicated burners 18, 19, which in the illustrated embodiment are gas burners, but also with liquid burners, open out via openings in these plates. Fuel-operated burners can be inserted into the insert tubes 14, 15.



  In the wall openings 5 and 6, additional lining stones 19 sit; 20. The combustion gases from the radiation tube 12 and 13 enter the inner tube 22 and 21 of a heat exchanger via unspecified through bores in these stones, which is led at the other end 24 or 23 to an induced draft fan, not shown. An outer tube 25 or 26 is placed around the inner tube 21 or 22, respectively. The outer tube 25 or 26 ends, as can be seen at 27 or 28, shortly before the attachment point of the inner tube 21 or 22 at the corresponding additional lining stone 19 or 20.

   This creates an annular entry slot into the interior of the outer tube 25 or 26. At the other end, a slot leads. Support. 29 'or 30' from the outer tube 25 or 26 into the space into which the burner blows, so that the air preheated in the heat exchanger is finally fed to it in the radiation tube.



  It goes without saying that the inner and outer tubes suitably have ribs to improve the heat exchange. These ribs can be seen at 29 and 30 respectively.



  The two radiation tubes 12 and 13 are made of SiC. Appropriate refractory material can be used for the connecting blocks 8, 9, 10, 11. The heat exchanger and the connection elements for it and for the burners are made of high quality steel.



  In FIG. 2, 101 denotes a radiation tube made of SiC, into which the burner 102 shown on the right-hand side of the figure opens. At 103, an exhaust pipe inserted into the radiation pipe 101 is indicated.



  In the embodiment of the burner shown as an example, 111 means the nozzle hollow body in which a nozzle needle 112 is arranged, which is pressed against the nozzle opening 115 with the aid of the spring 114 acting on the guide sleeve 113. The spring 114 is supported on a cover 116 screwed into the hollow nozzle body 111. The nozzle needle 112 is guided in part 117 of the nozzle hollow body 111.



  The part 117 together with the nozzle needle 112 separates the cavity 119 from the cavity 120. The space 119 is connected via the line 121 to a source for the liquid fuel, while the space 120 is advantageously connected via the line 122 to a source of compressed air. In the lines 121 and 122 closure members 124 and 125 are seen before. In addition, the nozzle needle 112 is provided with a through hole 126.



  In the illustrated position of the closure members 124, 125, the cavity 120 is connected to the compressed air source. From the space 120, the compressed air passes through the through hole 126 to the nozzle opening 115, where it meets the fuel, which comes from the space 119 into the nozzle opening 115 and is partially atomized and carried on by the compressed air. Of course, the delivery of the liquid fuel can be carried out continuously or intermittently, depending on the type of heating required.



       The burner can also be operated in such a way that fuel is supplied either only via the open closure member 124 or only via the open closure member 125, the other closure member 125 or 124 remaining closed. When the closure member 125 is closed and the closure member 124 is open, the fuel enters the space 119 directly.

   Since the nozzle needle 112 has two different cross sections a and b, the nozzle needle 112 is moved backwards in the direction of arrow c against the action of the spring 114, and the fuel can now emerge from the somewhat open nozzle opening 115 as a fine, atomized fuel cone. By appropriately choosing the mass of the nozzle needle 112 and the spring force of the spring 114, it can be achieved that the nozzle needle 112 is in a state of oscillation,

   so that even with continuous conveyance of the fuel, a constant vibration of the needle 112 and thus a constant change in the passage cross section of the nozzle opening 115 is achieved.



  If, on the other hand, the closure member 124 is closed and fuel is supplied via the open closure member 125 instead of compressed air, then the fuel passes from the space 120 through the bore 126 to the nozzle opening 115, from where the fuel flows at such a high speed and possibly only wind injected with partial atomization, so that the burning of this fuel takes place gradually over the entire length of the radiation tube.



  The air supply via the holes 129 can of course be omitted if the compressed air supply through the line 122 supplies sufficient amounts of air for the combustion and the supply of secondary combustion air can be omitted.



  At 130 the burning fuel quantities moving along the length of the strah treatment tube 101 are indicated. The radiation tube 101 radiates its heat into the fuel space, not shown.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Strahlungsrohreinrichtung mit in einem gegen hohe Temperaturen beständigen, im Brennraum angeordne ten und in diesen abstrahlenden Strahlungsrohren und zu diesen gehörenden Brennern, wobei zwei Strah lungsrohre parallel zueinander und mit von entgegen gesetzten Seiten eintretenden Brennerflammen ange ordnet und zu einer Funktionsgruppe zusammengefasst sind und jedes Strahlungsrohr mit dem von dem ihm zugeordneten Brenner abgewendeten Ende mit einem Wärmeaustauscher in Verbindung steht, der in den Weg der Verbrennungsluftzufuhr zum anderen Brenner eingesetzt ist, PATENT CLAIM Radiation tube device with in a high temperature resistant, arranged in the combustion chamber and radiating in this radiation tubes and associated burners, whereby two radiation tubes are arranged parallel to each other and with burner flames entering from opposite sides and are combined into a functional group and each radiation tube with the end facing away from the burner assigned to it is connected to a heat exchanger which is inserted in the path of the combustion air supply to the other burner, dadurch gekennzeichnet, dass die Strah lungsrohre (12, 13) aus SiC bestehen, mit Hilfe von Futtersteinen (8, 9, 10, 11) im Mauerwerk des Ofens gelagert sind und am Ende jedes der Wärmeaustau- scher (21, 25, bzw. 22, 26) ein Sauggebläse angeordnet ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Strahlungsrohreinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wärmetauscher aus einem Mantelrohr besteht, dessen Innenrohr (21, bzw. characterized in that the radiation tubes (12, 13) consist of SiC, are mounted in the masonry of the furnace with the help of lining stones (8, 9, 10, 11) and at the end of each of the heat exchangers (21, 25, or 22, 26) a suction fan is arranged. SUB-CLAIMS 1. Radiant tube device according to claim, characterized in that each heat exchanger consists of a jacket tube, the inner tube (21 or 22) an dem einen Ende an das Abgasende des ihm zu geordneten Strahlungsrohres (13, bzw. 12) angeschlos sen ist, während das den Mantel bildende Aussenrohr (25, bzw. 26) in dem Anschlussbereich des Innenroh res einen freien Eintrittsquerschnitt (27, 28) aufweist, und am anderen Ende in die Brennkammer des Bren ners (18, bzw. 19) des anderen Strahlungsrohres (12, bzw. 13) einmündet. 2. Strahlungsrohreinrichtung nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner für die Verbrennung eines gasförmigen Brennstoffes vorgesehen sind. 3. Strahlungsrohreinrichtung nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner für die Verbrennung flüssigen Brennstoffes vorgesehen sind. 22) is ruled out at one end to the exhaust end of the radiation pipe (13, or 12) assigned to it, while the outer pipe (25, or 26) forming the jacket has a free inlet cross-section (27, 27) in the connection area of the inner pipe. 28), and at the other end opens into the combustion chamber of the burner (18, or 19) of the other radiation tube (12, or 13). 2. Radiation tube device according to claim or dependent claim 1, characterized in that the burners are provided for the combustion of a gaseous fuel. 3. Radiation tube device according to claim or dependent claim 1, characterized in that the burners are provided for the combustion of liquid fuel. 4. Strahlungsrohreinrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Brenner (102) eint Druckzerstäubungsbrenner ist, der den Brennstoff teilweise uriverbrannt über die gesamte, in den Brenn- gutraum abstrahlende Länge des Strahlungsrohres (101 einspritzt. 5. 4. Radiation tube device according to dependent claim 3, characterized in that each burner (102) is a pressure atomization burner which injects the fuel, partially burned naturally, over the entire length of the radiation tube (101) radiating into the fuel space. Strahlungsrohreinrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Brenner ein in termittierend einspritzender Brenner ist. 6. Strahlungsrohreinrichtung nach Unteranspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung von Bren nern (102) mit je einem Düsenhohlkörper (111(, des sen Düsenöffnung (115) durch eine Düsennadel (112) verschliessbar ist, die eine mit einer Zuführungsleitung (122) für Pressluft oder Brennstoff in Verbindung ste hende, am Düsenende frei ausmündende Durchboh rung (126) aufweist. 7. Radiant tube device according to dependent claim 4, characterized in that each burner is a burner which injects in termittent manner. 6. Radiation tube device according to dependent claim 4, characterized by the use of burners (102) each with a nozzle hollow body (111 (, the nozzle opening (115) of which is closed by a nozzle needle (112), one with a supply line (122) for compressed air or fuel-connected through hole (126) opening freely at the nozzle end. Strahlungsrohreinrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (112) in Richtung der Düsenöffnung (115) unter dem Druck einer Feder (114) steht. B. Strahlungsrohreinrichtung nach Unteranspruch 6, gekennzeichnet durch je ein Verschlussorgan (124, 125) in den beiden Zuführungsleitungen (121, 122) für Pressluft bzw. Brennstoff. Radiation tube device according to dependent claim 6, characterized in that the nozzle needle (112) is under the pressure of a spring (114) in the direction of the nozzle opening (115). B. radiation pipe device according to dependent claim 6, characterized by a closure member (124, 125) in each of the two supply lines (121, 122) for compressed air or fuel.
CH1771668A 1967-12-12 1968-11-28 Radiation pipe device CH496919A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0191910A1 (en) * 1984-12-28 1986-08-27 Aichelin GmbH Ceramic fire tube for a radiant heating cover tube of an industrial burner

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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