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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Ofenanlage, eine Brennerdüse, einen Düsenkopf und ein Verfahren zur Messung eines Lambdawertes nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche 1, 5, 9 und 10.
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STAND DER TECHNIK
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Meist werden solche Ofenanlagen zum Behandeln von Strängen, insbesondere Strangguss-Stangen oder Stranguss-Bolzen vor einer Weiterbehandlung, beispielsweise durch eine Schere oder Presse, auf Umformtemperatur angewärmt.
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Eine Ofenanlage der eingangs genannten Art ist grundsätzlich aus der
DE 10 2004 020 206 A1 bekannt. Bei der bekannten Ofenanlage handelt es sich um eine Anlage zum Wärmebehandeln von Strangguss-Stangen oder Strangguss-Bolzen, welche vor dem Abscheren zum Pressbolzen und anschließdenden Verpressen in einer Presse in der Ofenanlage auf eine Umformtemperatur anwärmbar sind. In der Ofenanlage ist eine Mehrzahl von den in Umfangsrichtung drehbar angeordneten Wellenelementen zum axialen Transportieren der Strangguss-Stangen oder Strangguss-Bolzen vorgesehen.
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Zur Optimierung der Verbrennung wird in unterschiedlichen Anwendungen eine Lambdasonde eingesetzt, mit der die Rauchgaszusammensetzung innerhalb eines Brennraums analysiert wird. Insbesondere dient die Lambdasonde dazu, das Verhältnis von Luft zu Brennstoff im Rauchgas für eine Lambdaregelung zu bestimmten
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Beispielsweise offenbart die
DE 10 2008 018 889 A1 eine Ofenanlage bei der zur Lambdamessung ein Strömungsgemisch in einem Pilotbrennraum verbrannt wird, in dem eine Pilotlambdasonde angeordnet ist. Der Pilotbrennraum ist parallel zu den Brennerdüsen und dem Brennraum für die Ofenanlage angeordnet. Nachteiligerweise wird damit nicht die wirkliche Rauchgaszusammensetzung, sondern nur eine Pilotrauchgaszusammensetzung, die der wirklichen Rauchgaszusammensetzung höchstens ähnlich sein kann, gemessen. Dadurch beruht die Regelung der Strömungsgemischzusammensetzung nur auf der Lambdamessung einer Rauchgaszusammensetzung, die unter ähnlichen Umständen, wie die Rauchgaszusammensetzung die geregelt werden soll, zu Stande gekommen ist.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Regelung der Strömungsgemischzusammensetzung für Ofenanlagen mit Brennerdüsen zu verbessern. Daneben soll es ermöglicht werden, zu jeder Brennerdüse genaue Ergebnisse einer Rauchgaszusammensetzung zu erhalten und eine genau angepasste Regelung des Strömungsgemisches zu ermöglichen.
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Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale der kennzeichnenden Teile der unabhängigen Ansprüche 1, 5, 9 und 10.
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Bei einer Ofenanlage mit einer Mehrzahl von Brennerdüsen zur Verbrennung eines Strömungsgemisches und einer Lambdasonde zur Analyse einer Rauchgaszusammensetzung ist die Lambdasonde zur Analyse der Rauchgaszusammensetzung an zumindest einer der Brennerdüsen angeordnet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Rauchgaszusammensetzung direkt an der Brennerdüse ermittelt wird.
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Bevorzugt ist mehreren Brennerdüsen jeweils eine eigene Lambdasonde zugeordnet. Besonders bevorzugt ist jeder der Brennerdüsen eine eigene Lambdasonde zugeordnet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Rauchgaszusammensetzung an den einzelnen Brennerdüsen ermittelt wird und so fehlerhafte Brennerdüsen erkannt werden können. Ein weitere Vorteil ist, dass das Strömungsgemisch für jede Brennerdüse in Abhängigkeit der Lambdamessung eingestellt werden kann.
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In typischen Ausführungsbeispielen weist die Brennerdüse eine Öffnung auf, die geeignet ist, zur Rauchgasentnahme. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass direkt aus einem Brennraum der Brennerdüse Rauchgas entnommen werden kann, dessen Zusammensetzung mit der Lambdasonde ermittelt wird. Vorteilhafterweise wird der Lambdawert des Rauchgases gemessen, dessen Lambdawert geregelt werden soll.
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Zweckmäßigerweise umfasst die Ofenanlage eine Leitung, die geeignet ist, um das entnommene Rauchgas aus dem Brennraum der Brennerdüse der Lambdasonde zu zuführen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Lambdasonde nicht in der Brennerdüse, sondern an einem anderen Ort, mit besseren Raumverhältnissen und Temperaturbedingungen angeordnet werden kann.
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In typischen Ausführungsbeispielen umfasst die Ofenanlage eine Einrichtung, die geeignet ist, um aus dem Brennraum einer Brennerdüse Rauchgas zu entnehmen. Ausführungsformen für solche Einrichtungen sind: Pumpen, Flügelräder, Gebläse, Düsen, Saug- oder Absaugvorrichtungen.
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Gesondert Schutz wird beansprucht für eine Brennerdüse, mit einem Düsenkopf über den ein Strömungsgemisch in die Brennerdüse eingeleitet wird, wobei die Brennerdüse eine Öffnung aufweist, die geeignet zur Rauchgasentnahme ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Rauchgas direkt aus einem Brennraum der Brennerdüse entnommen werden kann und die Lambdamessung direkt am Rauchgas, das geregelt werden soll, gemessen wird.
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In typischen Ausführungsbeispielen weist der Düsenkopf der Brennerdüse eine Öffnung auf, die geeignet zur Rauchgasentnahme ist.
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Zweckmäßigerweise ist die Öffnung zur Rauchgasentnahme eine Radialbohrung in einem Flansch des Düsenkopfes.
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Bevorzugt weist der Düsenkopf eine Längsbohrung auf. Bevorzugt verbindet die Längsbohrung die Öffnung mit dem Brennraum der Brennerdüse. Besonders bevorzugt verbindet die Längsbohrung die Radialbohrung mit dem Brennraum der Brennerdüse.
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Gesondert wird Schutz beansprucht für einen Düsenkopf für eine Brennerdüse, mit einer Öffnung, die geeignet ist zur Rauchgasentnahme.
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Ebenfalls gesondert wird Schutz beansprucht, für ein Verfahren zur Messung eines Lambdawertes bei einer Mehrzahl von Brennerdüsen in einer Ofenanlage mit den Schritten: Entnahme eines Rauchgases an zumindest einer Brennerdüse an einer Öffnung der Brennerdüse, Führen des entnommenen Rauchgases über eine Leitung zu einer Lambdasonde, die der zumindest einen Brennerdüse zugeordnet ist und Analysieren der Rauchgaszusammensetzung der zumindest einen Brennerdüse mit der Lambdasonde der zumindest einen Brennerdüse. Durch dieses Verfahren ergibt sich der Vorteil, dass die Rauchgaszusammensetzung an jeder Brennerdüse ermittelt werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Figuren kurz beschrieben, wobei die Figuren zeigen:
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1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Ofenanlage mit einem Pilotbrennraum und einer Pilotlambdadüse nach dem Stand der Technik;
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2 zeigt einen schematischen Aufbau einer Ofenanlage mit einer Mehrzahl von Brennerdüsen, wobei jeder Brennerdüse eine eigene Lambdasonde zugeordnet ist;
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennerdüse mit einem Düsenkopf mit einer Öffnung zur Entnahme von Rauchgas.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Ofenanlage 1 nach dem Stand der Technik. Die Ofenanlage 1 umfasst eine Mehrzahl von Brennerdüsen 2.1 bis 2.5 in einem Heizraum 3.
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In der Mischereinheit 5 wird Sauerstoff mit Gas zu einem Strömungsgemisch in Abhängigkeit von gemessenen Lambdawerten, gemischt.
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Die Brennerdüsen 2.1 bis 2.5 werden über eine Zuleitung 4 gespeist. Der Zuleitung 4 ist eine Mischereinheit 5 vorgeschaltet.
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Von der Zuleitung 4 zweigt eine Leitung 6 ab. Diese speist eine Pilotbrennerdüse 7 in einem Pilotbrennraum 8. Eine Rauchgaszusammensetzung in dem Pilotbrennraum 8 wird von einer Pilotlambdasonde 9 gemessen. Der mit der Pilotlambdasonde 9 gemessene Lambdawert wird an einen Regler 10 gesendet. Der Regler 10 wirkt in Abhängigkeit des gemessenen Lambdawertes auf die Mischeranordnung 5 ein und regelt die Strömungsgemischzusammensetzung und damit die spätere Rauchgaszusammensetzung.
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2 offenbart eine Ofenanlage 11 gemäss der Erfindung. Die Ofenanlage 11 ist analog zur Ofenanlage 1 des nächstliegenden Standes der Technik aufgebaut.
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Baugleiche oder ähnliche Bauteile werden mit dem gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet.
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Die Ofenanlage 11 umfasst eine Mischeranordnung 5, einen Regler 10 und eine Zuleitung 4. Die Brennerdüsen 2.1 bis 2.5 sind analog zu der Ofenanlage 1 der 1 in einem Brennraum 3 angeordnet.
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Im Gegensatz zu der Ofenanlage 1 ist bei der Ofenanlage 11 gemäß der 2, an jeder der Brennerdüsen 2.1 bis 2.5 eine Lambdasonde 12.1 bis 12.5 angeordnet.
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In weiteren typischen Ausführungsbeispielen ist zumindest an jeweils einer, zwei oder einer Mehrzahl der Brennerdüsen eine Lambdasonde angeordnet.
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Mit den Lambdasonden 12.1 bis 12.5 wird die Rauchgaszusammensetzung einzelnen Brennerdüsen 2.1 bis 2.5 erfasst.
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Jede der Lambdasonden 12.1 bis 12.5 ist mit dem Regler 10 verbunden, so dass die Lambdamesswerte an den Regler gesendet werden können. In Abhängigkeit der einzelnen Lambdamesswerte, regelt der Regler 10 dann die Strömungsgemischzusammensetzung.
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In typischen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen werden die einzelnen Brennerdüsen bevorzugt über separate Gaszuleitungen mit separaten Strömungsgemischen gespeist. Besonders bevorzugt wird der Lambdawert der Rauchgaszusammensetzung jeder einzelnen Brennerdüse mit einer Lambdasonde, die an der Brennerdüse angeordnet ist, ermittelt. In Abhängigkeit des ermittelten Lambdawertes wird dann die Strömungsgemischzusammensetzung für jede Brennerdüse separat geregelt und eingestellt.
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3 offenbart die Brennerdüse 2.1 in einer vergrößerten Längsdarstellung. Die Brennerdüse 2.1 ist geeignet, um Rauchgas aus der Brennerdüse zu entnehmen. Die Brennerdüse 2.1 umfasst einen Düsenkopf 13. Der Düsenkopf 13 weist einen Flansch 15 auf. Nach einem Absatz 16 weist der Flansch 15 ein Gewinde 17 auf. Das Gewinde 17 kann in ein Innengewinde einer Brennerhülse 14 geschraubt werden. Die Brennerhülse 14 umschließt einen Brennraum der Brennerdüse 2.1.
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Der Düsenkopf 13 umfasst eine Öffnung, geeignet zur Rauchgasentnahme aus dem Brennraum in der Brennerhülse 14. Die Öffnung ist eine Radialbohrung 19. Des Weiteren umfasst der Düsenkopf 13 eine Längsbohrung 20. Die Längsbohrung 20 verläuft parallel zu einer Mittellinie M der Brennerhülse 2.1.
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Eine Öffnung der Längsbohrung 20 liegt in einer vertikal ausgerichteten Fläche 21 eines Absatzes 18 des Düsenkopfes 13, die mit der Brennerhülse 14, den Brennraum umschließt.
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Die Radialbohrung 19 ist so tief in den Düsenkopf 13 eingebracht, dass sie auf die Längsbohrung 21 trifft. Dadurch ist auch die Radialbohrung 10 mit dem Brennraum in der Brennerhülse 14 der Brennerdüse 2.1 verbunden. Das über die Radialbohrung 19 und die Längsbohrung 21 aus dem Brennerraum, entnommene Rauchgas, wird über eine Leitung 22 der Lambdasonde 12.1, die der Brennerdüse 2.1 zugeordnet ist, zugeleitet.
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Der Lambdawert wird dann an den Regler
10 gesendet der die Mischeranordnung
5 der Ofenanlage
11 neu eingestellt. Bezugszeichenliste
| 1 | Ofenanlage |
| 2 | Mehrzahl Brennerdüsen |
| 3 | Heizraum |
| 4 | Zuleitung |
| 5 | Mischer |
| 6 | Leitung |
| 7 | Pilotbrenndüse |
| 8 | Pilotbrennraum |
| 9 | Pilotlambdasonde |
| 10 | Regler |
| 11 | Ofenanlage |
| 12 | Lambdasonde |
| 13 | Düsenkopf |
| 14 | Brennerhülse |
| 15 | Flansch |
| 16 | Gewinde |
| 17 | Absatz |
| 18 | Radialbohrung |
| 19 | Längsbohrung |
| 20 | vertikale Fläche |
| 21 | Leitung |
| M | Mittellinie |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004020206 A1 [0003]
- DE 102008018889 A1 [0005]
