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Abgasbrenner zur Beseitigung von brennbaren Gasen in erheblicher Höhe
über dem Erdboden Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgasbrenner zur Beseitigung
von brennbaren Gasen in erheblicher Höhe über dem Erdboden, der ein langes, senkrechtes
Rohr aufweist, dem die Abgase am unteren Ende zugeführt werden, und bei dem der
obere Teil des Rohres von einem mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Mantelrohr
umgeben ist.
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An Abgasbrenner ist die Forderung zu stellen, daß sie die Abgase so
verbrennen, daß keine unverbrannten Stoffe entweichen können. Ferner muß die Verbrennung
unter außerordentlich gleichbleibenden Bedingungen vor sich gehen, und die Abgasbrenner
sollen so beschaffen sein, daß ein Auslöschen des Verbrennungsvorganges durch Wind-
und Witterungseinflüsse oder andere Umstände vermieden wird, damit keine giftigen
oder brennbaren Gase in die Atmosphäre entweichen.
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Die Erfindung schafft einen Abgasbrenner der eingangs genannten Bauart,
der diese Forderungen überaus zufriedenstellend erfüllt und darüber hinaus verhältnismäßig
billig ist, leicht gewartet werden kann und durch zweckmäßige Kühlung seiner Teile
gegen die hohen Temperaturen der brennenden Gase gut geschützt ist.
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Der erfindungsgemäße Abgasbrenner ist dadurch gekennzeichnet, daß
an der oberen Mündung des Rohres des Abgasbrenners ein Brennaufsatz, durch den die
Gase austreten, angeordnet ist, mehrere an sich bekannte Zündbrenner zur Zündung
der Abgase rings um den Brenneraufsatz und im Abstand voneinander angebracht sind
und an mehreren Stellen Vorrichtungen zum Einbringen eines Dampf-Luft-Gemisches
und zum Einspritzen von Dampf in Form von verhältnismäßig kleinen, scharfen Dampfstrahlen
in die brennenden Gase vorgesehen sind, wobei die Vorrichtungen zum Einspritzen
von Dampf um die brennenden Gase herum angeordnet sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Abgasbrenner wird der Dampf vor dem Eintritt
in die Verbrennungszone mit Luft gemischt und weiterer Dampf in Form von verhältnismäßig
kleinen scharfen Dampfstrahlen, die um die brennenden Gase herum angeordnet sind,
in diese eingespritzt.
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Durch das Einbringen des Dampf-Luft-Gemisches und das Einspritzen
von Dampf in der vorstehend beschriebenen Weise in die brennenden Gase wird eine
bedeutende Beschleunigung der Verbrennungsreaktion erzielt, die mit einer vollständigen
Verbrennung der Gase einhergeht. Bei einem erfindungsgemäßen Abgasbrenner, der mit
Dampf unter einem Normaldruck von 7 kg/cm2 und mehr beliefert wurde, wurde die Länge
der Flamme, die bei der Verbrennung einer bestimmten, von dem Brennaufsatz ausgehenden
Gasmenge erzeugt wird, durch die Beschleunigung der Verbrennungsreaktion um etwa
75% verkleinert. In diesem Falle betrug die Länge der Flamme also nur ein Viertel
derjenigen bei einem Abgasbrenner ohne Dampfeinblasung. Unmittelbar hinter der Flamme
entnommene Proben der Verbrennungsgase ergaben, daß auf eine Million Teile nur wenige
Teile an Produkten unvollständiger Verbrennung vorhanden waren.
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Die vorstehende Flammenverkürzung wurde bei der Verbrennung von Gasen,
Athan, Äthylen, Propan, Propylen, Butan, Butylen und anderen Kohlenwasserstoffen
bis zu C8, beispielsweise Paraffinen oder Olefinen und auch Acetylen und Vinylen,
beobachtet. Diese Gase zeigten vor der Dampfeinblasung beim Verbrennen eine intensive
Rauchbildung. Beim Einblasen von Dampf verschwand der Rauch. Wenn das Verhältnis
der Dampfeinblasung groß genug ist, brennen die Gase mit einer blauen oder hydroxylierten
Flamme ohne Störung der vollständigen Verbrennung.
Für die Wirkung,
die mittels der erfindungsgemäßen Einblasung von Dampf in die Verbrennungszone erzielt
wird, sind einige Faktoren maßgeblich.
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"Irin erster vKesen cher Faktor besteht darin, daß Luft mit dem@`@amf
vermischt wird, bevor dieser in @ die Vßrl,enpuggszone eintritt. Ein zweiter Faktor
besteht, "°'`dään`"' -äaß bei dem erfindungsgemäßen Abgasbrenner ,eine homogene
Mischung des Dampfes mit dem Kohlev.wasserstoff zustande kommt. Eine solche Mischung
könnte nämlich zu einem Zustand gestörter Verbrennungsreaktion führen. Ein dritter
Faktor ist die große Turbulenz; die in der Verbren= nungzone durch die scharfen,
um den Umfang der brennenden Gase herum im Abstand angeordneten, aus mehreren Düsen
austretenden Dampfstrahlen, die natürlich auch" LufL"nrtreißen, erzeugt wird.
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Versuche haben ergeben, daß ein Gasstrom, der mit großer Geschwindigkeit
mit einem überdruck von etwa 1,4 atü und mehr durch eine Öffnung zur Atmosphäre
hin austritt, etwa die zehnfache Luftmenge mitreißt. Es hat sich weiterhin gezeigt,
daß etwa 90% des Mitreißens der Luft innerhalb einer Strecke des zehnfachen AustrittsÖffnungsdurchmessers
nach dem Austritt in die Atmosphäre abgeschlossen sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Abgasbrenner liegen die Dampfaustrittsöffnungen
an einem Punkt außerhalb der Begrenzung, des 'durch, den Brennemufs:atz strömenden
Gasstromes. Der Dampf wird zunächst einmal in die LÜft °abgeblasen; bevor ex in
den Gasstrom eintritt. Dabei wird Luft mit,dem Dampf mitgerissen, bevor dieser in
den Gasstrom gelangt.
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Durch das Einspritzen von Dampf an um den Umfang der Flamme herum
verteilten Punkten und in Form von verhältnismäßig kleinen, scharfen Strahlen tritt
der Dampf in den Gasstrom ein, ohne daß eine über 'den Gasstrom hinweg homogene
Mischung des Gases, mit# dem .Dampf gebildet wird.. Es ist aber offensichtlich,
daß dabei in dem Gasstrom eine heftige Turbulenz erzeugt wird. Diese Turbulenz beschleunigt
die ;Verbrennungsreaktionen in starkem Maße. Das Gas verbrennt zumindest zum Teil
statt durch Dissoziation oder Polymerisation durch-Hydroxylierung. Die hydroxylierte
Flamme hat eine höhere Temperatur als die bei der Dissoziationsverbrennung oder
Polymerisationsverbrennung erzeugte gelbe Flamme: ` ." In der verhältnismäßig kleinen
Dampf-Luft-Einspritzzone wird' eine größere Wärme erzeugt. Diese größere W"ö" in.,
der Einspritzzone liefert die für die endatherm@" W asser-Gas-Reaktion (C -i- H20
-@ Co -h H@) eo,rderliche' Wärme.
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Die so gebil@;eten Reaktionsprodukte CO und H., verbrennen; da J,häen
Sauerstoff zugeführt wird, und halten d% Temperatur der Flamme hinter der Dampfeinspritzzone
auf einem solchen Wert, daß der durch die Dissöziatiö.' oder' `Polymerisation des
Kohlenwasserstoffes 'm dein Flammenkörper ausgefallene Kohlenvvässerstf@ff vollständig
verbrennen kann und so kein 'I@aüch"`''e"ckelt wird. Rauch wird nämlich erzeugt,
Wann"'die'Flamme nicht genügend Wärme liefert und der Kohlenwasserstoff so nicht
genügend lange einer F-ntzinduugs und VeTbrennungstemperatur ausgesetzt ist' che
sdine Oxydation bewirkt. Wenn in . eine r solc,@I n Fälle tler . .Kohlenstoff aus
der Flamme entwetdrhert er seine Wärme durch Strahlung sö ° s "" bell, `daß `" er
unter die Entzündungstemperatur abkühlt und als schwarzer Rauch oder Ruß in Erscheinung
tritt.
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Die Zündbrenner beim erfindungsgemäßen Abgasbrenner sorgen für die
Einleitung einer vollständig stabilen Verbrennung der Gase, wenn diese aus dem Brenner
austreten.. Die stabile Verbrennung muß vorhanden sein, bevor der Dampf in die Flamme
eingebracht wird.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind Einrichtungen
vorgesehen, die einen Teil des Dampfes in Aufwärtsrichtung in den aus dem Rohr und
dem Mantelrohr gebildeten Kanal eintreten lassen, um dadurch Luft in den Kanal hineinzuziehen
und diese Luft mit dem Dampf zu mischen.
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Zweckmäßigerweise wird die Mitte des Brennaufsatzes mit Dampf versorgt,
der an mehreren Stellen nach außen in die brennenden Gase eingespritzt wird.
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Vorzugsweise ist auch eine Vorrichtung zur Änderung der ausströmenden
Dampfmenge gemäß den Änderungen der Menge der austretenden Abgase vorgesehen.
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Der Brennaufsatz kann ringförmige Reihen von Austrittsöffnungen aufweisen;
wobei die. Achsen der Öffnungen einer Reihe die Achsen der Öffnungen der anderen
Reihe in einem bestimmten Punkt schneiden.
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Zweckmäßigerweise ist auch eine Prallplatte zur
Abschirmung
jedes Zündbrenners vorgesehen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles erläutert. In. der Zeichnung zeigt Fig, 1 eine teilweise geschnittene
Seitenansicht des oberen Endteils eines Abgasbrenners gemäß der Erfindung, Fig.
2 eine Draufsicht in größerem Maßstab, Fig. 3 einen Schnitt durch den oberen Endteil
des Brenners längs der Linie 3-3 in Fig. 2, Fig.4 einen vergrößerten Teilschnitt
durch eine Zündvorrichtung und einen Teil des Rohres für eine Zündflamme, Fig. 5
einen Querschnitt durch ein Zündrohr und die benachbarten Teile der Dampfringleitung,
Fig. 6 einen teilweisen Querschnitt durch das obere Ende der Hauptbrennermündung
in vergrößertem Maßstab, Fig. 7 einen vergrößerten Schnitt durch eine Zündbrennermündung
und Fig. 8 eine Draufsicht. des in Fig. 7 dargestellten Zündbrenners.
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In Fig. 1 ist bei 10 ein Abgasrohr gezeigt, das senkrecht nach oben
ragt, so daß sein oberes Ende sich über die Höhe der benachbarten Gebäude u. dgl.
erstreckt. Die Abgase werden in das untere Ende des Rohres 10 eingeleitet und steigen
in demselben nach oben. Am oberen Ende ist ein Brennaufsatz 11 angebracht. Der Aufbau
des Abgasbrenners ist im einzelnen in Fig. 2; 3 und 6 dargestellt. Er hat die Form
eines ringförmigen Brennaufsatzes mit verhältnismäßig großer Mittelöffnung 12, die
durch die Innenkante eines horizontalen Flansches 14 bestimmt wird. Eine kegelstumpfförmige
Wand 16 geht von dem Umfang des Flansches 14 nach unten. Ein weiterer horizontaler
Flansch 17 und ein zylindrischer Ansatz 18 vervollständigen den Hauptbrenner, der
an dem oberen Ende des Gasrohres 10
befestigt ist. Der Brenneraufsatz 11 besteht
vorzugsweise aus hitzebeständigem Metall.
In der konischen Wand
16 sind zahlreiche am Umfang verteilte Ausströmöffnungen 21 vorgesehen. Eine Reihe
von in gleicher Weise auf den Umfang verteilten Ausströmöffnungen 22 ist in dem
horizontalen Flansch 17 vorhanden. Die Öffnungen 21 und 22 befinden sich, wie .aus
Fig. 2 hervorgeht, jeweils in radialer Ausfluchtung. Die Achse jeder Öffnung 21
ist so orientiert, daß das aus ihr austretende Gas an einer Stelle X (Fig. 6) auf
den Gasstrom, der aus der entsprechenden Öffnung 22 ausströmt, auftrifft. Ein solches
Zusammentreffen der Gasströme findet auf dem ganzen Umfang des Brennaufsatzes
11 statt. Das durch die verhältnismäßig große Mittelöffnung 12 mit hoher
Geschwindigkeit ausströmende Gas ist nach der Zündung von stetig brennendem Gas
umgeben, das durch die Öffnungen 21 und 22 ausströmt, Der Hauptgasstrom bleibt infolgedessen
in brennendem Zustand, trotz des Einflusses von Windstößen, die über die Brennermündung
hinwegstreichen, und trotz der hohen Geschwindigkeit des entweichenden Abgases.
Der breite Gasstrom durch die Mittelöffnung 12 zieht also die Flammen aus den seitlich
angebrachten Öffnungen 21 und 22 in den Hauptstrom hinein. Infolgedessen wird ein
überhitztes Gas, dessen Temperatur erheblich über dem Flammpunkt des Abgases liegt,
in den Abgasstrom durch die Mittelöffnung gezogen. Infolgedessen findet eine dauernde
und eine vollständige Verbrennung des Abgases statt, trotz etwaiger Abstrahlung
von der Hauptflamme durch Windeinflüsse und trotz der ungewöhnlich hohen Geschwindigkeit
der Gasströmung durch die .mittlere Öffnung 12, sogar auch wenn Regen oder ein kräftiger
Wasserschwall auf die Brennermündung gerichtet wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird für eine sichere Zündung
der Abgase nach Verlassen des Brennerrohres gesorgt. Eine Mehrzahl von Zündrohren
sind rings um den Brennaufsatz 11 verteilt, um die Zündung im Falle einer Unterbrechung
der Flamme aus dem Brennaufsatz aufrechtzuerhalten. Durch die Verteilung der Zündflammen
auf den Umfang wird die Wiederzündung und Anfangszündung unabhängig von der Windrichtung
gewährleistet. Einer der Zündbrenner ist bei 23 dargestellt und besteht aus einer
verhältnismäßig langen Röhre, die sich, wie aus Fig. 1 hervorgeht, entlang dem Abgasrohr
nach oben erstreckt. Der obere Endteil 24 des Zündrohres ist schräg angeordnet,
so daß die Brennermündung 26 nach innen gegen den Hauptbrenner
11
gerichtet ist. Der Zündbrenner 26 ist im einzelnen in Fig. 7 und 8 dargestellt.
Er ist mit einer verhältnismäßig großen mittleren Ausströmöffnung 27 versehen. Eine
Reihe von auf dem Umfang verteilten Öffnungen 28 ist in der konischen Brennerwand
angeordnet. Ferner ist eine gleiche Anzahl von Ausströmöffnungen 29 in derselben
Wand vorhanden. Die Achsen der Öffnungen 28 sind senkrecht zur Mittelachse der Hauptöffnung
27 orientiert. Die Achsen der Öffnungen 29 sind in spitzem Winkel zur Achse der
Öffnung 27 angeordnet, so daß die von den Öffnungen 28 und 29 ausströmenden Gasströme
sich am Punkt Z in Fig. 7 treffen.
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Ein Gemisch aus gasförmigem Brennstoff und Luft wird am unteren Ende
des Zündrohres zugeführt. Der Hauptteil des Brennstoffes strömt durch die Mittelöffnung
27. Nach der Zündung zieht die Flamme, die sich aus dem durch die Öffnung 27 austretenden
Brennstoff entwickelt, das Gas mehr oder weniger aus den Öffnungen 28 und 29 in
den Hauptstrom. Es werden also überhitzte Gase mit Temperaturen über dem Flammpunkt
des Brennstoffes in die Hauptflamme gezogen, wodurch die Zündung der Flamme aufrechterhalten
wird.. Der Aufbau des Zündbrenners 26 beruht auf der Theorie, daß ein Gasstrom hoher
Geschwindigkeit, der von stetig brennenden Gasen in genügender . Menge umgeben.
ist, trotz der verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit des aus dem Brenner austretenden
Brennstoffes zuverlässig brennt.
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Das Zündrohr 23 wird mit gasförnnigem Brennstoff gespeist und ist
über eine Rohrleitung 31 mit einer entsprechenden Brennstoffquelle verbunden. Das
Gas strömt in eine Mischvorrichtung 32, in welcher Primärluft in Richtung des Pfeiles
33 eintritt. Ein kurzes Rohr 34 von verhältnismäßig geringem Durchmesser geht von
der Mischvorrichtung 32 ab und ist mit dem Rohr 36 von, größerem Durchmesser verbunden.
Das Rohr 36 besitzt einen verhältnismäßig großen Querschnitt für das Gas-Luft-Gemisch
zwischen der Mischvorrichtung 32 und dem Zündbrenner 26. Dadurch wird ein Druckabfall
in der Rohrleitung zwischen der Mischvorrichtung und dem Brenner vermieden, und
die Mischvorrichtung 32 kann unterhalb des oberen Endes des Abgasrohres angebracht
werden, wo die vom Abgasbrenner entwickelte Hitze nicht mehr zu spüren ist.
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Zur Zündung der Brennstoffmischung in dem Zündrohr kann eine elektrisch
geheizte Glühkerze 37 (Fig. 4) dienen, die mit einem Heizdraht 38 versehen
ist, der über eine Leitung 35 mit einer Niederspannungsquelle verbunden ist. Die
Glühkerze 37 ist in die Wand des Rohres 36 eingeschraubt und geerdet, und zwar so
weit vom oberen Ende entfernt, daß die an der Mündung des Hauptgasbrenners entwickelte
Wärme ihre Wirkung nicht stört. Ein anderer Vorteil der Glühkerze liegt darin, daß
sie eine lange Lebensdauer hat und jederzeit zur Einleitung der Wiederzündung unter
Spannung gesetzt werden kann. Die Glühkerze kann das Gas-Luft-Gemisch in etwa 10
Sekunden zünden, nachdem das Gemisch im Rohr 36 zu strömen begonnen hat. Danach
setzt die Kühlwirkung des Brennstoffgemisches die Temperatur des Heizfadens38 unter
die Flammtemperatur des Brenn-Stoffes herab. Die Kühlwirkung des Gemisches verlängert
jedoch die Lebensdauer der Glühkerze.
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Beim Betrieb von Abgasbrennern wird dem Gerät im allgemeinen nach
dem Einschalten wenig Beachtung geschenkt. Unter normalen Umständen wird bei einem
Ausfall der Zündgaslieferung die Zündflamme verlöschen, ohne daß .dies bemerkt wird.
Dies stellt eine ernste Gefahr bei Abgasbrennern dar.. Bei dem erfindungsgemäßen
Brenner bewirkt eine Unterbrechung der Strömung des Gas-Luft-Gemisches über die
Glühkerze 37, daß der Glühdraht 38 sich auf eine hohe Temperatur aufheizt. Wenn
also der Gasstrom für einige Sekunden aussetzt, gewinnt die Glühkerze 37 eine so
hohe Temperatur, da.ß beim Wiedereinsetzen der Gaslieferung die Zündflamme sofort
wieder gezündet wird. Dies stellt eine wesentliche Sicherheitsmaßnahme dar.
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Um zu gewährleisten, daß die Zündflamme jederzeit in Betrieb gesetzt
werden kann., ist eine weitere Vorrichtung vorgesehen. Ein Flammrohr 39 von verhältnismäßig
geringem Durchmesser ist, wie aus Fig.1 und 4 hervorgeht, an das Rohr 36 angeschlossen.
Es mündet oberhalb der Glühkerze in das Rohr 36 und
ist so lang,
daß es erst in der Nähe des Erdbodens endet. Ein Gas-Luft-Gemisch kann am unteren
Ende in das Rohr 39 eingelassen und auf irgendeine Weise gezündet werden, wenn die
Stromquelle für die Glühkerze 37 ausfällt. Das Gas-Luft-Gemisch im Rohr 39 kann
mittels einer Platzpatrone od. dgl. gezündet werden, die im Rohr 39 abgefeuert wird,
um eine Flammenfront zu erzeugen, die sich in dem unteren Teil des Rohres 39 in
dem Gas-Luft-Gemisch entwickelt. Nach der Zündung bewegt sich die Flamme verhältnismäßig
rasch durch das- Rohr 39 nach oben. tritt in das Rohr 36 ein und zündet das Gas-Luft-Gemisch
in dem Zündrohr 36. Wie man sieht, bewirkt das enge Rohr 39 die Zündung des Gas-Luft-Gemisches
im Rohr 36 in einem ziemlichen Abstand von der Verbrennungszone des Abgases. Auf
diese Weise wird eine Beschädigung des Rohres 39 durch Hitzeeinwirkung vermieden
und die Zündung der Zündflamme gewährleistet, unabhängig von den Windverhältnissen.
Dadurch, daß das Zündgasgemisch innerhalb des Rohres 36 entzündet wird, haben äußere
Einflüsse, wie Wind, Wasser u. dgl., keine Wirkung.
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Eine Anzahl von Zündbrennern der beschriebenen Art wird zusammen mit
dem Hauptbrenner verwendet. Ein weiterer Zündbrenner ist bei 41 dargestellt. Der
Zündbrenner 41 besitzt ein Flammrohr 42 zur Hilfszündung des Gas-Luft-Gemisches
für den Brenner 41 bei Ausfall der elektrischen Stromquelle. Die Brennermündung
für das Rohr 41 entspricht derjenigen nach Fig. 7 und B. Ein anderes Ausführungsbeispiel
für einen Zündbrenner ist bei 43 dargestellt. Der Zündbrenner 43 unterscheidet sich
insofern von den soeben beschriebenen, als sein oberes Ende im wesentlichen geradlinig
verläuft und nicht nach innen geneigt ist. Die Brennermündung ist wie bei Fig. 7
und 8 gebaut. Es ist wieder ein Flammrohr 44 zur Hilfszündung vorgesehen. Die Zündbrenner
sind gleichmäßig um den Umfang des Hauptbrenners verteilt.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung betrifft die Einführung eines Rauchverzehrers,
z. B. Dampf und Luft, in den Abgasstrom, der aus dem oberen Ende des Rohres 10 ausströmt.
Eine Ringleitung 46 umgibt, wie aus Fig. 1 hervorgeht, den Abgasbrenner nahe seinem
oberen Ende. Die Ringleitung wird über eine Rohrleitung 47 mit Dampf gespeist. Die.
Rohrleitung 4'7 verläuft an dem Abgasrohr entlang und ist mit der Ringleitung 46
verbunden. Eine Anzahl Düsen 48 steht in offener Verbindung mit der Ringleitung
46. Die Düsen erstrecken sich senkrecht nach oben und enden oberhalb des Ausströmendes.
des Hauptbrenners. Die Düsen 48 sind an ihren oberen Enden schräg nach innen geführt.
Sie lassen den Dampf radial nach innen in die Abgasflamme strömen. Die Dampfströme
reißen große Luftmengen mit, die mit dem Dampf gemischt sind. Die Dampf-Luft-Gemische
bewegen sich beim Eintritt in das brennende Abgas mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit.
Es wird also eine Mischung des Abgases und der rauchverzehrenden Stoffe erzeugt.
Der Dampf und die Luft enthalten ausreichende Mengen von Wasserdampf, der sich mit
dem glühenden freien Kohlenstoff in der Flamme verbindet und Kohlenmonoxyd und Wasserstoff
bildet, die beide mit rauchfreier Flamme brennen.
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Damit der Abgasbrenner seinen Zweck richtig erfüllt, müssen die Dampf-Luft-Ströme
das Abgas, das durch die Öffnung 12 entweicht, gründlich durchdringen. Die aufwärts
gerichtete Geschwindigkeit des Abgasstromes strebt danach, die Strahlen des Dampfes
und die mitgerissene Luft nach dem Austritt aus den Düsen 48 nach oben umzulenken.
Um zu gewährleisten, daß der Dampf und die Luft gründlich in das Abgas eindringen,
sind in der Mitte des Abgasbrenners 11 Mittel vorgesehen, um den Abgasstrom von
innen mit Dampf und Luft zu durchsetzen. Ein verhältnismäßig weites Rohr 51 ist
konzentrisch mit der Achse des Abgasrohres 10 angeordnet, wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht.
Das obere Ende des Rohres 51 schließt vorzugsweise in gleicher Höhe mit dem Flansch
14 der Brennermündung ab (Fig. 3). Das untere Ende des Rohres 51 steht unterhalb
der Brennzone bei 59 in freier Verbindung mit der Atmosphäre (Fig. 1).
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Ein Rohr 53 ist innerhalb des Rohres 51 angeordnet und wird von einer
geeigneten Dampfquelle, z. B. dem Rohr 55, das auch die Ringleitung 46 speist, mit
Dampf versorgt. Das Rohr 53 ist mit einer Kappe 54 abgeschlossen. In der Kappe 54
sind mehrere Ausströmöffnungen 56 vorgesehen. Diese Öffnungen sind in, einem Winkel
zur Achse des. Abgasstromes angeordnet, der durch den Ringraum um das Rohr 51 fließt.
Auf diese Weise treten Dampfstrahlen aus den Öffnungen 56 aus und reißen Luft aus
dem ringförmigen Raum 57 mit sich. Es wird also ein Luft-Dampf-Gemisch mit Gewalt
in den Abgasstrom eingeblasen, der durch den Ringraum zwischen dem Umfang des Rohres
51 und der Innenkante des Flansches 14 des Hauptbrenners strömt. Ein, rauchverzehrendes
Mittel wird somit sowohl in das Innere des Gasstromes als auch in. das, Äußere eingeführt,
und die Rauchbildung wird wirksam unterdrückt.
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Ein Mantel 61 von größerem Durchmesser als das Rohr 10 umgibt
das obere Ende desselben in einem gewissen Abstand, wie besonders aus Fig. 4 hervorgeht.
Die Mantel 61 bildet einen ringförmigen Raum 62 zwischen sich und dem Abgasrohr
10. Die Dampfringleitung 46 kann eng benachbart zur Außenwand des Mantels 61 angebracht
werden. In der Nähe der Ringleitung 46 sind mehrere auf dem Umfang verteilte Öffnungen
64 in dem Mantel 61 vorgesehen. In der Ringleitung 46 sind in radialer Ausfluchtung
mit den Öffnungen 64 Ausströmöffnungen 66 vorhanden. Infolgedessen gelangen dünne
Dampfstrahlen aus den Öffnungen 66 durch die Öffnungen 64 in den Ringraum 62. Diese
Dampfstrahlen sind nach oben gerichtet, so daß der Dampf und die mitgerissene Luft
sich im Ringraum 62 rasch nach oben bewegen. Das untere Ende 67 des Mantels 61 steht
in freier Verbindung mit der Atmosphäre. Die aufsteigenden Strömungen in dem Ringraum
62 erzeugen also einen nach oben gerichteten Luftstrom, der den Abgasbrenner und
den oberen Teil des Rohres 10 kühlt. Am oberen Ende des Ringraums 62 sind verschiedene
Prallplatten 71 unterhalb der Zündbrenner vorgesehen. Diese Prallplatten dienen
dazu, eine Störung der Abgaszündung durch die Zündflammen infolge der im Ringraum
62 aufsteigenden Luft zu verhindern. Die Prallplatten 71 lenken das Kühlmittel von
den Enden der Zündbrenner weg.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in der Regelung der Dampfmenge,
die der Ringleitung 46 und dem Rohr 53 zugeführt wird, gemäß der Menge des im Rohr
10 aufsteigenden Abgases. Diese Dampfregelung
bewirkt auch Änderungen
in der zwangsweisen Kühlung der Brennerteile. Eine Verminderung der zur Ringleitung
46 gelieferten Dampfmenge verringert die Düsenwirkung des nach oben in den Ringraum
22 strömenden Dampfes. Eine Vergrößerung der Dampfmenge erhöht das Volumen der Kühlluft.
Die Kühlung der Brennerteile ändert sich also mit dem Volumen des verbrannten Abgases
und damit gemäß der vom Hauptgasbrenner entwickelten Wärme. Zur Änderung des Dampfzulasses
in die Leitung 47 und das Rohr 53 können irgendwelche geeignete Mittel vorgesehen
sein. Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Staurand 76 (Fig. 1) in dem
Rohr 10 vorgesehen, so daß das darin strömende Gas Druckschwankungen bei
77 erzeugt. Das Dampfeinlaßrohr 55 ist mit einem Steuerventil 79 versehen, dessen
Stellung durch die Druckschwankungen an der Stelle 77 mittels eines schematisch
bei 81 dargestellten Steuermechanismus eingestellt wird. Wenn die Strömungsmenge
des Abgases im Rohr 10 zunimmt, wird das Ventil 79 zunehmend geöffnet. Wenn
das Volumen des durch den Staurand 76 strömenden Abgases abnimmt, wird das Ventil
79 so gestellt, daß weniger Dampf in die Röhren 47 und 53 eingelassen wird.
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Im Betrieb entweicht das im Rohr 60 nach oben strömende Abgas
durch die verhältnismäßig große Mittelöffnung 12 in der Brennermündung 11. Das Gas
strömt mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit aus. Das Abgas wird durch das brennende
Gas-Luft-Gemisch gezündet, das in einem der Zündbrenner 23, 41 und 43 nach
oben strömt. Das durch die Öffnung 12 austretende Abgas wird unabhängig von der
Richtung des über das obere Ende des Abgasschornsteins hinwegstreichenden Windes
gezündet. Das durch die Öffnungen 21 und 22 entweichende Gas wird in die Hauptflamme
gezogen und erzeugt hierdurch überhitzte Gase, die die Hauptflamme umgeben, trotz
der hohen Geschwindigkeit des Abgases und trotz Windströmungen, die andernfalls
die Flammtemperatur herabsetzen würden. Die kleinen Öffnungen 28 und 29, welche
die Zündbrennermündungen umgeben, dienen ebenfalls zur Aufrechterhaltung der Zündung
des Gas-Brennstoff-Gemisches, das in den Zündröhren strömt. Im Falle eines Energieausfalles
können die Zündbrenner mittels der Flammrohre wieder gezündet werden. Die Ringleitung
46 und das Rohr 53 werden je nach der Menge des im Rohr 10 aufwärts strömenden
Abgases mit Dampf gespeist. Die Dampfmenge, die durch die Düsen 48 und die
Öffnungen 56 entweicht, ändert sich also gemäß dem Volumen des verbrannten
Abgases. Ebenso ändert sich die Zwangskühlung der Brennerteile im Verhältnis zum
Volumen des verbrannten Abgases und damit gemäß dem Kühlbedarf, wie er durch die
Menge der erzeugten Wärme hervorgerufen wird.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern kann alle im Rahmen des fachmännischen Könnens liegenden Abänderungen
erfahren.