DE1551759A1 - Brenner fuer Schmelzoefen - Google Patents

Brenner fuer Schmelzoefen

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DE1551759A1 DE1963A0054773 DEA0054773A DE1551759A1 DE 1551759 A1 DE1551759 A1 DE 1551759A1 DE 1963A0054773 DE1963A0054773 DE 1963A0054773 DE A0054773 A DEA0054773 A DE A0054773A DE 1551759 A1 DE1551759 A1 DE 1551759A1
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Description

'BERLIN 33 ._ I MÜNCHEN
Auouttt-Viktorl.-Str.e. 65 Dl\-Ing. HANS RUSCHKE Pl#ni«,«u«r StraBe
!ϊίΓΐί* Dipl,-Ing. HEINZ AGULAR *****.**«
;:.uÜ7448 PATENTANWÄLTE -Moo:«,,«-«
Berlin Weet 74 84 PotUcheckkonto: Bankkonto: Manch·» 863 B»nk f. Handel u. Industrie Bankkonto: Depoaltenkaice 33 Dreadner Bank Berlin 83 Manchen Teplltier StraSe 42 Dep.-Kuie Leopoldstraße
Kto. 827608 Kto. 89 515
SSESlEh Irxünchen, den |'1(Febi95? ΑΛΕ*
A 1035 - Schr/hd -
AIoEkICAN ShELTIKG AMD EEFIHIWG COlD-AWY,1 New York,V.St.A.
Brenner für Schmelzöfen
Die Erfindung betrifft eine BrennereinricLtung, insbesondere eine Brennereinrichtung für einen Metallschmelzofen und speziell eine Brennereinrichtung für einen senkrechten Schmelzofen zur Verwendung "bei einem Verfahren zum Schmelzen von Ketall, wie z.B. Kupfer, vie in öer Anmeldung A 4;> 397 VIa/40a beschrieben.
Gegenstand der Erfindung ist eine Brennereinrichtungjgekennzeichnet durch einen Brennerabschnitt, einen an zwei entgegengesetzten Enden offenen ütfischabschnitt aur Vereinigung eines BrennstoffStroms und eines sauerstoffhaltigen Gasstroms und zur Weiterleitung des vereinigten Stroms zum Brennerabschnitt, wobei
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der hischabschnitt mit einem seiner offenen Enden an den Brenn er ab schnitt angegliedert ist, einenjKrüniMaabsehnitt lait einem gebogenen Teil darin, der. an jedem Ende offtn ist, 'um den größeren der beiden Ströme an den Ilisehabschnitt weiterzuleiten, um dort vermischt zu werden,wobei der Krüiamerabschnitt an einem offenen Ende an das andere 2nde des iiischabachnitts angegliedert ist, eine .Ringblende *iit einer Öffnung zur Zuführung des größeren der beiden Ströme zu dem gekrümmten Teil des Krümmerabschnitts, wobei die Ringblende in den Krümmerabschnitt derart angeordnet ist, daß der größere Strom durch die öffnung weitergeführt vird, um auf den gebogenen Teil in einem Strämun^sweg aufzutreffen, der winklig zu der Oberfläche des gebogenen Teils verläuft, wobei der Windel zwischen dem otrümungsweg und irgendeiner Tangente zu der Oberfläche des gekrümmten Teils auf den der otrom auftrifft,für praktisch die Gesamtheit der auftreffenden Strömung größer als 45° ist und ebenfalls für einen Hauptteil der auftreibenden Strömung größer als 65° ist, eine Vielzahl von Öffnungsgliedern in dem wischabschnitt zur Zuführung des kleineren der beiden Ströme in den lv:ischabschnitt, wobei die Öffnungsglieder im Abstand von einander am Umfang des Mischabschnitts benachbart zu dem Krümmerabschnitt angeordnet sind und jedes üffnungsglied
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in dem Kischabschnitt innerhalb einer Strecke von etwa
νου
■ 30 cm/der Ringblende in dem Krüinmerabschnitt angeordnet ist, Einrichtungen zur 2ufülirung des kleineren.Strome unter positivem Druck z\i den üffnungsgliedern und gesonderte Einrichtungen zur Zuführung des größeren Stroms inter Druck zu dem Krümmerabschnitt.
In der Zeichnung sind:
Pig. 1 ein senkrechter Schnitt einer in einen Schmelzofen eingebauten Brennereinrichtung,
Pig. 2 ein senkrechter Schnitt eines Veils eines bevorzugten Brennerkörpers,
Pig. 3 ein horizontaler Schnitt entlang der Linie 3-3 der Pig. 2,
Unter Bezugnahme auf die Zeiehnun&en wird Luft bei einem gewünschten Überdruck zu den einzelnen Brennerkörpern 4 durch Leitungen 29 zugeführt. Brennstoff, vorzugsweise ein gasförmiger Brennstoff. wird durch Leitung 36 -vorn Verteiler >ί? unter «ineui &tr..'inechten überdruck zu den einzelnen Brennerkörpern 4 zugeführt.
In Pig· 1 ist ein Brennerkörper 4 als Beispiel gezeigt, der in einer Seitenwand^ffnung 7 eines Ofens mit einer feuerfesten Auskleidung 5 umgeben von
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einem Hantel 6 eingefügt ist, wobei der Brennerkörper in der Öffnung mit Bolzen 38 gehalten wird, welche die Hontageplatte 39 jedes Brennerkörpers dicht gegen den Mantel 6 halten, um für eine praktisch gasdichte Montage zu sorgen. Dieser Aufbau zusammen mit der geschlossenen Konstruktion der Brennerkörper verhindert im wesentlichen die Einführung äußerer Luft in den Ofen durch die 'Brenneröffnung 7.
Der lirennericörper 4 enthalt einen Abschnitt 50 zur Vereinigung eines jirennstoffstroms und eines sauerstoffhaltigen C'asstroius Lur Bildung, eines einheitlichen otronis und zur "/,: iA .xLi-un^ des einheitlichen otro-as in den Zündabschnitt ; ' . Ltr ..:2'---.-:iicr.jCiJrjjfciZ* v/eist ft-rntx* einen Verbrennungsab- ζκ.ιύΛ.ΛΛ lc. aJ, dr.2 sas i".Liöiietem, feuerfestem ilaterlal !ρ „ . tU.^i: ir.-t unci :*uf einem ringförmigen Plansch 53 ge- l^i. ■:. «.;. ,.It■:-■ τ :■« ά·ϊ& ländabsc:Jiitts 51 angebracht ist. ...ui . a.-iioc; -1 -': i. 1 £.ach --,it eineiu ringf;»neigen feuer-
!■:;. :^.. .... ·._..·.... rin^i -r .i^en feuerfesten Hülse
: ν}. -:-·.„'.-.. ..■_: ·..:. ■ &. t ist ^i+ dtu ^ing 56, einen Hals ^i, ..;„ .Ιε- . \ ]. . -ilubn. !,in Stab 56 kann in dem Haie UL·. fc ... :.λλ ivL. ..v'^ü cii.6 -ifciic'-e elektrisch betriebene LUiidiCexLfc :. ly.n . κ a^. er JtrJjiun^sein^eit kann auf ■j'.r jtitt ut:£ „Λ-ε·. ..:*.."' tts ί i -:-".nf:;ob.r- ',lit sein, wobei das iiu.:re 3ndc. :er .,,li.-i:;-rr.e, vie .-.eaeiivt, in der llähe des Stabes 5<5 _d. '.οΓαΐ.ί-ΐ ζει. ^ie iCojubi.;.£..tion von Hals und ist b^^^naers r;ar Aufreehti^-Lalttuig der Verbren-
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5o is
nung der Einheitsströmung im Abschnitt 52 geeignet, insbesondere wenn die Einheitsströmung durch den Brennerkörper bei einer hohen Geschwindigkeit hindurchgeführt wird. Der Abschnitt 51 ist auch mit öffnungen 69 und versehen, um Proben aus der Einheitsströmung zu entnehmen. Derartige Öffnungen sind normalerweise durch Stopfen 71 verschlossen. Anstatt Zündmittel,wie die Zündkerzen 59 zu verwenden, kann die Einheitsströmung von der Innenseite des Ofens her gezündet werden, obgleich ein derartiges Verfahren nicht bevorzugt ist. So kann z.B. bei Inbetriebnahme des Ofens ein Holzfeuer im Ofen angezündet werden. Beim Einblasen des verbrennbaren Strömung sgemischs in den Ofen bei einer niederen Einblasgesehwindigkeit zündet der Einheitsstrom und brennt zu dem normalen Zündungspunkt zurück, der durch Zündvorrichtungen in dem Brenner vorgesehen ist, wonach der Brenner bei dem beabsichtigten "'"ti-EBQerungsgrad betrieben werden kann.
Der Abschnitt 50 hat einen ringförmigen Verzweigungsteil 60, eine Hülse 61, einen gebogenen oder Krümmerteil 62, eine Lochplatte oder Ringblende 63 und eine Beobachtungsöffnung 64, die mit einem durchsichtigen Schauglas 65 versehen ist. Die Hülse 61, die
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an die Schulter 66 und das linke Ende des Abschnitts 51 anstößt, wirkt mit dem ringförmigen Teil 60 zusammen, um eine Verzweigung zur Einführung des kleineren der beiden zu vereinigenden ßtröiae (gewöhnlich des Brennstoff etrome) aus leitung 36 durch die Öffnungen 67 in die Vereinigung skaumier 68 zu bilden. Die Größe und Verteilung der Öffnungen 67 über den Umfang der Hülse ist so gewählt, daß der Eintritt des Strömungsmittels in die Kammer gesteuert wird. Der größere Strom (gewöhnlich Luft oder Sauerstoffhaltiges Gas) wird in die Kammer 68 aus Ltitung 29 durch die Öffnung in der Platte 63 und den KrüM-uerteil 62 eingeführt.
Bei Betrieb des Brennerkörpers wurde gefunden, daß der Gesamtsauerstoffgehalt von Proben der aa verschiedenen Punkten in der Ebene A-A durch die Öffnun-
vereinigten
gen 69 und 70 entnommenen/ Strömungeeüsbebflc nicht der gleiche war. Ss wurde ferner gefunden, daß die Unterschie de in dem Gesamtsauerstoffgehalt der in den an den gleichen oder verschiedenen Punkten der Ebene A-A entnommenen Proben der Einheitsströmung ermittelt wurde, durch Verschieben der lochplatte 63 in ihrer Ebene quer zum luftstrom am Einlaßende des gebogenen leils 62 (siehe Fig· 3) erhöht oder gesenkt werden konnte, so daß die Lage der Öffnung 72 geändert und die Luft veranlaßt wurde unter einem abweichenden Winkel auf den gebogenen
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!eil 62 aufzutreffen. Wenn jedoch die lochplatte 63 wie der auf eine Stellung an dem Auslaßende des gebogenen Teile 62 unmittelbar vor dem linken Ende der Hülse 61 eingestellt wurde, mit der Ebene der öffnung senkrecht zur Achee der Hülse wurden wieder relativ große Unterschiede im Geeamtsauerstoffgehalt in der Ebene A-A in der Einheitsströmung gefunden. Die Verschiebung der Lochplatte quer zu der Bahn des größeren Stromes hatte jedoch keine merkliche Wirkung auf die Unterschiede Im Gesamtsauei'stoffgehalt, der in der Ebene A-A dei- lünheitsströ- i'^iC gefunden wurde.■ Darüborhinaus wurde festgestellt, daß ir£,eiideiii Yeränderungsverlauf im 'i'otalsauerstoffgehalt, der über die xTbene A-A gefunden wurde, in der Bin-
g bei ihrem Durchgang durch äen restlichen
r 4 verblieb«
Dementsprechend wird "baiii Betrieb der nerkörper eier größere »St ro.« äer beiai-a zn vereinigend en Ströme su "Ssia "^rcrjaei-u'^ver -:■ \sch eine öffnung in eine gebogene Leituiir eu ü?v ¥ei-öi;iir uir?-:a.,Ji>er- /releitet, wobei der -größere Streik auf eine gekrUi^^te Oberfläche 121 der Biegung auf trifft » w& den Stroiu in die Yereiniguneskaaaner abzuleniceng unc die Lage der- Öffnung wird verschollen,, um den Auftreffwinkel des Strass auf die gekrümmte-Obei-fläslie su verändern, so daß Ünöerungen im Gssaat-
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sauerstoifgelialt quer über die Bahn des aus dem Brenner ausgesehenen Einheitsstroms gesteuert ^Ärd^Es wurde gefunden, daß die geringste .änderung in einem derartigen '"resaiutsaucrstoffgehalt erhalten v.rird, wenn praktisch der gesamte größere Strom, der durch die öffnung 72 hindurchgeht, auf die gekrümmte Oberfläche des Krümmers b2 auf trifft, so daß der kleinste l.'inkel zwischen der ßtr ^aungsbahn des otro^iies und einer beliebigen Tangente 2U diesem Teil der gebogenen Oberfläche,auf die der ütro;.; auf trifft, größer alt. ±5° ist und in dem der e .iü>el ..ät irgendeinc-.v Tangente zu diesem Teil
aer eeki J-i^ten Oberfläche, auf die ein Hauotteil des ctrouer aui';;rii"i"t., ,iö. er als 65° ist. ii'ie in Fig. 2 ,, f:. ibt, Kttllt aIi-5 linie 7;i,die von dei- link ε η Seite der vff;;-.;iii 12 ^&i-al-lel z.a· -ängsacJuse 74 ues Einla£- tfeils ti ε Krüi^ei-ε -.,.- t.tZü^en ist, die linke Seite der otro,:iunt., brJiii üet . :;/'> eren Dti.-....*.-ο -:ar. l'ie ,gezeigt, ist ;er ."i..,;fcj. ijvitCi.eii Linie; 75 unter der Tangente zu eier .-_ei:r i.ü.it■-.-■:* .her:ILeLi=, v/enn letztere aurch die Linie 71 £,fcrc-.;:i :jt-;.:. =..-.irc., t:-j.'er als ..5°(^urcli den Winkel B erli.utert, uiic aer .inicel C irischen der üffnungsaciise 74 und aer L's^evte zu der gekrLasten Oberfläche, wo letztere durck die offnungsachse 74 geschnitten wird, ist tro.,ei als t5°, Ferner wurde gefunden, daß der Ab-
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stand der Brennstoffeinlaßöffnungen 67 von der Öffnungsplatte 63 die Empfindlichkeit der Steuerung beeinflußt, die durch Verschiebung der lochplatte insofern herbeigeführt wird, daßjWenn der Abstand erhöht wird, die Empfindlichkeit gegen Verschiebung in der lochplatte verringert wird. Vorzugsweise sind sämtliche Öffnungen 67 in etwa 30 cm von der Öffnungsplatte,gemessen entlang der linie 77» die durch den größten inneren Radius des Krümmers erzeugt wird, angeordnet und vorzugsweise so nahe wie ausführbar dazuf
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist jedes der Rohre 29 zur Leitung des größeren Stromes (Luft) au den Brennerkürpern 4 mit einem Ventil 80 aur Steuerung der Luftmenge versehen, die mit überdruck zu dem Brennerkörper geführt wird. In gleicher Weise ist jedes der Rohre 36 zur Leitung des kleineren Stromes (Brennstoff) zu den Brennerkörpern mit einem Ventil 81 zur Regelung der Brennstoffmenge versehen, die unter Überdruck zu dem Brennerkörper geführt wird. Auch kann, wie in Pig. 1 gezeigt, jedes der Rohre 36 mit einem üblichen membrangesteuerten Ventil 85 versehen sein, welches durch eine .übliche Hembraneinrichtung 86 gesteuert wird, die mit. .der Membran 87 versehen ist. Jede der membraneinrichtungen ist ferner mit einem Rohr 88 ausgestattet, das
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von der Innenseite des Rohres 29 zu dem Raum oberhalb der Membran in der Keinbraneinrichtung führt, um den Druck der Luft in der leitung 29 mit der Membran zu verbinden. Eine derartige Anordnung unter Verwendung eines Über- · druckes in dem Brennstoff und der luft, die zu der Vereinigungskammer 68 zugefügt werden, wird bevorzugt, da durch ihre Anwendung der Brennstoff in der Leitung 36 vor dem Ventil 81 auf den gleichen Druck wie die Luft in der leitung 29 vor der Öffnungsplatte 63 gehalten wird, wodurch das Verhältnis von an den Brenner abgegebenen Brennstoff zu Luft.insbesondere wenn die Verbrennungsgeschwindigkeit des Brenners verändert wird, rascher auf einen gewünschten Wert geregelt werden kann als die Steuerung durch eine Anordnung, in der der geringere Strom in die Kammer 68 durch Ansaugen eingeführt wird. Auf diese Weise wird z.B. zur Steigerung der Verbrennungsgeschwindigkeit des Ofens der Luftdruck in Leitung 29 stromaufwärts von der öffnung 63 durch Öffnen des Ventils 80 gesteigert. Die Membraneinrichtung 86 sorgt automatisch für den gleichen Druck in Leitung 36 stromaufwärts von Ventil 81, so daß das gleiche Verhältnis von Brennstoff zu Luft in der Stromeinheit aufrechterhalten wirdr ohne Änderung der Einstellung des Ventils 81.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    v 1· Brenner für einen Schmelzofen, gekennzeichnet durch einen Brennerahsohnitt, einen an zwei entgegengesetzten Enden offenen Vereinigungsabschnitt zur Vereinigung eines BrennstoffStroms und eines sauerstoffhaltigen Gasstrome und zur Zuführung des vereinigten Stroms zu dem Brennerabschnitt, wobei der Vereinigungsabschnitt an einem seiner offenen Enden an dem Brennerabschnitt angegliedert ist, einen Krümmerabschnitt mit einem gebogenen Teil darin und der an jedem Ende offen ist, um den größeren der beiden Ströme zur Vereinigung an den Yereinigung^abschnitt weiterzuleiten, wobei der Krümmerabschnitt an einem offenen Ende an das andere Ende des Yereinigungsabeehnitts befestigt ist» eine:, öffnungeplatte mit einer, öffnung darin zur Zuführung des größeren Stroms der beiden Ströme zn iem gekrümmten !feil des Krüismerabeohnitts, wobei die öffnungsplatt® im dem Krummcrabschnitt derart angeordnet ist, daß der grSiere Strom durch die öffnung «eitergeleitet wirds um auf den getarftaaten Teil in einer Str@mungsbahn~~~aufEutreff e&, die im Winkel zu der Ober·» fläche dee gekrümmten feile verläuft, wobei der Winkel • zwischen der StrSmungsbahia. and irgendeiner Tangente zu der Oberfläche des gekrümmten Seils, auf den der Strom auftrifft, grSSer als 45° für praktisch den gesamten
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    auftreffenden Strom let und ebenfalls größer als 65° für einen Hauptteil des auftreffenden Stroms, eine Hehrzahl von Offnungsglitdern in dem Vereinigungsabschnitt zur Zuführung des kleineren dtr beiden Ström· in den Vereinigungsabschnitt, wobei die Öffnungeglieder um den umfang des Vereinigungsäbschnitts Im Abstand voneinander benachbart zu dem Krümmerabschnitt angeordnet sind und jedes Öffnungsglied in dem Vereinigungeabschnitt in etwa 30 cm von der Öffnungsplatte in dem Krümmerabschnitt angeordnet ist, Einrichtungen zur Zuführung des kleineren Stroms unter Überdruck zu den Öffnungsgliedern und gesonderte Einrichtungen zur Zuführung des größeren Stroms unter Druck zu dem Krüemerabschnitt.
    2· Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Offnungsplatte zur Verschiebung der Lage der öffnung beweglich in dem Krümmerabschnitt angeordnet ist·
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    Leers eite
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