DE1601277A1

DE1601277A1 - Brenner fuer gasfoermigen Brennstoff und Vorrichtung zur Verwendung des Brenners

Info

Publication number: DE1601277A1
Application number: DE19681601277
Authority: DE
Inventors: Honacker Jun Bernard G; Weber Earl J
Original assignee: American Gas Association Inc
Current assignee: American Gas Association Inc
Priority date: 1967-03-01
Filing date: 1968-02-29
Publication date: 1970-12-10
Also published as: GB1205897A; NL6802891A; FR1556587A

Description

Br. ing,* E. EEItICEBfEMi

Anlage: " Aktenzeichen'

zufEmgabevom. 2f ., Ε^ΙίΠΙΗΤ tfßS ■ Name- d.,Änmv

Brenner fin? gasförmiges Brennstoff and; Vorrichtung zur ¥erwend;ung-

des Brenners.

Es sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, dier durch Einspritzen eines gasförmigen Brennstoffs in eine wirbelnde Luftströmung innerhalb einer zylindrischen Leitung wirbelnde Flammen, erzeugen. Eine solche Vorrichtung verwendet eine Vielzahl von Schlitzen in der Wand der zylindrischen Leitung, um In dieselbe eine wirbelnde Luftströmung einzuführen, während der gasförmige Brennstoff In. die Leitung im Schlitzbereieh eingespritzt wird, wo' sich derselbe; mit der wirbelnden Luft mischt und die Verbrennung erfCflgt.-

Die Erfindung betrifft einen neuen und brauchbaren Gasbrenner und eine Lufterhltzungsvorrlehtung·,. welche eine von der vorstehend; beschriebenen verschiedene bauliehe Anordnung verwendet und dementsprechend einen verschiedenen 'Stromungsverlauf von Luft und Gas aufweist» Der sich ergebende Brenner 1st: vielseitig,, insbesondere hinsichtlieh der Art uni# Lage- der: PlaSmme, welche^ derselbe erzeugen kann. Eine bevorzugte Ausfihrungsform erglbtr eine besonders einfache und wirksame Art des Erhitzers von Luft oder/ ähnliehen . Gasen« ,

Gemäß der Erfindung Ist; elra Brenner¹ ftfe gasförmilge^ Brennstoff vorges-ehenv,.' der- eine Ee&tungr aeafteist,, deren· eines. Ende gescfelös— ■ seja. und! deren gegeniiberiiegiendies: Ende offen. 1st, sowie=; eine; EIn-*- >■, richtung άί& gäsför.mlgeß! Birennstoff fe die Leitung: ίκε· dea*^: MSMe des geschlossenen·; Indesr eintreten IaBt _J; urid eine Elnrfchfeung, welehe einen verstärkten 2iig eines ©xydäereadlett Gases^: wie zum; Beispiel Luft* durch ÄusiiefimiiHigeis la der· Seitenwan* dfeK Eel/tang: tewf irkt * B%&. ÄusBehraun^em hasben; e$ne- solehe Ιοιηηϊ^ dail das te oxydüesErensdie ©aa la. e^msxr-'W^b&M&ws^mg.- riiEiÄ um»:

SADOBlQiNAL

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der Leitung; strömt,; wobei di.e Bewegung eine stromaufwärts tete Komponente nach dent' geschlossenen Ende der: Leitung- aufweist>??·> so da& genügend Verbrennungsluft den gasförmigen Brennstoff strömeaufwärts von dem Ausnehmungen·, erreicht,: um dort ein Brennstoff ge..-: misch, zu erzeugen» Bei der bevorzugten Ausführungsform hat die resultierende Strömung stromaufwärts von den Ausnehmungen die Form eines. Wirbels, der eine kreisende Komponente der Strömung ,in einer dünnen Schicht rund um die Innenwand der Leitung, sowie die oben erwähnte stromaufwärts gerichtete Komponente aufweist, so daß sich die Wirbelströmung strOmaufwärts bis in die Nähe des geschlossenen Endes der Leitung bewegt,, dann im wesentlichen längs der Achse der^ Leitung an den Ausnehmungen vorbei umkehrt und. dadurch zum offenen Ende der Leitung, gelangt. Um eine kurze Flamme zu erzeugen, kann: der gasförmige Brennstoff in die Leitung vorzugsweise in· der gleichen Richtung wie die wirbelnde Luftbewegung eintreten. Durch Einstellung der relativen Mengen des gasförmigen Brennstoffs und der durch die Ausnehmungen in der Leitungswand eingeführten Luft kann stromaufwärts von den Ausnehmungen eine im wesentlichen vollständig verbrennende Flamme erzeugt werden oder eine ähnliche Flamme,, die sich in der Leitung weiter strOmabwärts erstreckt, oder eine stark strahlende Flamme, die sich strOmaufwärts von den Ausnehmungen aus dem offenen Ende der Leitung nach außen erstreckt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die zum Erhitzen von Luft verwendet wird, ist die Leitung stromabwärts von den oben erwähnten ersten Ausnehmungen mit zweiten Ausnehmungen versehen, durch weiche zusätzliche Luft oder ein anderes Gas hindurchgeht, um sich mit & den durch die Flamme in der Leitung erzeugten heißen Verbrennungsgasen zu mischen* Diese zweiten Ausnehmungen erzeugen In der Leitung vorzugsweise eine Wirbelbewegung der Euift oder eines anderen Gases, deren Richtung Jener der Wirbelbewegung dier durchs dlle ersten Ausnehmungen eingeführten Luft entgegengesetzt Ist, um eine gute Mischung der heißen Verbrennungsgase und der durch die zweiten Ausnehmungen eintretenden Luft zu bewirken» Pie letztere Anordnung; Ist besonders nützlich,, beispielsweise beim Erhitzen von Luft fir einen Wäschetrockner, In dem der Brenner unter Bedingungen betrieben wird, welche die Flamme auf den. Bereich stromaufwärts wem den ersten. Ausnehmungen! beschränken. Per Brenner asids fir andere Zwecke, wie z» B* als nachbrenner füir einen

werden^, bei weldiem im das·

_. 2' —

zurü-ek%Mlberide· 'Fiäteri allen durch "die zweiten Ausnehmungen elnge- · .führ"-&· werde'n^rund Innerhalb der Leitung verbrennen, In welchem¹ Fall genügend Brennstoff und Verbrennungsluft-zugeführt werden, um eine Flamme zu'erzeugen, die sich zu den ^zweiten Ausnehmungen stromabwärts ■erstreckt* ^; "'■'"■"■'"--. , '

IrisbesOndere für Anwendungen, bei welchen "die Flamme auf die stromaufwärts von den ersten Ausnehmungen liegende Seite beschränkt werden soll, können die ersten Ausnehmungen aus einer Reihe von Schlitzen bestehen, die zur Achse der Leitung in einer solchen Richtung unter einem spitzen Winkel geneigt sind, daß die stromaufwärts gerichtete Strömung der wirbelnden Verbrennungsluft verstärkt wird. Bei solchen Ahvrendungen kann in der Nähe des geschlossenen Endes der Leitung auch Primärluft eingelassen werden, die entweder bereits mit dem gasförmigen Brennstoff gemischt ist oder durch andere öffnungen nahe dem oder im geschlossenen Ende der Leitung leckt. Wenn eine strahlende, stark leuchtende Flamme gewünscht wird, die sich aus der Leitung nach außen erstreckt, enthält der gasförmige Brennstoff vorzugsweise im wesentlichen keine Erimärluftund das stromaufwärts liegende Ende der Leitung ist vorzugsweise hermetisch abgedichtet, um ein wesentliches Lecken von Luft in diesen Teil der Leitung zu verhindern.

Zusammenfassend kann daher folgendes bemerkt werden:

Ein Einlaß für gasförmigen Brennstoff läßt denselben in eine Gasleitung in der Nähe ihres geschlossenen Endes eintreten und Verbrennungsluft wird hineingedrückt oder angesaugt in eine in der Wand der Leitung vorgesehene erste Reihe von Schlitzen, welche vom Brennstoffeinlaß nach dem entgegengesetzten offenen Ende der Leitung hin im Abstand liegen, so daß rund um die Innenwand der Leitung eine wirbelnde^Luftströmung erzeugt wird, die eine nach dem geschlossenen Ende stromaufwärts gerichtete Komponente aufweist. Dadurch wird genügend Luft In den Bereich stromaufwärts.von den Schlitzen elnge- führt, um innerhalb der Leitung in einer Flammenzone auf der stromaufwärts .liegenden Seite der Schlitze die Verbrennung zu bewirken. Durch Einstellung der relativen. Mengen der Luft und des gasförmigen. Brennstoffs kann die Flamme In dem stromaufwärts, von den Schlitzen liegenden Bereich eine vollständige Verbrennung bewirken, welche auf diesen. Bereich beschränkt Ist,, oder die Flamme kann sich in--

009 8 50/0600 . , \ '

nerhalb der Leimung stromabwärts von den Schlitzen erstrecken, um Luft oder Gas zu erhitzen, welches durch eine stromabwärts von der ersten Reihe der Schlitze liegende zweite Reihe von Schlitzen angesaugt wird. Die Flamme kann aber auch stark strahlend sein und sich vom offenen Ende der Leitung weg erstrecken, um als leuchtende Flam* me eines Industriebrenners zu dienen. Zur Erzeugung einer kurzen blauen Flamme wird der gasförmige Brennstoff vorzugsweise im wesentlichen in der gleichen Richtung eingespritzt wie die wirbelnde Luft. Die erste Reihe der Schlitze kann s-tromaufwärts geneigt sein, um die stromaufwärts gerichtete Bewegung der wirbelnden-Luftströmung zu verstärken. Die zweite Reihe der stromabwärts liegenden Schlitze wird bei ihrer Verwendung Luft mit einer Wirbelbewegung einführen, die der durch die erste Reihe der Schlitze erzeugten Wirbelbewegung entgegengesetzt ist.

Weitere Gegenstände und Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen leichter verständlich, in Vielehen zeigt:

Fig. 1 schematisch eine schaubildliche Darstellung eines Wäschetrockners, der einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Brenner verwendet, und

Fig. 2 eine Seitenansicht des Brenners gemäß Fig. 1.

Fig. 3, 4 und 5 sind waagerechte Querschnitte des Brenners nach den Linien 3 - 3, 4 - 4 und 5 - 5 der Figur 2.

Fig. 6 zeigt schematisch eine schaubildliche Darstellung des Luftströmungswegs, und der Flammenform, die in einer bevorzugten Ausführungsform des Brenners gemäß Fig. 2 erzeugt werden.

Fig. 7 zeigt im Längsschnitt einen Einäscherungsofen, der einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Brenner als Nachbrenner verwendet.

Fig. 8 ist ein Längsschnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 7.

Fig. 9 zeigt eine Endansicht einer anderen Ausführungsform des

Brenners p-emiÜ-V der Erfindung zur Erzeugung einer strahlenden 009850/0600 - ^

BAD ORlälNAL'" v,-^! -

Flamme* ■

Pig.10 zeigt im Grundriß eine Untersieht des Brenners gemäß Fig. 9. ■

Fig.11 ist in kleinerem Maßstab ein Grundriß des Brenners gemäß Fig. 9 und zeigt die Form der erzeugten Flamme.

Fig;. 12 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungs form des Brenners gemäß der Erfindung.

Es wird zunächst nur auf die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Ausführungsform der Erfindung in ihrer Anwendung auf einen Wäschetrockner Bezug genommen. Der Gasbrenner weist eine zylindrische Leitung 10 aus hitzebeständigem Material auf* wie zum Beispiel Stahl, die '^v mit einem geschlossenen unteren Ende 12 und einem offenen oberen Ende I²J versehen ist. Gasförmiger Brennstoff, .wie zum Beispiel Erdgas, wird in die Leitung 10 durch eine Gasdüse iß eingeführt, die von einem Bügel 17 gehalten wirdj und der Brennstoff wird aus der Gasleitung 18 über ein Gasventil 19 zugeführt, das zur Einstellung der Geschwindigkeit der Gaszuführung zum Brenner dient. Wie Fig. 5 zeigt, wird der gasförnaftige Brennstoff in der Nähe und längs der Innenwand der Leitung 10 im rechten Winkel zur Achse derselben freigegeben, so daß der Brennstoff - von oben gesehen - hauptsächlich rund um die Innenwand der Leitung im Gegenuhrzeigersihn strömt. Die Auslaßöffnung der Brennerdüse ist nicht mit einer Flammenhalteeinrichtung versehen. Ein Sparbrenner 20 erzeugt am unteren Ende der ;j Leitung 10 angrenzend an ein Zündloch 22 in der Seitenwand derselben eine Zündflamme 21►■ Der Brennstoff für den Sparbrenner wird durch die Gasleitung 23 zugeführt.

Eine erste Reihe von drei rechteckigen Sehlitzen 2k,,25 und 26 ist in der. Leitung 10 in einem Bereich vorgesehen, der wesentlich oberhalb des unteren Endes 12 der Leitung liegt. Die Schlitze sind miteinander identisch und weisen die gleiche Länge auf. Die Schlitze 2k, 25 und 26 liegen rund um die Leitung 10 im gleichen Winkelabstand und sind mit Richtzungen 28, 30 und 32 versehen. Diese können einfach ausgestanzte und nach innen gebogene Zungen sein, welche bei ihrer Herstellung auch die entsprechenden Schlitze erzeugen. Alle Zungen liegen Innerhalb tter Leitung 10 in der gleichen Dreh-.rlchtunp:, nämlich von oben gesehen im Gegenuhrzeigersinn. BADORißiNAU 0098 50/0600

Längs-der Leitung 10 gegen das offene Ende derselben hin liegt im Abstand von der Reihe der Ausnehmungen 2*}, 25 und 26 eine zweite Reihe von Ausnehmungen in Form rechteckiger Schlitze 4Ö, 42 und 44, die rund um die Leitung 10 im gleichen Winkelabstand angeordnet und mit Zungen 46, 48 und 50 versehen sind (Fig. 3). Die Reihe der Schlitze 40, 42, 44 und der Zungen 46, 48 und 50 kann in der gleichen Weise ausgebildet sein wie die Schlitze 24, 25, 26 und die Zungen 28, 30, „32 mit der Ausnahme, daß die Zungen rund um die Achse der Leitung 10 entgegengesetzt gerichtet sind. Demgemäß wird durch die Schlitze 4.0,. 42, 44 in die Leitung 10 eingeführte Luft in entgegengesetzter Richtung rund um die Leitung 10 wirbeln als die durch die Schlitze 24, 25, 26 eingeführte Luft;

\ Die Brennerleitung 10 kann auf irgendeine zweckmäßige Weise in dem Gehäuse 51 (Fig. 1) des Wäschetrockners angeordnet werden, ^ζ· ^Β· in einem Teil des Geöhäuses, der hinter der umschlossenen Trocknungskammer 52 liegt. An dieser Stelle ist Raumluft für die Schlitze in der Leitung 10 frei verfügbar. Auf der Rückseite einer Querwand 56 ist ein Sauggebläse 54 angeordnet, dessen Auslaß 58 Luft in den Raum abführen kann.

Das obere Ende der Leitung 10 ist mit einer rechtwinkligen Krümmung 55 versehen und das offene Auslaßende 14 steht mit dem Inneren der Trocknungekammer 52 über eine entsprechende öffnung in der Querwand .56 in Verbindung. Die Trocknungskammer 52 enthält die übliche (nicht . dargestellte) Drehtrommel, in welcher die zu trocknende Wäsche angeordnet wird, zum Beispiel durch eine Tür auf der Vorderseite des Gehäuses.

Das Sauggebläse 54 erzeugt daher eine Strömung längs eines Weges, der sich aus dem Raum in die Schlitze 24, 25, 26 und die Schlitze 4o, 42, 44, sowie durch das offene Ende 14 der Leitung 10 in die Trocknungskammer 52, so=dann in die Einlaßöffnung 60 für das Gebläse 54 und schließlich nach außen in den Raum erstreckt, wie durch die gekrümmten Pfeile in Flg. 1 angegeben ist.

Ohne dadurch den Rahmen der Erfindung _cauf irgendeine Weise zu beschränken, ist ein typisches Beispiel der Abmessungen und der Betriebsbedingungen des Gasbrenners gemäß den Figuren 1 und 2 folgendes: : " ϊ

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100	mm
6,25	mm
87,5	mm
ι σο	mm
25	mm
9,375,	mm
175	mm
250	mm
6,25	mm

Tnnendurehmes'ser der Leitung 10

Abstand der Mitte der Brennstoffdüse 16 vom Boden- 12 der Leitung Ϊ0

Abstand der unteren Kanten der Schlitze 24., 25, 26 >om Boden 12 der Leitung 10

Lange der Sehlitze 24, 25, 26 und 4-0* 42, 44 Breite der Schlitze 24, 25, ,26 und 4o, 42, 44

Vorstehen der Zungen 28, /50, 32 und 46,, 48, 50 nach innen - - .-

Abstand der oberen Kante der Schlitze 24, 25, 26 von der unteren Kante der Schlitze 4θ, 42, 44

Abstand des oberen Endes der Schlitze 40, 42, 44 vom offenen Ende 14 längs der Achse· der Leitung 10 ; >-,-"" ■-..'■;."

Durchmesser des Zündlochs 22 -

Mit diesen^Abmessungen, sowie einer Auslaßgeschwindigkeit des Gebläses von ungefähr 4,8 nr/min und einer Einströmgeschwindigkeit des Erdgases durch die Düse 16 von ungefähr 0,14 nr/min betrug die ,Gesamtst-rÖmungsgeschwindigkeit in die Schlitze 24, 25, ■26 ungefähr 0,39 m^/min und in die Schlitze 4o, 42,. 44 ungefähr 1,98 m^/min. ,. ' * ,

Mit diesen Arbeitsbedingungen und Abmessungen wurde eine im wesentlichen vollständige Verbrennung in einer Flammenzone erzielt, die auf den Teil der "Leitung 10 begrenzt war, der vollständig unterhalb des unteren Endes der Schlitze· 24, 25, 26 lag und die Geactafindigkeit der Zuführung der heißen Luft in d,ie Trocknungskaranwsr war mit Jener in üblichen Wäschetrocknern" vergleichbar. Eine Armramlung von Russ 'an der Brennerdüse wurde nicht festgestellt.

: ■■■■■■■.■■"■:■■ : .- 7 008 6 0/0&00

-Die allgemeine Form der in diesem Beispiel erzeugten Flamme 70 ist in den Figuren 2,5 und 6 dargestellt. Die Richtung der Luftströmung ist durch die Pfeile in diesen Figuren angegeben. Die Luftströmung durch die Verbrennungsluftschlitze 24, 25, 26 wirbelt im Gegenuhrzeigersinn rund um das Innere der Leitung 10 und infolge des durch das Sauggebläse 54 ausgeübten verstärkten Zuges geht die Luftströmung gegebenenfalls stromabwärts durch das offene Ende 14 der Leitung 10 hindurch. Infolge der Wirbelbildung an den stromaufwärts liegenden Kanten der Verbrennungsluft schlitze und der Abflachung der wirbelnden Luftströmung gegen die Leitungswand unter der Wirkung der Fliehkraft hat Jedoch ein Teil der wirbelhden Luft eine im wesentlichen stromaufwärts gerichtete Komponente, so daß sich dieselbe in einer im allgemeinen schraubenlinienförmigen Bahn stromaufwärts gegen das geschlossene Ende der Leitung 10 bewegt. Wenn die Luft in die Nähe des geschlossenen Endes gelangt ist, ist der einzige fiele-Ausweg stromabwärts durch die Mitte der wirbelnden Luftströmung an den Verbrennungsluftschlitzen vorbei in den Bereich der zweiten Fähe der Luftmisehschlitze 40, 42, 44 und schließlich durch das offene Ende 14 der Leitung 10 nach außen.

Die Düse 1β läßt den gasförmigen Brennstoff in die Luftströmung und vorzugsweise im allgemeinen längs der Bewegungsrichtung derselben in der Nähe dos geschlossenen lindes 12 der Leitung 10 eintreten* Die sich- ergebende Flamme hat die Form eines Hohlzylin-· ders, dessen Außenwand nach innen in einem geringen Abstand von der Wand der Leitung 10 liegt. Die Leltung-swan-i· ist daher kühler, als im Hinblick auf die in derselben enthaltene heiße Flamme erwartet werden kann. ^rJio Flamme haftet nicht an der Brennerdüse, sondern hat vielhnjh:* vine Form, die hiiuptsMoh.liqli durch Λϊϊ Uv'*

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strömung, statt durch die Form der Strömung bestimmt ^rird, mit welcher der gasförmige Brennstoff eintritt.. Beim beschriebenen Beispiel ermöglicht das Zündloch 22 ein gewisses Lecken von Luft in das sonst geschlossene Ende der Leitung 10. Für den vorliegenden Zweck ist dies jedoch nicht schädlieh, sondern trachtet vielmehr die Verbrennung zu verstärken.

Der Abstand zwischen dem geschlossenen Ende 12 und den angrenzenden Enden der Verbrennungsluftschlitze kann' beträchtlich verändert werden, ebenso wie die Anzahl der Verbrennungsluftschlitze. Anstelle der inneren Zungen können äußere Zungen verwendet werdm, obwohl innere Zungen bevorzugt werden* Auch die Länge der Verbrennungsluftschlitze kann wesentlich verändert werden, obwohl Schlitze, die zu lang oder zu kurz sind, eine längere weichere Flamme zu erzeugen trachten. TJm eine kurze harte Flamme zu erzeugen, ist die Öffnung der ffäsdüse vorzugsweise dichtneben dem geschlossenen Ende der Leitung 10 und tangential zu einem zur Leitungsachse 'konzentrischen Kreis angeordnet* Dadurch wird ein Abreißender-Luftströmuhg verhindert und auch das Bestreben der Luftströmung unterstützt, die Flamme von der Düsenöffnung abzuheben, um in gewissem Maße eine primäre Belüftung des gasförmigen^rennstoffs bei seinem Austritt; aus der öffnung zu ermöglichen, bevor derselbe verbrannt wird» Eine ähnliche nützliche Wirkung kann erzielt werden, indem die Gaszuführungsöffnung außerhalb der Leitung 10 angeordnet und der gasförmige Brennstoff durch ein Loch in der Seitenwand der Leitung eingespritzt wird, so daß Primärluft von der Außenseite durch die Brennstoffgasströmung mitgerissen wird*

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Die !Leitung 10 muß nicht zylindrisch sein, sondern kann andere Formen aufweisen, z.B. konisch verjüngte Formen, obwohl Formen mit einem kreisförmigen Querschnitt bevorzugt werden. Durch proportionale Vergrößerung der EinstrÖmgesehwindigkeit des Brennstoffs und der Einströmgeschwindigkeit der Verbrennungs-

* luft wird die Länge der Flammenzone vergrößert, ohne jedoch die Vollständigkeit der Verbrennung nachteilig zu beeinflussen. Die Verringerung des Verhältnisses der Verbrennungsluft zum Brennstoff trachtet, längere Flammen mit gelber Spitze und leuchtende Flammen zu erzeugen. -

Bei der Ausführungsform gemäß Fig* 1 strömen die heißen Verbrennungsgase in der Leitung 10 zur zweiten Reihe der Schlitze 4Q, 42 und 44, welche dazu dienen, in entgegengesetzter Richtung Verdünnungsluft einzuführen und dieselbe innig mit den heißen Verbrennungsgasen zu mischen. Dadurch wird gewährleistet, daß die zu trocknende Wäsche nicht übermäßig heißen oder versengenden Temperaturen unter-worfen wird.

Die durch die Ausführungsform gemäß Fig. 1 erzeugte kurze Flamme ermöglicht eine kurze Gesamtlänge der Leitung 10, die für das Einsetzen in den hinteren Teil von Üblichen Trocknern zweckmäßig ist. Außerdem wird die direkte Freigabe der Flamme durch die Schlitze nach der Außenseite vermieden, die erfolgen würde* wenn die Flamme im Schlitzbereich auftritt. Die Verwendung von zwei im Abstand voneinander liegenden Reihen von Schlitzen in einer einfachen zylindrischen Leitung ergibt eine wirksame, gleichmäßige Erhitzung der Luft in einem kompakten billigen Brenner. - BAQ ORietfAL I

., - ——I J - io 009850/D600 V .'_.,,,

Selbstverständlich werden in einer wirtschaftlichen Aus~ führungsform des Trockners gemäß Pig« 1 gewöhnlich die üblichen Steuer- und Sicherheitseinrichtungen verwendet» Vor-? zugsweise ist z*B. ein Druckschalter J2 am Gebläseauslaß angeordnet, um den Auslaßdruck abzutasten und die Zuführung von gasförmigem Brennstoff zum Brenner zu verhindern, wenn sich das Gebläse nicht in voller Tätigkeit befindet..

Es soll nunmehr die in den Figuren 7 und 8 gezeigte Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden. Der Brenner ist in seiner Verwendung als Nachbrenner dargestellt, um Rauch und wohlriechende Dämpfe in den aus einem Einäscherungsofen austretenden Gasen.zu oxydieren. Der nur. schematisch dargestellte Einäscherungsofen kann von üblicher Ari^sein und besteht aus einer Sinäscherungskarnmer 150 mit feuersfesten Wänden 102, 104, 106 und 108, einem Brenner 110 und einem Rost 112, der den zu verbrennenden Abfall trägt. Die hintere Wand 104 hört kurz vor dem oberen Ende des Ofens auf, so daß die heißen Verbrennung sg as e₍ auf jeder Seite über die hintere Wand und durch die Seitenkanäle 116 und 118 nach unten strömen, können. Die Kanäle 116 und 118 sind durch eine mittlere, in senkrechter Richtung verlaufende Kammer 120 voneinander getrennt mit Ausnahme ihrer unteren Enden, die ineinander übergehen und die heißen Verbrennungsgase dem äußeren oberen Ende der-Brennerleitung 122 zuführen* Ungefähr in der Mitte der ,,Brennerleitung 122 ist eine Trennwand 124 angeordnet, welche einen weiteren Durchgang der heißen Verbrennungsgase nach unten verhindert. 7ier* in gleichem Winkelabstand liegende Schlitze 126 in der Wand des oberen Endes der Brennerleitung 122 ermöglichen den hoißen VcrbronnuiiB^gösen, in. <1±q Leitung 122 und durch dip

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BAD ORIGINAL

Kammer 120 nach oben zum Sauggebläse 1j52 und in die Auslaßleitung 133 zu strömen. Das Gebläse 1j52 wird durch den Motor 134 angetrieben. Der Brenner 110 des Ofens ist mit den üblichen Frischlufteinlaßeinrichtungen versehen. Das Sauggebläse 132 erzeugt daher eine Strömung der heißen Verbrennungsgase längs des oben beschriebenen Weges.," der in den Figuren durch die breiten Pfeile angegeben ist*

Die Seitenwand der Leitung 122 ist mit einer weiteren Reihe von vier im gleichen Winkelabstand liegenden Schlitzen 1 40 zur Einführung von Verbrennungsluft versehen. Die Schlitze 126 und 14O können die gleiche Höhe und Form aufweisen. Wie beim Brenner gemäß Fig. 1 ist jeder Schlitz mit einer Riehtzunge versehen. Die Zungen der Schlitze 126 sind so gerichtet, daß sie die heißen Verbrennungsgase in einer Richtung wirbeln, die jener der durch die Schlitze 14O eintretenden Luft entgegengesetzt ist« Frischluft wird den Schlitzen I4o durch eine hintere Öffnung 144 zugeführt. Eine Zuführungsleitung 146, die mit einer Strornungssteuerung 148 versehen ist, führt den gasförmigen Brennstoff der Leitung 122 in der Nähe des geschlossenen unteren Endes I5O und in der Wirbelrichtung der durch die Schlitze 140 eintretenden Verbrennungsluft zu. Für ZUndzwecke sind wieder eine Brennstoffleitung 152 und ein Zündloch 154 vorgesehen. Wie bei der Äusführungsform gemäß Fig. 1 wird durch die Saugwirkung des Sauggebläses 132 Verbrennungsluft in einer wirbelnden Strömung in die Schlitze 14O gesaugt.

Die Zuführungsgeschwindigkeit des gasförmigen Brennstoffs wird in Verbindung mit der in die Schlitze 14O eingesaugten Menge der Verbrennungsluft eingestellt, um eine blaue Flamme 'ftfö^-u

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erzeugen, die sich vom geschlossenen Boden I50 der Leitung 122 nach oben bis über die oberen Schlitze 126 erstreckt. Der Rauch und die wohlriechenden Bestandteile der heißen Verbrennungsgase aus der Verbrennungskammer des Ofens gehen daher durch die heiße Flammenzone des Machbrenners hindurch, wo sie oxydiert und beseitigt öder unschädlich gemacht werden.

Bei der in den Figuren 7 und 8 gezeigten Ausführungsform des Einäscherungsofens betrug die Leistungsaufnahme des Brenners 110 3.780 keal/h und jene der Brennstoffzuführungsleitung des Nachbrenners 6.3OQ kcal/ku Die Strömungsgeschwindigkeit am Auslaß der Leitung 132 betrug 0,708 m /min und wies einen COg-ßehalt von ungefähr 3$ auf. Die Leitung 122 hatte einen Durchmesser von "75nim. In der Leitung 122 wurden zwei Reihen von je vier Schlitzen verwendet, wobei jeder Schlitz eine Breite von 18,75 mm und eine Länge4ron 37*5 mm hatte* Die, beiden Reihen der Schlitze lagen in senkrechter Richtung in einem Abstand von 25mm voneinander und die Trennwand 124_: war in der Mitte zwischen den Reihen der Schlitze angeordnet» Die untere Kante der unteren Reihe der Schlitze war 37*5 mm vom Boden der Leitung 122 entfernt. /.; . . :: ,:

Die in den Figuren 9, 10 und 11 gezeigte Ausführungsform der Erfindung erzeugt eine stark strahlende, ausgedehnte Flamme, die für die industrielle Verwendung zum Beheizen von Ofenchargen, wie z.B. Glas, geeignet ist* In diesem Fall Weifet der Brenner nur eine Reihe von Schlitzen auf, die zum Einführen der Verbrennungsluft verwendet werden, . ..-:'■"

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Ein'Motor-200 betätigt ein Gebläse 202, um Luft in eine zylindrische Leitung 206 zu drücken, und zwar durch einen Verteiler 207 und sechs mit Zungen versehene Schlitze 208, die in gleichem Winkelabstand rund um die Leitung liegen. Die mit Zungen versehenen Schlitze lenken die Verbrennungsluft wieder in eine wirbelnde Strömung, die eine wesentliche Umfangskomponente nach dem geschlossenen Ende 210 der Leitung 206 aufweist, obwohl die ganze Luft aus der Leitung 206 durch deren offenes Ende 212 austritt. Der gasförmige Brennstoff wird wieder stromaufwärts von den Schlitzen, d.h» nach dem geschlossenen Ende der Leitung hin eingeführt. In diesem Falle werden jedoch zwei diametral gegenüberliegende Zuführungsleitungen 220 und 222 für den gasförmigen Brennstoff verwendet* die in der Nähe des geschlossenen Endes 210 der Leitung 206 liegen. Da in diesem Falle eine kurze blaue Flamme nicht erwünscht ist, sind die Brennstoffzuführungsöffnungen 2^0 und 2^2 radial nach innen gerichtet und das geschlossene Ende der Leitung 206 J.st hermetisch abgedichtet, um das Lecken frischer Luft nach innen zu verhindern. Die Zündung kann durch einen von Hand betätigten Zündbenner erfolgen» Dadurch wird eine stark strahlende Flamme erzeugt, die sich aus dem Bereich unterhalb der Schlitze eine lange Strecke von etwa 1,2 - 1,5 mnach au^fßen erstreckt« Das Auslaßende 212 der Leitung 206 kann z.B. in einer Öffnung der Wand 240 eines Glasschmelzofens abgedichtet werden. Die allgemeine Art der sich ergebendeniangen, stark strahlenden Flamme 300 ist in Fig. 11 dargestellt.

Bei der vorliegenden AusSihrungsform ist die Einströmgeschwindigkeit des Brennstoffs verhältnismäßig hoch im Vergleich zu

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der Zuführungsgeschwindigkeit der Verbrennungsluft, so daß sich eine starke Konzentration des. gasförmigen Brennstoffs in der Nähe der Achse der Leitung 206 und ein starker Konzentrationsgradient des Brennstoffs in radialer Richtung der Leitung ergibt. Dadurch wird ein hoher Grad des Gaskrackens und der Rußteilchenbildung erzeugt* welche die stark strahlende Fäjlmme ergeben. Der Grad der erzielten Strahlung ist jener von manchen üblichen· Brennern/mit strahlender J¹Iamme ^überlegen. Außerdem erreicht die Slamme die maximale Strahlung in einem kürzeren Abstand vom Brenner und dieses Merkmal-kann zur Erzielung einer gleichmäßigeren'¹ Erhitzung des Ofens ausgenützt werden.

Um eine strahlende Flamme von 1,5 m Länge zu erzeugen, kann der Brenner beispielsweise in der folgenden Weise ausgebildet "und betrieben werden. Die Leitung 206 kann einen Durchmesser von 150 mm und eine Länge von 285 mm aufweisen. Jeder der sechs Schlitze kann eine Breite von 25 mm und eine Länge von 110 mm haben, und In^ der Längsrichtung der Leitung angeordnet sein. Die Einströmgeschwindigkeit derv^2?brenrmngsluft-kann 6j5>7 ro /h betragen und die Einstromgeschwindigkeit des Brennstoffs für beide Zuführungslei'tungen zusammen I89 000 kcal/h oder 19,8 m/h.

Fig. 12 veranschaulicht eine Köhstruktion zur Verstärkung der Strömung in der Richtung nach stromaufwärts, insbesondere wenn eine kurze blaue Flamme erwünscht ist, wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1. In diesem Falle können alle Teile ähnlich jener des Brenners gemäß Fig. 1 sein mit der Ausnahme, daß die Verbrennongsluftschlitze 4OO stromaufwärts unter einem Winkel A relativ zur Achse der Leitung geneigt sind. Die dem Brenner ge-

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BAD ORlQINAL

maß Fig. 1 entsprechenden Teile sind mit den gleichen .Bezugsziffern mit dem Index B bezeichnet. Selbstverständlich können bei dieser und bei anderen Ausführungsformen der Erfindung die Ausnehmungen eine andere Form aufweisen als die von mit Zungen versehenen rechteckigen Schlitzen.

Außer den vorstehend angegebenen Vorteilen bietet die Anordnung des Einlasses für den gasförmigen Brennstoff stromaufwärts von. den Schlitzen eine zusätzliche Freiheit für die mechanische Ausbildung und macht den Schlitzbereich der BrennstoffZuführungseinrichtung frei, dor sonst.die Herstellung einer bestimmbaren Wirbelströmung der Verbrennungsluft an den Schlitzen und angrenzend an dieselben behindern würde.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen beispielsweisen "usfiirungsformen beschränkt., die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Patentansprüche

.1

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Claims

Pa te η t ans ρ r ü c h e

■1. Brenner für gasförmigen Brennstoff, gekennzeichnet durch eine Leitung mit einem im wesentlichen geschlossenen Ende und einem offenen Ende,

durch Ausnehmungen in der Seitenwand der Leitung., die vom geschlossenen Ende im Abstand liegen, . durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines positiven Drucks eines oxydierenden Gases auf der Außenseite der Ausnehmungen relativ zum Gasdruck am offenen Ende, um d'aduroh eine. Strömung des oxydierenden Gases von der Außenseite durch die Ausnehmungen zum offenen Ende der Leitung zu erzeugen, und . durch einen Einlaß, der einen gasförmigen Brennstoff stromaufwärts von den Ausnehmungen in die Leitung eintreten läßt, wobei die Ausnehmungen mit die Strömung lenkenden Mitteln versehen sind, um die Strömung des oxydierenden Gases von den Ausnehmungen anfänglich rund um die innenwand der Leitung in einer Wirbelbewegung zu lenken, welche .eine gegen den Einlaß stromauf wärts gerichtete Strömungskomponente aufweist, um dadurch ein wirbelndes Brennstoffgemisch des gasförmigen Brennstoffs and des oxydierenden Gases stromaufwärts von den Äusnehmuzigen zu erzeugen. ■

2. .Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen aus wenigstens einem Schlitz in der Selten-

.wand bestehen. · ««mal

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3· * Brenner nach Anspruch.2, dadurch gekennzeichnet, daß sich dieser eine Schlitz parallel zur Achse der Leitung erstreckt.

4. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich dieser eine Schlitz unter einem spitzen- Winkel zur Achse der Leitung erstreckt/ um die stromaufwärts gerichtete Strömung des oxydierenden Gases zu verstärken.

5· Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung aus einem Schlitz in der Seitenwand und aus einem innerhalb der Leitung liegenden Flügel besteht, der sich längs der Kante des Schlitzes erstreckt. ■

6.4· Brenner nach Anspruch f>* dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel aus einer ausgestanzten und nach innen gebogenen Zunge besteht, die mit der Leitungswand fest verbunden ist«

7* Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen aus einer Reihe von Schlitzen längs der Seitenwand der Leitung bestehen.

8. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß so eingestellt ist, daß der gasförmige Brennstoff quer zur Achse der Leitung im wesentlichen in der Richtung der Wirbelbewegung des oxydierenden Gases eintritt.

9. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines positiven Drucks und der

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Einlaß so eingestellt sirld, daß eine !^Vergleich zur Strömung des gasförmigen Brennstoffs genügend starke aufwärts gerichtete Strömung des oxydierenden Gases erzeugt wird, um eine^ im wesentlichen vollständige Verbrennung des gasförmigen Brennr stoffs bei dessen Entzündung ZU3? bewirken und die sich aus dieser-Verbrennung"ergebende Flamme auf eine Flammenzone zu begrenzen, die zur Gänze stromaufwärts von den Ausnehmungen liegt. · ··"_ '

10. . Brenner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch stromabwärts von den ersten Ausnehmungen liegende zweite Ausnehmungen in der Seitenwand der Leitung zur Einführung einer zweiten wirbelnden Gasströmung in die Leitung, wobei die zweiten' Ausnehmungen eine solche Form aufweisen, daß sie die zweite -Gasströmung veranlassen, in'entgegengesetzter Richtung zur wirbelnden Strömung des oxydierenden Gases zu wirbeln.

11. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Leitung zylindrisch ist. . _

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12. · : Brenner nach Anspruch 1, dadurch.gekennzeichnet, daß las Brennstoffgemisch bei seiner Entzündung eine ^Flamme erzeugt, die sich bis zu den zweiten Ausnehmungen erstreckt,

1^. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, *

daß die L itung angrenzend; an die.-stromabwärts liegende Seite der Ausnehmungen endet und daß die Zuführungsgeschwindigkeit, dors gasförmigen Brunnstoffs genügend niedrig ist, so daß das Brennstoffgemisch bei seiner Entzündung eine stark strahlende BAD ORIGINAL ■-.-".- 19 -

YBWfOQOO :

-Flamme erzeugt,, die sich'über das offene Ende der Leitung hinaus erstreckt.

14. Wäschetrockner, gekennzeichnet durch eine Trockungskammer, welche die zu trocknende Wäsche aufnimmt und welche einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß aufweist, durch eine Leitung mit einem geschlossenen Ende und einem offenen Ende, die mit dem Lufteinlaß in Verbindung steht, wobei die Seitenwand der Leitung mit ersten Ausnehmungen versehen ist, die vom geschlossenen Ende im Abstand liegen, und mit zweiten Ausnehmungen, die in der Richtung zum offenen Ende von.den ersten Ausnehmungen im Abstand liegen, durch eine Einrichtung zum tErzeugen eines verstärkten Luftzuges durch die ersten und zweiten Ausnehmungen in die Leitung, sowie nacheinander durch den Lufteinlaß, die Trocknungskammer und den Auslaß, .

wobei die ersten Ausnehmungen Mittel aufweisen, um den durch dieselben hindurchgehenden verstärkten Luftzug in eine Strömung zu lenken, welche mit einer zum geschlossenen Ende gerichteten wesentlichen Komponente rund um die Innenwand der Leitung wirbelt,

ducch eine Einrichtung, welche den gasförmigen BrennsMT zwischen dem geschlossenen Ende und den ersten Ausnehmungen in die Leitung eintreten läßt, um dadurch in der Leitung !zwischen dem geschlossenen Ende und den ersten Ausnehmungen ein entzündbares Gemisch des Brennstoffs und des verstärkten Luftzuges zu erzeugen,

wobei die zweiten Ausnehmungen Mittel aufweisen, um den duroh dieselben hindurchgehen=·!en verstärkten Luftzug in ehe Strömung zu lenken, welche rund um die Innenwand der Leitung in ein\M^%"

0 0 9 8 5 0/0600 _BAooRi'^. - ·-'*> ~

Eiehtung wirbelt, die jener der durch die ersten Ausnehmungen erzeugten Wirbelströmung entgegengesetzt ist, und wobei der verstärkte Luftzug und der gasförmige Brennstoff mit einer Geschwindigkeit zugeführt werden, daß das Brennstoffgemisch bei seiner Entzündung in der Leitung eine Flamme erzeugt, Vielehe auf den Teil der Leitung zwischen dem geschlossenen Ende und den ersten Ausnehmungen begrenzt ist.

15· Wäschetrockner, nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines versiärkten Luftzuges aus einem Sauggebläse besteht, dessen Einlaß mit dem Au-s laß der Trocknungskammer verbunden ist.

10. Wäschetrockner nach Anspruch ίΨ, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung eine im wesentlichen zylindrische Innenwand aufweist und daß die ersten und die 3:zwELten Ausnehmungen aus einer Vielzahl von Schlitzen bestehen.

17. EinäscherungsOfen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einäschern von Stoffen> um Verbrennungsgase zu erzeugen,, die unerwünschte oxydierbare Materialien in dampfförmiger oder fein verteilter Form enthalten, durch einen Gasbrenner mit einer Leitung, die ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende aufweist, mit einer ersten Reihe von Ausnehmungen in der Seitenwand der Leitung, mit einer zweiten Reihe von Ausnehmungen, die nach dem offenen Ende hin im Abstand von den oraten Ausnehmungen liegen^ und mit einer Einrichtung, die gasförmigen Brennstoff angrenzend an das geschlosse na ΚηΉϊ In die Leitung eintreten läßt*.

durch eine Einrichtung* welche die Verbrennungsgas^ durch die BADÖRIGINAL "^l 00 S 8 5 0 / 0 6 0 0 - 21 -

zwäten Ausnehmungen zürn offenen Ende hindurchgehen läßt, und durch eine Einrichtung, welche einen verstärkten Zug von Verbrennungsluft durch die ersten Ausnehmungen zum offenen Ende hindurchgehen läßt.

18. Ofen nach Anspruch I7* dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Ausnehmungen der Außenluft ausgesetzt sind und daß die Einrichtung, welche die Verbrennungsgase durch die zweiten Ausnehmungen hindurchgehen läßt, und die Einrichtung, welche einen verstärkten Luftzug hindurchgehen läßt, aus einem Sauggebläse bestehen, das mit dem offenen Ende verbunden ist.

19· Ofen nach Anspruch 1'7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Ausnehmungen aus Schlitzen in der Seitenwand der Leitung bestehen, um den verstärkten Luftzug in einer Drehrichtung rund um die Innenwand der Leitung zu wirbeln, und daß die zweiten Ausnehmungen aus Schlitzen in der Seitenwand der Leitung bestehen, um die Verbrennungsgase in der entgegengesetzten Drehrichtung rund um.die Innenwand der Leitung zu wirbeln'.

20. Ofen nach Anspruch 19> dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsgeschwindigkeit des Brennstoffs und des verstärkten Luftzuges derart ist, daß eine Flamme erzeugt wird, die sich vom geschlossenen Ende bis zu den Schlitzen der zweiten Ausnehmungen ^erstreckt, wenn das Brennstoffgemisch in der Leitung entzündet wird,

21. Brenner mit einer strahlenden Flamme, gekennzeich-

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net .&'.-■ :

durch eine Leitung mit einem geschlossenen Ende und einem offenen Ende, , ■ . ""-.-.'·".;..-■■' . durch Ausnehmungen in der Seitenwand der Leitung, die vom geschlossenen Ende im Abstand liegen,
durch ein Gebläse, -.. . : ; durch einen Verteiler., der Luft aus dem Gebläse aufnimmt und dieselbe der Äussenseite der Ausnehmungen zuführt,- und durch eine Einrichtung, welche gasförmigen Brennstoff in die Leitung zwischen dem geschlossenen Ende und den Ausnehmungen eintreten läßt, .

wobei die Zuführungsgeschwindigkeit des Brennstoffs zur Einlaßeinrichtung und die Zuführungsgeschwindigkeit der Luft zum Gebläse' derart sind, daß in der Leitung eine unvollständige "Verbrennung erzeugt wird, wenn das Brennstoff-Lüftgemisch in derselben entzündet wird, und daß eine strahlende Flamme erzeugt wird, die sich aus dem offenen Ende der Leitung nach außen erstreckt. ^: V

22. Brenner nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffeinlaßeinrichtung aus mehreren Düsen besteht, welche den gasförmigen Brennstoff im wesentlichen senkrecht zur Achse der Leitung eintreten lassen.

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