DE1751587C - Rohrförmige, mit Brenngas be treibbare Verbrennungseinnchtung fur Drehrohrofen - Google Patents

Description

zuführung voneinander getrennte Ringkanäle aufweist, von denen der innere Ringkanal von einem . Drallgitter abgeschlossen und der äußere die Brennkammer umgebende Ringkanal in aem flammenzugewandten Bereich seiner Innenwand mit radialen Auslassen versehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbrennungseinrichtung der eingangs umschriebenen Art zu entwickeln, die bei konstanter Heizleistung innerhalb weiter Grenzen eine Variierung der Form der sich im Drehrohr ausbildenden Flamme ohne bewegliche Teile ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst, nämlich durch die Ausrüstung der Verbrennungseinrichtung mit einer innerhalb derselben angeordneten Brenn-Kammer, in der eine Brenngas- und eine Verbrennungsluftzuführung enden und die durch einen düsenartigen Auslaß abgeschlossen ist, durch die Ausbildung der in der Brennkammer endenden Brenngaszuführung als die Austrittskanäle der einen Gruppe aufweisende Brenngas-Nebenzuführung, durch das Vorsehen einer Brenngas-Hauptzuführung, der die Austrittskanäle der anderen Gruppe zugeordnet sind, und durch die Ausbildung der Austrittskanäle in der Nähe des Auslasses der Brennkammer, wobei die Austrittskanäle symmetrisch zum Auslaß angeordnet sind und im wesentlichen in der gleichen Richtung wie dieser verlaufen.

Der durch eine derartige Ausbildung erzielbare technische Fortschritt besteht darin, daß durch den Impuls des durch die Verbrennung eines relativ geringen Teils des Brenngasmengenstromes entstehenden Abgasstromes die Form der Flamme, die sich bei der Verbrennung des Hauptteils des Brenngasmengenstromes außerhalb der Brennkammer ausbildet, und damit die Temperaturverteilung längs des Drehrohres bestimmt wird. Infolge der Anordnung des Auslasses der Brennkammer im Kernbereich der Brenngas-Hauptzuführung beeinflussen schon geringe Änderungen des in der Brennkammer verbrannten Brenngasanteils die Flammenform maßgeblich. Der durch die Brenngas-Nebenzuführung strömende Anteil des Brenngasmengenstromes kann zwischen 10 % und 20 % des gesamten Brenngasmengenstromes veränderbar sein, wodurch eine Änderung der Flammenlänge von einem Minimalwert auf etwa das Fünffache erzielbar ist.

Ferner kann die Brenngas-Nebenzuführung ringförmig ausgebildet sein und können iiire Austrittskanäle in einer stromab sich konisch erweiternden Abschlußwand vorgesehen sein.

Außerdem kann die in der Brennkammer endende Verbrennungsluftzuführung zwei koaxial ineinander angeordnete, durch die ringförmig ausgebildete Brenngas-Nebenzuführung voneinander getrennte Ringkanäle aufweisen, von denen der innere Ringkanal von einem Drallgitter abgeschlossen und der äußere Ringkanal in dem flammenzugewandten Bereich seiner Innenwand mit radialen Auslassen versehen ist.

Durch eine derartig ausgebildete Brenngas-Nebenzuführung sowie Verbrennungsluftzuführung ist eine innige Durchmischung der Brennmittcl und ein weitgehend vollständiger Ausbrand in der Brennkammer erreichbar.

Weiterhin kann die Brenngas-Hauptzuführung die Brennkammer koaxial umgeben und aus einer Gruppe von in den Austrittskanälen endenden axial sich erstreckenden Einzelzuführungen oder auch aus einem Ringkanal bestehen, wobei bei letzterem die Austrittskanäle von Stegen begrenzt sind. Durch eine derartige Aufgliederung des Brenngas-Hauptstromes wird die Vermischung mit der Verbrennungsluft verbessert

Schließlich kann der Auslaß der Brennkammer ein sternförmiges Profil aufweisen, zwischen dessen Vor-Sprüngen die Einzelzuführungen des Brenngas-Hauptstromes enden. Damit läßt sich eine besonders intensive Mischung des im Drehrohr zu verbrennenden Gases mit dem die Brennkammer verlassenden Abgasstrahl einerseits und der Verbrennungsluft andererseits herbeiführen.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine im Ofenkopf eines Drehrohrofens angeordnete Verbrennungseinrichtung,

F i g. 2 einen Längsschnitt der Verbrennungseinrichtung nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 eine Stirnansicht der Verbrer nungseinrichtung nach F i g. 2,

F i g. 4, 5 Stirnansichten der Verbrennungseinrichtung 111 abgewandelter Ausbildung.

Der der F i g. 1 zugrunde liegende Drehrohrofen weist einen Ofenkopf 10 mit einer Verbrennungseinrichtung 11 auf, die sich in Richtung auf die den

Ofenraum bildende Trommel 12 erstreckt. Durch den Ofenkopf 10 wird die überwiegende Menge der für die Beheizung der Trommel 12 erforderlichen Verbrennungsluft, meist als Heißluft, zugeführt.
Die Verbrennungseinrichtung 11 umfaßt eine

eine Brennkammer 13 umgrenzende rohrförmige Wand 14, die von einer Luftzufuhrkammer 15 ausgeht und in einem im Querschnitt kreisförmigen Auslaß 16 endet. Koaxial innerhalb der rohrförmigen Wand 14 sind kreiszylindrische Wände 17, 18 angeordnet, die zwischen sich eine ringförmig ausgebildete Brenngas-Nebenzuführung 19 einschließen, die brenn-

kammerseitig eine stromab sich konisch erweiternde Abschlußwand 21 mit Austrittskanälen 20 aufweist.

Zwischen dem sich innerhalb der Wand 18 erstrekkenden Zündbrenner 22 und der Wand 18 verbleibt ein innerer Ringkanal 23 und zwischen der Wand 17 und der rohrförmigen Wand 14 liegt ein äußerer Ringkanal 24, der ebenso wie der Ringkanal 23 von der Luftzufuhrkammer 15 ausgeht und von einem Drallgitter 25 abgeschlossen ist. Der äußere Ringkanal 24 weist in dem flammenzugewandten Bereich 26 seiner inneren Wand 17 radiale Auslässe auf.

Die rohrförmige Wand 14 ist koaxial von einer Brenngas-Hauptzuführung 29 umgeben, die aus einer

Gruppe von Einzelzuführungen besteht, die aus der Brenngas-Zufuhrkammer 27 gespeist werden, sich axial erstrecken und in Austrittskanälen 28 enden. Die Brenngas-Hauptzuführung 29 kann auch, wie F i g. 4 zeigt, aus einem Ringkanal mit von Stegen 30 begrenzten Austrittskanälen 28 bestehen.

Der Auslaß 16 kann ein sternförmiges Profil aufweisen, zwischen dessen Vorsprüngen 32 die Einzelzuführungen enden (F i g. 5).

Beim Betrieb der Verbrennungseinrichtung 11 wird die Hauptmenge des Brenngases durch die Brenngas-Zufuhrkammer 27 zugeleitet, während eine Teilmenge von 10 bis 20% der Gesamtmenge über den Stutzen 31 in die Brenngas-Nebenzufühning 19

strömt. In der Brennkammer 13 wird das Brenngas mit durch den inneren Ringkanal 23 über das Drallgitter 25 sowie durch den äußeren Ringkanal 24 über radiale Auslässe zuströmender Verbrennungsluft im wesentlichen vollständig verbrannt. Die heißen Verbrennungsgase strömen mit hoher Geschwindigkeit durch den Auslaß 16 in die Trommel 12. Der de Auslaß 16 verlassende Gasstrahl bestimmt die Fon und Länge der in der Trommel 12 beim Verbrenne des aus der Brenngas-Zufuhrkammer 27 zuströmei den Brenngases mit der durch den Ofenkopf 10 z\ fließenden Verbrennungsluft gebildeten Flamme.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

7. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 5, Patentansprüche: dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (16) der Brennkammer (13) ein sternförmiges Profil auf-

1. Rohrförmige, mit Brenngas betreibbare Ver- weist, zwischen dessen Vorsprüngen (32) die Einbrennungseinrichtung für Drehrohrofen, die eine 5 zelzuführungen enden.

in das Drehrohr, dem Verbrennungsluft aus dem
Ofenkopf des Drehrohrofens zuströmt, hineinragende Brenngaszufuhreinrichtung aufweist, die

zur Flammenbeeinflussung mit zwei im Brenngasdurchsatz variierbaren Gruppen von Austritts- io

kanälen versehen ist, gekennzeichnet Die Erfindung bezieht sich auf eine rohrförmige,

durch die Kombination folgender Merkmale: mit Brenngas betreibbare Verbrennungseinrichtung

a) Ausrüstung der Verteilungseinrichtung «r Drehrohrofen, die eine in das Drehrohr, dem Vermit einer innerhalb derselben angeordneten brennungsluft aus dem Kopf des Drehrohrofen!! zuBrennkammer (13), in der eine Brenngas- ¹S ^ström^ hineinragende Brenngaszufuhreinnchtung und eine Verbrennungsluftzuführung enden aufweist, die zur Hammenbeeinflussung mit zwei im und die durch einen düsenartigen Auslaß Brenngasdurchsatz vanierbaren Gruppen von Aus-(16) abgeschlossen ist; tnttskanälen versehen ist.

⁶ Eine derartige Verbrennungseinnchtung ist aus der

b) Ausbildung der in der Brennkammer (13) _ao TJSA.-Patentschrift 3 218 049 bekannt.

endenden Brenngaszuführung als die Aus- _Dj_e bekannte Verbrennungseinrichtung weist kotrittskanäle (20) der einen Gruppe aufwei- ^^ i_nnerhalb eines Luftzufuhrrohres eine rohrsende Brenngas-Nebenzufühning (19); förmige, mit zwei Gruppen unterschiedlich geneigter

c) Vorsehen einer Brenngas-Hauptzuführung Austrittskanäle versehene Brenngaszufuhreinrichtung (29), der die Austrittskanäle (28) der an- *5 auf. Die Austrittskanäle der einen Gruppe sind im deren Gruppe zugeordnet sind; wesentlichen axial gerichtet, diejenigen der anderen

a\ λ Ku a a . ·.* ι ·ι /to\ ■ α Gruppe in StTömungsrichtung nach außen geneigt.

d) Ausbildung der Austnt skanale (28) in der ^ _rf ^ verchiebbaies Rohrteil kann der Nahe des Auslasses (16) der Brennkammer querschnitt der axial gerichteten Austritts-(13), wöbe, die Austnttskanale (28) sym- _kanäi_e ^_{nd damit} ^ _Aufteiluni des Brenngasdurchmetnsch zum Auslaß (16) angeordnet sind _{satzes auf die} ^_{n G n}*_von Austrittskanälen

Zl ™Ζνΐ /η ^{8 beeinflußt werden}· ^Eine Α«««» Brenngaszufuhrein-

tung wie dieser verlaufen. _{nchtung }m Änderungen d(}f_r nammenform nur

2. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, innerhalb enger Grenzen zu, weil dtr Impuls des zudadurch gekennzeichnet, daß der durch die Brenn- 35 strömenden Brenngases nur gering ist und durch Turgas-Nebenzuführung (19) strömende Anteil des bulenzen weiter geschmälert wird. Außerdem beein-Brenngasmengenstromes zwischen 10% und flüssen die mit dem verschiebbaren Rohrteil bewirk-20 % des gesamten Brenngasmengenstromes ver- baren Änderungen des Gesamtquerschnittes der axial änderbar ist. gerichteten Austrittskanäle den Strömungswiderstand,

3. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1 40 so daß kompensierende Änderungen des jeweils wirk- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenn- samen Gasdruckes notwendig werden, wenn die Heizgas-Nebenzuführung (19) ringförmig ausgebildet leistung konstant bleiben soll.

ist und ihre Austrittskanäle (70) in einer stromab Ferner ist aus der österreichischen Patentschrift sich konisch erweiternden Abschlußwand (21) 238 865 eine mit Brenngas betreibbare Verbrennungsvorgesehen sind. 45 einrichtung mit einer innerhalb derselben angeordne-

4. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1 ten Brennkammer bekannt, in der eine Brenngas- und oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der eine Verbrennungsluftzuführung enden und die durch Brennkammer (13) endende Verbrennungsluft- einen düsenartigen Auslaß abgeschlossen ist, der konzuführung zwei koaxial ineinander angeordnete, zentrisch von einem Austrittskanal für das zur Verdurch die ringförmig ausgebildete Brenngas- 50 vollständigung der Verbrennung innerhalb des Nebenzuführung (19) voneinander getrennte Flammgasstrahles notwendige Brennmittel umgeben Ringkanäle (23, 24) aufweist, von denen der in- ist. Eine Beeinflussung der Flammenform ist nicht nere Ringkanal (23) von einem Drallgitter (25) möglich.

abgeschlossen und der äußere Ringkanal (24) in Weiterhin ist aus der deutschen Auslegeschrift dem flammenzugewardten Bereich (26) seiner 55 1 264 668 ein Gasbrenner bekannt, der koaxial inInnenwand (17) mit radialen Auslässen versehen nerhalb einer Brenngas-Hauptzuführung einen aus ist. einer Brenngas-Nebenzuführung und einer Luftzu-

5. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, führung gespeisten Zündflammenraum aufweist, der dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngas- von einer rohrförmigen, brennraumseitig nicht einge-Hauptzuführung (29) die Brennkammer (13) ko- 60 zogenen Wand umgeben ist.

axial umgibt und aus einer Gruppe von in den Schließlich ist aus der Zeitschrift »öl- und Gas-Austrittskanälen (28) endenden, axial sich er- feuerung«, 1967, Jahrgang 12, Heft 9, Seite 896, 897, streckenden Einzelzuführungen besteht. ein Gasbrenner mit einer zylindrischen Brennkammer

6. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 5, bekannt, deren Brenngaszuführung ringförmig ausdadurch gekennzeichnet, daß die Brenngas- 65 gebildet und mit Austrittskanälen in einer stromab Hauptzuführung (29) aus einem Ringkanal be- konisch sich erweiternden Abschlußwand versehen steht und die Austrittskanälc (28) von Stegen (30) ist und deren Verbrennungsluftzuführung zwei kobegrenzt sind. axial ineinander angeordnete, durch die Brenngas-