DE1803985C - Keramischer Brenner fur Winderhitzer - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen keramischen Brenner, der im Brennschacht von Winderhitzern vertikal angeordnet ist und parallel zur Schachtachse verlaufende, für die Zufuhr der Verbrennungsnedien zu der Brenncrmündiing dienende Kanäle aufweist, in denen druckausgleichende, die Kanalquerschnitte verengende Mittel in Fcrm von Rosten, Blenden, Gittern vorgesehen sind zwecks gleichmäßiger Verteilung der Verbrennungsmedien über die Brennermündungsquerschnitte.

Winderhitzer werden allgemein verwendet, um den für den Betrieb eines Hochofens notwendigen Wind vor dent Einblasen in den Hochofen zu erhitzen. Der Wind wird dazu durch den Winderhitzer geleitet, nachdem dieser während einer vorhergehenden Periode durch Verbrennen von Gas aufgeheizt worden ist. E-s sind Winderhitzer mit innenliegeiidem und mit außcnliiecndem Brennschacht bekannt, d. h., daß der Raum, in welchem die Verbrennung stattfindet, innerhalb bzw. außerhalb eines turmartigen Bauwerkes vorgesehen ist, das e*n von der Verbrennungsluft zu erhitzendes Gitterwerk enthält.

Die Erfindung bezieht sich auf beide Typen des Winderhitzers, sowie auch auf andere ähnliche Wärmeregeneratoren, die z. B. in der keramischen Industrie üblich sind.

In letzter Zeit sind für Winderhitzer vertikale, meist keramische Brenner entwickelt worden, die eine vollständigere Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes ermöglichen und dabei d>c Wände des Brennschachtes besser schonen als die üblichen Brenner. Durch C¹Hi geeignete Formgebung des Brenners wurde ermöglicht, die Mischung von Gas und Luft derart /u verbessern, daß die Wirtschaftlichkeit der Verbrennung gesteigert werden konnte.

Dennoch hat es sich gezeigt, daß sogar bei Verwendung der modernsten Brenner im oberen Bereich des Brennschachtes noch unverbranntes Gas vorhanden ist. Angenommen wird, daß die Ursache hierfür in einer unvollständigen Vermischung von Luft und Gas zu suchen ist.

F.s wurde nun gefunden, daß Bestände von unverbranntem Gas im Brennschaclitoberteil wesentlich mit verursacht werden durch eine ungleichmäßige Verteilung von Gas und Luft über die Querschnitte der Luft- und Gaskanäle des Brenners, was bei den hier in Betracht kommenden großen Querschnitten einen großen Einfluß haben kann.

Zur gleichmäßigen Verteilung des Gases auf den Mündungsquerschnitt des Brenners ist in der britischen Patentschrift 1 857/1 895 bereits vorgeschlagen worden, im ringförmigen Gaskanal eine Staublcndc anzuordnen, die den durch eine Rohrleitung kompakt eintretenden Gasstrom auf den Mündungsquerschnitt verteilt. Hierbei ist der Durchgangsquerschnitt an der .Staublende nut empirisch gewühlt und so eine Einstellung des Brenners uuf optimale Wir* kung nicht möglich.

Aus der deutschen Patentschrift 479 615 gehen verstellbare Mittel hervor, die in den Zuführungskaniilen für Luft und Gus eingebaut sind und den Mischeffekt in einem der Brennermündung vorgeschaltetem Mischgchiiiise verbessern sollen. Zu diesem Zweck ist in einer tangential an das Mischguhiiusc angesetzten Luftleitung eine Regelklappe angeordnet, die so einzustellen ist, daß der Luftstrom an der Innenwand des Mischgchüuses entlang fließt. Π».·' Gasstrom tritt durch eine radial /um Mischgehäuse stehende Gasleitung ein und wird dabei durch einen Mischschieber in mehrere Teilströme aufgeteilt, die den Luftstrom durchdringen, beim Aufprall auf der gegenüberliegenden Wand Wirbel bilden und so eine gute Mischung von Gas und Luft herbeiführen. Die Mischung der Gase findet demnach in einem besonderen Mischgehäuse statt, von wo das Luft-Gas-Gemisch dem Brenner zufließt. Getrennte Luft- und Gasführungen, wie sie Brenner aufweisen, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegen, sind nicht vorhanden.

Die Aufgabe vorliegender Erfindung wird in einer verbesserten, einer unterschiedlichen Belastbarkeit anpaßbaren Ausführung der in den Luft- und Gas-

kanälen von keramischen Brennern angeordneten druckausgleichenden Mitteln bzw. Staublenden gesehen.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Bauelemente der druckaus-

gleichenden Mittel einstellbar ausgebildet sind. Auf diese Weise erhält der Betriebsmann die Möglichkeit, die für den Betrieb des Brenners und damit für die Aufheizung eines Winderhitzers wirkungsmäßig vorteilhaftesten Karuilquerschnitte einzustellen. Dadurch

as wiederum wird der Mischeffekt von Luft und Gas an der Brennermündung erheblich verbessert, was die Wirtschaftlichkeit der Verbrennung wesentlich steigert. Gleichzeitig werden damit Nachverbrennung^, die die Ursache für frühzeitige Zerstörungen im

•30 Brennschacht und Gitterwerk des Winderhitzers sein können, vermieden.

Eine bewährte Ausführung besteht gemäß der Erfindung darin, daß von den Bauelementen der druckausgleiihenden Mittel Betätigungsorgane nach außerhalb des Winderhitzers führen.

In manchen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, im zentrischen Gaskanal zwei druckausgleichende Mittel hintereinander /u schalten, um so die Gewähr für eine absolute Verteilung des Gases auf den Mündungsquerschnitt zu erhalten.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß Gas- und Luftkanal zum Mündungsende hin sich verjüngend ausgebildet sind und in jeden Kanal ein druckausgleichendes Mittel eingebaut ist. Diese Konstruktion hat für die meisten Brenner Gültigkeit.

Was die nähere Ausbildung der Bauelemente der druckausgleichenden MiMeI anbetrifft, so sind diese zweckmäßig als von außen jalousieartig verstellbare Blenden ausgebildet. Jalousien sinü in. Aufbau einfach und erfordern wenig Aufwand.

Der Erfindungsgegenstand ist in der schematischen Zeichnung beispielsweise dargestellt.

Fi ρ 1 zeigt einen Winderhitzer mit innenliegendem Brennschacht im Längsschnitt,

F i g. 2 zeigt den Brenner des Winderhit ·. gemäß Fig. I in größcrem Maustab.

In Fig. 1 bildet das AußenmauerwciK. 1 eines Winderhitzers mit dem Baden 2, auf welchem es steht, eine gemauerte Einheit. Das Mauerwerk 1 ist von einer Stahlbekleidung umgeben (nicht gezeichnet). Eine Anzahl aus dem Boden 2 ragender Pfeiler 3 stützt ein Gitter 4, das wieder zur Unterstützung von darüber gestapelten perforierten Steinen dient (nicht gezeichnet), durch welche abwechselnd heißes Brenngas von oben nach unten und zu erhitzende Luft von unten nach oben geführt werden. Dieses sogenannte Gitterwerk ist durch eine Wand S vom Brennschacht getrennt, der nußen wieder durch

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•inen Atischnitt des Außenmauerwerkes I begrenzt Viril.

Der Winderhitzer ist an der oberen Seite durch eine jemaiiertis Kuppel 6 und eine Stahlkuppel 7 abgeichlossen,

Die zur Erzeugung der heißen Brenngase benötigten Verhrennungsmedien, gasförmiger Brennstoff und Luft weiden durch einen Kanal 8 bzw. durch eine Ringleitung 9 zum Brennerkopf 10 geleitet.

Oberhalb des Brennerkopfes 10 werden Brennstoff und Luft innig gemischt und der Brennstoff im Brennschacht verbrannt. Die heißen Verbrennungsgase werden über Trennwand 5 nach unten geführt. Nachdem die im Gitterwerk gestapelten Steine genügend aufgeheizt sind, werden die Zufuhröffnungen 14 iiud 15 der Brennstoff- und Luftkanäle 8 bzw. 9 geschlossen.

Die zu erhitzende Luft wird alsdann durch eine öffnung Il in umgekehrter Richtung durch den Winderhitzer geleitet und kann dif^e durch eine öff- ao rung 12 verlassen.

Gemäß F i g. 2 schließt sich dem zentralen Kanal 8 für das Brenngas eine zentrale öffnung 16 im Brennerkopf 10 an. Der Kopf 10 ist aus keramischem Material hergestellt, wie die Wände der Kanäle 8 as und 9 und die Wände 1 und 5 des Brennschachtes.

Auf der oberen Fläche 18 des Brennerkopfes 10 münden schlitzförmige öffnungen 17, die mit Kanal 9 in Verbindung stehen.

Mit dem Brenner kann eine optimale Vermischung von Brenngas und Luft erreicht werden, und zwar durch Einstellen der im Bereich der Verjüngungen 20 ode; an anderer Stcüe der Kanäle 8 und 9 vorgesehenen, in ihren Durchtriltsquerschnitten veränderbaren Staublendcn 21 bis 23, mit denen der Luft- und Gasstrom gleichmäßig über die Querschnitte der zentralen Öffnung 16 und der Schlitzoffnungen 17 verteilt werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Keramischer Brenner, der im Brennschacht von Winderhitzern vertikal angeordnet ist und parallel zur Schachtachse verlaufende, für die Zufuhr der Verbrennungsmedien zu der Brennermündung dienende Kanäle aufweist, in denen druckausgleichendc, die Kanalciuerschnitle verengende Mittel in Form von Rosten, Blenden, Gittern vorgesehen sind zwecks gleichmäßiger Verteilung der Verbrennungsmedien über die Brennermündungsquerschniite, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente der druckausgleichenden Mittel (21 und 23) einstellbar ausgebildet sind,

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von el. ti Bauelementen der druckausgleichenden Mittel (Il bis 23) Betätigungsorgane nach außerhalb des Winderhitzers führen.

3. Brenner nach Anspruch ! und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im zentrischen Gaskanal (8) zwei druckausgleichende Mittel (21 und 22) hintereinandergeschaltet eingebaut sind.

4. Brenner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß Gas- und Luftkanal (8 und 9) zum Mündungsende hin sich verjüngend ausgebildet sind und in jedem Kanal ein druckausgleichendes Mittel (21, 22 und 23) eingebaut ist.

5. Brenner nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente der druckausgleichenden Mittel (21 bis 23) als von außen jalousieartig verstellbare Blenden ausgebildet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen