DE19850940A1 - Drallbrenner - Google Patents

Abstract

Der Brenner, betrieben mit einem Brenngas und einem sauerstoffhaltigen Gas, enthält mindestens einen helical geformten Gaseweg für das Brenngas oder das sauerstoffhaltige Gas. Vorteilhaft werden in dem Brenner drei verdrillte Rohre als Gaseweg für das Brenngas eingesetzt. Ferner ist bei dem Brenner in der Mittelachse vorteilhaft ein Kontrollrohr für eine Infrarot-Flammüberwachung angeordnet. In der Regel wird Erdgas als Brenngas und reiner Sauerstoff als sauerstoffhaltiges Gas eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sauerstoff-Erdgas-Brenner.

Sauerstoff-Erdgas-Brenner werden bisher mit parallel verlaufenden Gaseroh­ ren (Brennerrohre) eingesetzt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Leistungsfähigkeit von Brenner zu verbessern. Überraschend wurde gefun­ den, daß Brenner ein besonders günstiges Brennverhalten zeigen, wenn ver­ drillte, helical geformte Brenngasrohre eingesetzt werden.

Gelöst wurde somit die Aufgabe durch einen Brenner mit den Merkmalen von Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen aufgeführt.

Der Brenner gemäß der Erfindung wird im allgemeinen mit einem Brenngas, z. B. ein Kohlenwasserstoff-haltiges Gas wie Erdgas oder Propan, und einem sauerstoffhaltigen Gas. Als sauerstoffhaltiges Gas wird vorzugsweise reiner Sauerstoff verwendet.

Der Brenner enthält mindestens einen helical geformten Gaseweg für das Brenngas oder das sauerstoffhaltige Gas. Vorzugsweise ist der helical ge­ formte Gaseweg ein entsprechend geformtes Rohr, das ein einem größeren, geraden Rohr, dem sogenannten äußeren Brennerrohr, angeordnet ist. Vor­ zugsweise dient der helical geformte Gasweg als Leitung für das Brenngas. Im äußeren Brennerrohr wird beispielsweise das sauerstoffhaltige Gas zur Brennermündung geleitet. Durch die Verwendung von mindestens einem, be­ vorzugt zwei und besonders bevorzugt drei helical geformten Gasewegen wird eine besonders günstige Vermischung von Brenngas und sauerstoffhaltigem Gas erzielt. Die helical geformten Gasewege, z. B. Rohre, die Formrohre ge­ nannt werden, sind schraubenförmig gebildet, wobei vorzugsweise der schraubenförmige Gaseweg symmetrisch zur Mittelachse (Längsachse) des in der Regel zylindrischen äußeren Brennerrohres angeordnet ist, das heißt, der Gaseweg windet sich um die Mittelachse des äußeren Brennerrohres.

Je nach Steigung der Windungen des helical geformten Gaseweges kann ei­ ne breitere oder engere Flamme erzeugt werden. Der gesamte Brenner wird vorzugsweise aus einem hochhitzebeständigen Material wie Stahl (z. B. Werkstoff Nr. 1.4841) hergestellt.

Die Brennerleistung liegt im allgemeinen im Bereich von 0,2 bis 2,5 Mega- Watt.

Brenner mit drei Formrohren, die miteinander schraubenförmig verdrillt sind, sind besonders vorteilhaft. Je nach Steigung der Schraubenwindungen wird ein breiteres oder engeres in sich drehendes Flammenbild erzeugt. Auch das Durchmischen des Brenngases mit dem sauerstoffhaltigen Gas von außen her wird durch die sich schneidenden Strömungsrichtungen der Gase aus den Formrohren günstig beeinflußt.

Die einfache Bauweise des Brenners mit einem äußeren Brennerrohr und mindestens einen, vorzugsweise drei Formrohren erlaubt eine einfache und kostengünstige Bauweise.

Sollte eventuell durch Überhitzung oder Schlackenspritzer die Brennermün­ dung im Laufe des Betriebes beschädigt werden, so kann durch einfaches, gerades Abschneiden der schadhaften Brennermündung sowie durch Ent­ graten der neuen Schnittfläche eine völlig intakte Brennermündung wieder hergestellt werden.

Vorteilhaft enthält der Brenner ein durch die Mittelachse geführtes Kontrollrohr für die Infrarot-Flammüberwachung. Vorteilhaft ist auch die Installation einer elektronischen oder elektronisch gesteuerten Eigen-Zündanlage, die vor­ zugsweise mit der Infrarot-Flammüberwachung gekoppelt ist.

Der erfindungsgemäße Brenner wird besonders vorteilhaft zum Vorwärmen von Stahlschrott in Tiegeln von Elektroöfen eingesetzt, wobei Erdgas als Brenngas durch die Formrohre und reiner Sauerstoff durch den Hohlraum des äußeren Brennerrohres zur Brennermündung geleitet wird.

Während mit herkömmlichen Sauerstoff-Erdgas-Brennern eine Überhitzung eines Teiles des Elektroofens, ein zu starker Elektrodenverschleiß, ein zu starker Kohlenstoff-Verlust in der Stahlschmelze und eine extreme Lärmbela­ stung festgestellt werden, treten diese Nachteile bei Einsatz des Brenners gemäß der Erfindung nicht auf.

Die Erfindung wird anhand von Fig. 1 und Fig. 2, die eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform des Brenners zeigen, erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schema eines Brenners mit drei Formrohren (2) für Erdgas, dem Brenner-Außenrohr (1), einem Anschlußrohr (3) für Erdgas, einem An­ schlußrohr (5) für Sauerstoff und einem Kontrollrohr (4) für die Infrarot- Flammüberwachung.

Bei dem gezeigten Beispiel beträgt die Länge des Brenners beziehungsweise des Brennerrohres ca. 800 mm. Tab. 1 zeigt die Dimension der Teile.

Tabelle 1

Teile des Brenners und deren Dimension (Sauerstoff-Erdgas-Brenner)

Die Formrohre (2) nehme eine Länge von ca. 60 mm des Brenner- Außenrohres aus und führen zur Brennermündung. Die Formrohre sind bei­ spielsweise mit x Windungen um die Mittelachse gewunden.

Fig. 2 zeigt den Brenner von Fig. 1 im Querschnitt.

Claims (7)

1. Brenner, betrieben mit einem Brenngas und einem sauerstoffhaltigen Gas, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner mindestens einen helical geformten Gaseweg für das Brenn­ gas oder das sauerstoffhaltige Gas enthält.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei verdrillte Rohre als Gaseweg für das Brenngas eingesetzt werden.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelachse des Brenners ein Kontrollrohr für die Infrarot- Flammüberwachung angeordnet ist.

4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Erdgas als Brenngas und reiner Sauerstoff als sauerstoffhaltiges Gas eingesetzt werden.

5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner eine elektronische oder elektronisch gesteuerte Eigen- Zündanlage enthält.

6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner im wesentlichen aus Stahl besteht.

7. Verwendung eines Brenners gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Erhit­ zen von Stahlschrott.