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Einblasrohr für die Zufuhr der für die Verbrennung von Schweröl in
Drehöfen erforderlichen Verbrennungsluft0 Die Erfindung betrifft ein Einblasrohr
Xfür die Zufuhr der für die Verbrennung von Schweröl in Drehöfen erforderlichen
VerbrennungsluftO Beim Beheizen von Drehöfen, insbesondere Drehöfen der Magnesit-,
Dolomit- und Zementindustrie, mit Schweröl ist es aus wirtschaftlichen und betriebstechnischen
Gründen erforderlich, einerseits die für das vollständige Verbrennen des zugeführten
Schweröls notwendige Primärluftmenge dauernd richtig einzuregeln und anderseits
während des Betriebes ein Verstellen der Flamme vorzunehmen. Dabei soll es insbesondere
auch möglich sein, am Beginn der Beheizung die gesamte Primärluftmenge tangential
zum Brennerlanzenrohr des Einblasrohres zu führen und dann während des Betriebes
durch Einregeln einer mehr oder weniger axialen Zufuhr der Primärluft die Flammenform
wahlweise zu verändern.
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Zu diesem Zweck kann die Primärluft dem Einblasrohr in ZweiwegzufüLrng
zugeleitet werden, wobei ein Teil der von einein Gebläse gelieferten Primärluftmenge
in im wesentlichen axialer Hichtung in däs Einblasrohr eingeführt wird und der andere,
von demselben oder einem anderen Gebläse gelieferte Teil der Primärluftmenge durch
eine oder mehrere tangential an das Einblasrohr anschließende Zuleitungen im wesentlichen
tangential in das Einblasrohr einströmt. Beim Uebergang von axialer Zufuhr zu tangentialer
Zufuhr der Primärluft zum Ausströmende des Brennerlanzenrohres und umgekehrt muß
in den beiden an das Einblasrohr angeschlossenen Zuleitungen die Strömungsmenge
bzw. der Druck der Primärluft durch gegensinniges Verstellen von in diesen Zuleitungen
angeordneten Regelorganen sinngemäß verändert werden, wobei aber besonders darauf
geachtet werden muß, daß die dabei zugeführte Gesamtmenge an Primärluft stets zur
vollkommenen Verbrennung der zugeführten Schwerölmenge ausreicht.
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Die Erfindung zielt darauf ab, ein Einblasrohr für die Zufuhr der
für die Verbrennung von Schweröl in Drehöfen erforderlichen Verbrennungsluft zu
schaffen, das es ermöglicht, die von einem Gebläse gelieferte Primärluft im Einblasrohr
getrennt als Axialluft und als Tangentialluft zum Ausströmende des Brennerlanzenrohres
zu führen und die Zufuhr der Tangentialluft wahlweise so zu regeln, daß zeitweise
nur die Tangentialluft zugeführt und dadurch voll wirksam wird.
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Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß bei einem
solchen Einblasrohr zwischen einem Außenmantelrohr mit konisch verjüngte vorderem
Endteil und einem zentralen Brennerlanzenrohr koaxial mit diesem ein Innenmantelrohr
angeordnet ist, das im konisch veråüngten vorderen Endteil des Außenmantelrohres
mehrere, vorzugsweise sechs, Durchlaßöffnungen aufweist, die durch die freien Randteile
von ortsfest im konisch veråüngten vorderen Endteil des Außenmantelrohres angeordneten
Leitblechen begrenzt sind, daß im Bereich des konisch verjüngten vorderen Endteiles
des Außenmantelrohres auf dem Brennerlaazenrohr ein an der Innenseite des Innenmantelrohres
anliegender Rohrschieber axial verschiebbar angeordnet ist, der durch ein Gestänge
mit einer Rohrinuffe serin
bunden ist, die auf dem hinteren Endteil
des Brennerlanzenrohres durch einen im Innenmantelrohr schwenkbar gelagerten Gabelhebel
in axialer Richtung verschiebbar ist, und daß das Außenmantelrohr und das Innenmantelrohr
mit getrennten Rohranschlußstutzen zur Verbindung mit einer an ein Gebläse angeschlossenen
Luftzufuhrleitung versehen sind, wobei vorzugsweise zwischen den Rohranschlußstutzen
und der Luftzuleitung Strömungsregler, z.B. Ventile, Schieber oder Drosselklappen,
angeordnet sind0 Bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Einblasrohr wird durch
das axiale Verschieben des Rohrschiebers in Richtung zum bzw.
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vom vorderen Ende des Einblasrohres der Austrittsquerschnitt der Durchlaßöffnungen
des Innenmantelrohres verkleinert bzw. vergrößert. Dadurch wird der Druck oder die
Pressung der im äußeren Mantelraum zwischen dem Außenmantelrohr und dem Innenmantelrohr
zugeführten Primärluft mehr oder weniger stark erhöht bzw. erniedrigt und in weiterer
Folge die dieser Primärluft durch die Leitbleche erteilte Drehbewegung mehr oder
weniger wirksam auf die durch den inneren Mantelraum zwischen dem Brennerlanzenrohr
und dem Innenmantelrohr axial zuströmenden Primärluft übertragen, wobei bei vollstandiger
Freigabe der Durchlaßöffnungen im'Innenmantelrohr die durch den äußeren Mantelraum
zuströmende Luft praktisch vollständig tangential zur Wirkung kommt, was eine kurze,
harte Flammeneinstellung ermöglicht. Beim Schließen der Durchlaßöffnungen wird das
Gegenteil erreicht, d.h. mit dem Schließen der Öffnungen wird die tangentiale Wirkung
immer mehr aufgehoben und die Flamme wird durch die axial zugeführte Luft immer
weicher und länger.
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Bei der Herstellung von Sinter oder Klinker wird vielfach eine sehr
hohe Qualität der Erzeugnisse verlangt. Diese hohe Qualität kann nur beim Brennen
mit sehr hohen Flammentemperaturen erreicht werden, die beim Verbrennen von Schweröl
mit Luft als Verbrennungsmittel nicht erzielt werden können. Um beim Beheizen eines
Drehofens mit Schweröl eine beträchtliche Erhöhung der Flammentemperatur zu ermöglichen,
soll nach der Erfindung in solchen Fällen der Verbrennungsluft eine bestimmte enge
von Sauerstoff zugesetzt werden.
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Zu diesem Zweck ist bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Einblasrohres im äußeren Mantelraum zwischen dem Außenmantelrohr
und dem Innenmantelrohr ein Sauerstoffzuleitungsrohr angeordnet, das sich von einem
außerhalb des hinteren Endes des äußeren Mantelraumes liegenden Anschluß axial bis
in den Bereich des konisch verjüngten vorderen Endteiles des Außenmantelrohres erstreckt
und an seinem vorderen Ende eine das Innenmantelrohr umschließende Ringleitung bildet,
an der Austrittsöffnungen ausgebildet oder parallel zur Achse des Einblasrohres
angeordnete, an ihren freien Enden mit Ausströmdüsen versehene Rohre angeschlossen
sind, um der dem Ausströmende des Brennerlanzenrohres zugeführten Primärluft Sauerstoff
zuzusetzen. Diese besondere Ausbildung des erfindungsgemäßen Einblasrohres ermöglicht
es in einfacher Weise, durch entsprechendes Betätigen eines in der äußeren Sauerstoffzuleitung
angeordneten Ventils wahlweise die Menge des der Primärluft zuzusetzenden reinen
Sauerstoffes in einem jeweils zu einer bestimmten Erhöhung der Flammentemperatur
notwendigen Verhältnis einzuregeln oder bei Nichtbedarf durch Schließen dieses Ventils
abzustellen0 Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
naher erläutert. In den Zeichnungen zeigen die Fig. 1 und 2 in schematischer Darstellung
ein in einen Drehofen mit Schwerölbeheizung eingefahrenes Einblasrohr, in das die
zur Verbrennung erforderliche Primärluft in axialer oder bzw. und tangentialer Richtung
eingeführt wird, im vertikalen Längsechnitt bzw.
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in Stirnansicht auf den Ofenkopf. In Fig. 3 ist der vordere Teil eines
mit Schweröl beheizten Drehofens mit einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Einblasrohr
im vertikalen Längsschnitt dargestellt, Fig. 4 zeigt dieses Einblasrohr in größerem
Maßstab im vertikalen Längsschnitt, und in den Fig. 5 und 6 ist in noch größerem
Maßstab der vordere Endteil dieses Einblasrohres im Axialschnitt nach der Linie
V - V in Fig. 6 bzw. im Querschnitt nach der Linie VI - VI Sn Fig. 5 dargestellt.
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Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnung ist durch den
Ofenkopf eines Drehofens ein in der Praxis bereits verwendetes Einblasrohr eingesetzt,
das ein Außenrohr 1 mit konisch verjüngtes
Endteil 2 und ein in
diesem Außenrohr koaxial zu diesem angeordnetes, an eine Schwerölzuleitung 3 angeschlossenes
Brennerlanzenrohr 4 aufweist. In das Außenrohr 1 strömt durch einen an eine LuftzufuP
leitung 5 angeschlossenen, in der Längsmittelebene des Außenrohres schräg einmündenden
Rohrstutzen 6 von einem Gebläse gelieferte Primärluft ein, die in axialer Richtung
zur Mündung des Brennerlanzenrohres 4 zugeführt wird. In das Außenrohr 1 kann aber
auch von demselben oder einem anderen Gebläse 9 gelieferte Primärluft durch mindestens
einen, quer zur Längsachse des Außenrohres 1 tangential in diese einmündenden Rohrstutzen
7 eingeführt werden, der an ein mit dem Gebläse verbundenes Luft zuleitungsrohr
8 angeschlossen ist und eine tangentiale Zuführung der Primärluft zur Mündung des
Brennerlanzenrohres 4 bewirkt.
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Bei einem in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildeten Einblasrohr
müssen bei jeder zwecks Verstellung der Flamme ausgeführten Veränderung der Anteile
der zur Mündung des Brennerlanzenrohres 4 axial bzw. tangential zugeführten Primärluftmengen
in den Luftzuleitungen 5 und 8 angeordnete Regelorgane 10 bzw. 11 in einem bei jeder
Verstellung genau bestimmten Verhältnis zueinander gegensinnig betätigt werden,
wobei aber auch darauf geachtet werden muß, daß die erforderliche Gesamtmenge der
zugeführten Primärluft beibehalten wird.
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Bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Einblasrohr ist zwischen
einem Außenmantelrohr 12, das einen konisch verjüngten vorderen Endteil 13 aufweist
und an seinem in den heißen Ofenraum hineinragenden Teil außen eine in Fig. 3 erkennbare,
hochfeuerfeste Ummantelung 14 trägt, koaxial zu einem zentralen Brennerlanzenrohr
15 ein Innenmantelrohr 16 angeordnet. Dieses Innenmantelrohr weist an seinem vorderen
Ende mehrere, beim dargestellen Ausführungsbeispiel (Fig. 5 und 6) sechs, Durchlaßöffnungen
17 auf, die an ihren Längsseiten durch die freien Randteile von tangential zum Innenmantelrohr
16 ortsfest im konisch verjüngten Endteil 13 des Außenmantelrohres 12 angeordneten
Leitblechen 18 begrenzt sind.
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Mit dem hinteren Endteil des Außenmantelrohres 12 ist ein Rohranschlußstutzen
19 zum Einführen von Primärluft in den äußeren Mantelraum 20 zwischen dem Außenmantelrohr
12 und dem Innenmantelrohr 16
verbunden. Mit dem äußeren hinteren
Endteil des Innenmantelrohres 16 ist en Rohranschlußstutzen 21 zum Einführen von
Primärluft in den inneren Mantelraum 22 zwischen dem Innenmantelrohr 16 und dem
Brennerlanzenrohr 15 verbunden.
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Das Brennerlanzenrohr 15 erstreckt sich von einem außerhalb des hinteren
Endes des Einblasrohres angeordneten Regelventil 23, das über eine Ölzufuhrleitung,
24 an eine (nicht dargestellte) blförderdruckpumpe angeschlossen ist, bis nahe zum
vorderen Ende des Einblasrohres. Auf dem vorderen Endteil des Brennerlanzenrohres
15 ist im Bereich des konisch verjüngten vorderen Endteiles 13 des Außenmantelrohres
12 ein Rohrschieber 25 axial verschiebbar angeordnet, der außen an der Innenseite
des Innenmantelrohres 16 anliegt und durch ein Gestänge 26 mit einer Ringmuffe 27
verbunden ist. Diese ist nahe dem hinteren Ende des Innenmantelrohres 16 auf dem
Brennerlanzenrohr 15 verschiebbar angeordnet und auf diesem in axialer Richtung
durch einen Gabelhebel 28 hin- und herbewegbar, der in einem am Innenmantelrohr
16 angeordneten Gehäuse 29 mittels einer Welle 30 schwenkbar ist, die außen einen
nicht dargestellten Betätigungsgriff trägt. Durch.Verschwenken des Gabelhebels 28
in Richtung vom hinteren Ende des Einblasrohres kann der Rohrschieber 25 axial bis
zu einer mehr oder weniger starken Verkleinerung der Durchlaßöffnungen 17 des Innenmantelrohres
16 nach vorn verschoben und dadurch der Anteil der im äußeren Wiantelraum 20 zuströmenden
Primärluft mehr oder weniger stark erhöht werden.
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Dadurch wird die diesem Primärluftanteil durch die Leitbleche 18 erteilte
Tangentialströmung mehr oder weniger stark auf den durch den inneren Mantelraum
22 axial zuströmenden Primärluftanteil übertragen und versetzt auch diesen in entsprechende
Drehbewegung, was eine Verstellung der Flamme zur Folge hat. Durch Verschwenken
des Gabelhebels 28 in Richtung zum hinteren Ende des Einblasrohres kann der Rohrschieber
bis zur vollständigen Freigabe der Durchlaßöffnungen 17 verschoben werden, wodurch
der Druck der durch den äußeren Mantelraum 20 zugeführten Primärluft soweit absinkt,
daß die dieser Primärluft durch die Leitbleche 18 erteilte tangentiale Strömungsrichtung
auf die dadurch durch den inneren Mantelraum 22 zugeführte Primärluft in vollem
Ausmaß übertragen werden
kann. Dadurch wird dann die gesamte Menge
der zugeführten Primàrluft in tangentialer Richtung zum Brennerlanzenrohr 15 zugeführt-,
wie dies insbesondere zu Beginn der Beheizung erwünscht ist.
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Die beiden Rohranschlußstutzen 19 und 21 des Einblasrohres sind mit
einer an ein Gebläse 31 angeschlossenen Luftzuleitung 32 verbunden. Um bei Verwendung
von Schweröl zum Beheizen eines Drehofens eine entsprechend heiße und lange Flamme
zu erzielen, kann zweckmäßig das Schweröl mit erhöhter Temperatur, z.B. bis zu 1200
C, und einem höheren Druck, z.B. bis zu 20 atü, zugeführt werden und vorzugsweise
die vom Gebläse 31 gelieferte Primärluft in einem in die Luftzuleitung 32 eingeschalteten
Luftvorwärmer, z.B. einem Wärmeaustauscher 33, z.B. bis auf etwa 140 C erwärmt werden.
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Um eine allfällig gewünschte getrennte Regelung der in den äußeren
Mantelraum 20 und in den inneren mantelraum 22 eingeführten Teilmengen der vom Gebläse
gelieferten Primärluft zu ermöglichen, sind vorzugsweise in der Luftzuleitung 32
Strömungsregelorgane 42 bzw. 43, z.B Ventile, Schieber, Drosselklappen od.dgl. angeordnet.
Diese Regelorgane brauchen aber im wesentlichen nur bei einer, z.B. bei tibergang
zu anderen Beheizungsbedingungen erforderlichen, allgemeinen Einregelung der Primärluftzufuhr
betätigt zu werden.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Einblasrohres ist im äußeren Mantelraum 20 zwischen dem Außenmantelrohr 12 und dem
Innenmantelrohr 16 ein Sauerstoffzuleitungsrohr 34 angeordnet, das an seinem, am
hinteren Ende des äußeren Mantelraumes 20 aus diesem herausgeführten Ende, z.B.
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mittels eines Gewindes 35, an eine mit einer Batterie 36 von Sauerstoffbehäitern
verbundene und mit einem automatischen Druckregier 37 versehene Leitung 38 (Fig.
3) angeschlossen ist und sich in axialer Richtung durch den äußeren Mantelraum 20
nach vorn bis in den konisch verjüngten vorderen Endteil 13 des Außenmantelrohres
12 erstreckt.
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Das Sauerstoffzuleitungsrohr 34 bildet an seinem vorderen Ende eine
Ringleitung 39, die das Innenmantelrohr 16 umschließt.
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Um einen gezielten Austritt des Sauerstof-fes in Richtung zu der im
inneren Mantelraum 22 axial zuströmenden Primärluft im Bereich der Durchlaßöffnungen
17 des Innenmantelrohres 16-zu ermöglichen,
sind in der Ringleitung
39 zum vorderen Ende des Einblasrohres gerichtete Öffnungen vorgesehen, wobei vorzugsweise
an diesen Öffnungen an der Ringleitung 39 parallel zur Längsachse des Einblasrohres
angeordnete Rohrabschnitte 40 befestigt sind, die an ihren vorderen Enden mit Düsen
41 versehen sind.
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Bei einem in dieser besonderen Weise ausgebildeten erfindungsgemäßen
Einblasrohr kann nicht nur eine Verstellung der Flamme durch wahlweises Einstellen
des Rohrschiebers erzielt werden, sondern auch bei Bedarf einer besonders erhöhten
Flammentemperatur der Primärluft zeitweise oder dauernd reiner Sauerstoff in beliebig
einregelbarer Menge zugesetzt werden0 Dabei kann durch entsprechendes Einstellen
des Rohrschiebers auch eine rein axiale Zuführung der mit Sauerstoff versehenen
Primärluft zum Austrittsende des Brennerlanzenrohres 15 erhalten werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestelltEn Ausführungsbeispiele
beschränkt, diese können vielmehr im Rahmen des Schutzumfanges in konstruktiven
Einzelheiten noch verschiedenartig abgewandelt werden.