DE2315050A1 - Zuendbrenner fuer winderhitzer oder dgl - Google Patents

Description

• Titel: Zilndbrenner für Winderhitzer oder dgl.
• Die Erfindung betrifft einen Zündbrenner filr Winderbitzer oder dgl. mit zwei ineinander geordneten, durch die Whnd des Winderhitzers einführbaren Rohren für Starkgas und Brennluft, wobei am Vorderende eine Starkgas-Brennluft-Mischsone auagebildet ist, und mit einer Zündelektrode zum Zünden der Pilotflamme.
• Die Erfindung wird im folgenden bevorzugt in ihrer Anwendung bei einem Winderhitzer für Hochöfen beschrieben, sie ist iedoch mit gleichem oder vergleichbarem Vorteil auch bei anderen Anlagen oder Öfen anwendbar, bei denen ein Gas-Luft-Gemisch in Inneren einer Kammer oder eines Ofens zu zünden ist, so daß insofern die Bezugnahme auf die Anwendung bei einem Winderhitzer nicht im Sinne einer Einschränkung des Anwendungsbereiches der vorliegenden Erfindung zu verstehen ist.
• Winderhitzer von Hochöfen dienen zur Erhitzung des vom Hochofen benötigten Heißwindes. Dabei werden wenigstens zwei Winderhitzer im Wechsel aufgeheizt und kaltgeblasen, d.h., während der eine Winderhitzer durch Verbrennung von Brenngas und Luft in seinem Inneren aufgeheizt wird, wird durch den anderen Winderhitzer die vom Hochofen benötigte Luft geblasen, die im Winderhitzer erhitzt wird, um mit hoher Temperatur als Heißwind zum Ofen zu gelangen. Es kann vorkommen, daß bei Beginn der Aufh.eizperiode des Winderhitzers das Heizgas infolge zu niedriger Temperatur des Brennraumes nicht sofort-zündet, so daß sich Gese im Brennraum ansammeln, die zusammen mit der ebenfalls in den Brennraum einströmenden Brennluft ein hochexplosives Gemisch bilden, du bei der Entzündung zu-betriebsstörenden Explosionen führen kann. Daher muß zu Beginn der Aufheizperiode mit Sicherheit daftir gesorgt werden, daß das eingeleitete Heizgas-Luft-Gemisch sofort gezündet wird. Während man diese Zündung früher von Hand durchführte, sind auch berits automatisch Zündbrenner bekannt, t, mit denen ein Starkgas-Brennluft-Gemisch zur Bildung einer Pilot- oder Zündflamme mittels zweier Elektroden oder einer Elektrode mit Masse als Gegenlektrode ii Inneren des Winderhitzers entzündet wird. Die Pilotflamne zündet dann das anschließend eingeleitete Heizgas-Luft-Gemisch. Die bekannten Zündbrenner bestehen aus zwei konzentrischein Rohren, die durch die Wand des Winderhitzers hindurch einführbar sind, wobei durch ein Bohr Starkgas und durch das andere Rohr Brennluft eingeblasen wird. Am-im Winderhitzer liegenden Vorderende ist eine Starkgas-Brennluft-Mischzone ausgebildet. Durch das Innenrohr hindurch ragt in diese Mischzone ein Elektrodenpaar oder eine Elektrode mit Masse als Gegenelektrode hinein, deren Zündfunke das Starkgas-Brennluft-Gemisch ent- -zündet. Diese Elektroden liegen also im Inneren des Winderhitzers und sind daher den dort beim Aufheizen und beim Blasen herrschenden hohen Temperaturen und Umgebungsbedingungen ausgesetzt, wodurch häufig ein Versagen der Elektroden,Brückenbildung zwischen den Elektroden bzw. zwischen der Elektrode und Masse,hervorgerufen durch Nässe und Schmutz im Starkgas oder der Luft, hervorgerufen werden. Wenn schwere Schäden durch explodierende Heizgas -Luft-Gemischansammlungen infolge nicht rechtzeitiger Zündung dieses Gemisches vermieden werden sollen, muß daher die Funktionsfähigkeit der Elektroden dauernd sorgfältig überwacht werden, und die Elektroden müssen verhältnismäßig häufig erneuert werden. Bei mangelhafter Sorgfalt des Bedienungs- und Aufsichtspersonals kann es dennoch zu schweren Schäden Kommen. Man wendet in diesem Zusammenhang auch aufwendige elektrische, elektronische, photoelektrische und dgl.
• Flammenüberwachungen an, die zwar, wenn sie ordnungsgemäß funktionieren, die Heizgaszuführ so lange sperren, wie die Zünd- oder Pilotflamme nicht brennt, dennoch bedeutet die rechtzeitige Feststellung eines Versagens das Ztlndbrenners zwar die Vermeidung schwerer Explosionsschäden, jedoch auch Betrieszeitverluste, ganz abgesehen von dem Aufwand des häufigen Auswechselns der Zündelktroden. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Pilotflamme nicht mit innerhalb des Winderhitzers befindlichen Elektroden sondern durch Zündung außerhalb des Winderhitzers zu entzünden und die Zündflamme dann durch eine explosionsartige Ausbreitung in den Winderhitzer zu fübren, die in dieses Zusammenhang vorgeschlagenen Vorrichtungen arbeiten jedoch nicht zuverlässig,d.h., es kommt häufig zia Erloschen der Zündfamme auf dem Weg von ihrer außerhalb des Winderhitzers liegenden Zündstelle in das Innere des Winderhitzers.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine@ Zündbrenner für Winderhitzer oder dgl. zu schaffen, der mit praktisch vollkommener Sicherheit die Zünd- oder Pilotflamme entzündet und dabei über praktisch unbegrenzte Zeitspannen hinweg wartungs- und reparaturfrei zuverlässig arbeitet, wobei der Zündbranner gemäß der Erfindung verhältnismäßig einfach in seinem Aufbau und in seiner Funktionsweise sein soll und zudem auch die Möglichkeit bieten muß, die bekannten Zündflammenüberwachungen anzuwenden, welche mit Sicherheit verhindern, daß sich größere Mengen eines unverbrannten Heizgas-Luft-Gemisch im Winderhitzer ansammeln Diese Aufgabe wird bei einem Zündbrenner der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung gelöst durch ein Zündkletterflammenrohrpaar, in dessen Außenrohr ein Brennluftanschluß mündet, währenddessen mit einem Starkgasanschluß versehenes, im Außenrohr angeordnetes Innenrohr über seine Länge eine Folge von in geringem Abstand liegenden Bohrungen aufweist, wobei die Zündelektrode im Außenrohr des Zündkletterflammenrohrpaares am Anfang der Folge von Bohrungen außerhalb des Winderhitzers angeordnet ist.
• Die Erfindung besteht also im-wesentlichen darin, daß man mit einem ZUndkletterflammenrohr ein außerhalb des Winderhitzers gezündetes ZUnd-Starkgas-Brennluft-Gemisch nach Art einer Stafette in das Innere des Winderhitzers führt, um die Pilotflamme zu entzünden. Die im Rahmen des Zündvorganges besonders empfindlichen Zündelektroden können dann ganz außerhalb des Winderhitzers liegen und arbeiten folglich über praktisch unbegrenzte Zeit hinweg völlig wartungsfrei absolut zuverlässig, wobei man zudem noch handelsübliche Zündkerzen als Zündelektroden verwenden kann. Der Zündbrenner gemäß der Erfindung ermöglicht selbstverständlich den Einsatz der aus Sicherheitsgründen vorgeschriebenen lich- oder photoelektrischen oder andersartigen Zündflammenüberwachungen.
• Gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung kann man vorsehen, daß das Zündkletterflammenrohrpaar im Inneren des Innenrohres der Pilotflammenrohre angeordnet ist, so daß also die Zündkletterflamme durch das Innere der Filotflammenrohre hindurch in den Winderhitzer wandert, um die Pilotflamme zu entzünden.
• Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Zündkletterflammenrohrpaar achsparallel unter den Pilotflamnenrohren angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Folge von Bohrungen, die die Kletterflamme in das Innere des Winderhitzers führen, entlang der Oberseite des Innenrohres angeordnet ist.
• Vorzugsweise ragt das im Winderhitzer liegende Vorderende des Zündkletterflammenrohrpaares über das Vorderende des Innenrohres des Pilotflammenrohrpaares hinaus und die Außenrohre an diesem Vorderende weisen an der einander benachbarten Seite jeweils eine Aussparung auf, so daß beide Rohrpaare an diesem Vorderende eine gemeinsame Mischzone bilden.
• In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß beim Pilotflammenrohrpaar das Außenrohr einen Brennluftanschluß und das Innenrohr einen Starkgasanschluß aufweist, so daß sich innerhalb des Außenrohres des Pilotflammenrohrpaares die Pilotflamme von der Zündstafette des unteren ZUndkletterflammenrohrpaares entzündet.
• Zweckmäßig sind das Pilotflammenrohrpaar und das Zündkletterflammen rohrpaar zu einer Baueinheit zusammengefaßt, die als ganzes durch eine entsprechende Öffnung des Winderhitzers hindurch in diesen eingeführt wird.
• Es wurde bereits erwähnt, daß man als Zündelektroden eine handelsübliche Zündkerze verwednen kann.
• Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines der Erläuterung und nicht etwa der Abgrenzung des Erfindungsgedankens dienenden Ausführungsbeispiels, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Zündbrenners gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 eine schematische Darstellung der Starkgas- und Brennluftanschlüsse mit ihren Schiebern beim Zündbrenner gemäß Fig. 1 Beim dargestellten und im folgenden näher erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegen das Pilotflammenrohrpaar und das Zündkletterflammenrohrpaar achsparallel untereinander und sind zu einer Baueinheit vereinigt. Selbstverständlich kann die Erfindung jedoch auch in anderer, konstruktiver- Gestaltung usgeführt werden, beispielsweise derart, daß man das Zündkletterflammerirohrpaar im Inneren des Innenrohres des Pilotflammenrohrpaares anordnet.
• In Fig. 1 ist das Außenrohr des oberen Pilotflammenrohrpaares mit 10 bezeichnet, in dem vorzugsweise konzentrisch das Innenrohr 12 mittels Ringstegen 11,13 gelagert ist. Diese Ringstege 11,13 schließen den Ringraum zwischen dem Außenrohr 10 und dem Innenrohr 12 vorne und hinten ab. Das Außenrohr 10 weist einen bei 14 schematisch dargestellten Brennluftanschluß auf, während das Innenrohr 12 in einem vorgesetzten Ansatz 15 einen Starkgasanschluß 16 aufweist. Nahe dem Vorderende 19 des Innenrohres 12 ist dieses auf seinem Umfang mit Löchern 20 versehen, durch die die Brennluft in die mit 21 bezeichnete Mischzone eintritt.
• Man kann auch andere Mischungseinrichtungen am Vorderende des Pilotflammenrohrpaares anordnen, um die beschriebene Mischzone aus Starkgas und Brennluft zu bilden. Das Starkgas-Brennluft-Gemisch tritt aus dem offenen Vorderende des Innenrohres 12 aus, wobei das Außenrohr 10 etwas über das Vorderende 19 des Innenrohres 12 hinausragt und an seiner Unterseite eine Aussparung 34 (steht auch Fig. 2) aufweist.
• Parallel unter dem Pilotflammenrohrpaar 10,12 ist ein Zündkletterflammenrohrpaar angeordnet, das aus einem Außenrohr 26 und einem beim dargestellten Ausführungsbeispiel auf der Unterseite des Außenrohres 26 angeordneten Kletterflammen- oder Innenrohr 27 besteht. Das Innenrohr 27 ist an seinem Vorderende mit einer Verschlußplatte 28 verschlossen und weist auf seiner Oberseite über praktisch die gesamte Länge hinweg eine Folge oder Reihe von in geringem Abstand liegenden Löchern 29 auf.
• Am außerhalb des Winderhitzers liegenden Ende sind die beiden Rohre des Zündkletterflainmenrohrpaares 26,27 durch eine schnell lösbare Flanschverbindung 30 miteinander verschraubt, die eine schnelle Reinigung des Innenrohres 27 bei schmutzigem Gas ermöglicht. Das Außenrohr 26 weist einen Brennluftanschluß 32 und das Innenrohr 27 einen Starkgasanschluß 31 auf. Der Aussparung 34 des Außenrohres 10 benachbart weist das untere Aussenrohr 26 eine entsprechende Aussparung 35 (siehe auch Fig,2) auf. Han erkennt auch, daß das Innenrohr 27 des ZEndkletterflammenrohrpaares 26,..27 am Vorderende über das Vorderende 19 des Innenrohres 12 hinausragt, so daß das oder die letzten Löcher 29 des Innenrohres 27 im Bereich der Aussparungen 34,35 liegen.
• In das Außenrohr 26 ist eine Zündkerze 40 eingeschraubt, deren mit 41 bezeichnete Elektrode und Masse als Gegenelektrode im Bereich der ersten Locher 29 liegen. Durch diese Löcher 29 tritt Starkgas in den Raum zwischen den beiden Rohren 26,27 ein und bildet mit der dort befindlichen Brennluft ein Gemisch, das vom Zündfunken gezündet-wird.Der-Abstand der Löcher 29 im Innenrohr 27 ist so gering, daß das gezündete Starkgas-Luft-Gemisch von Loch zu Loch 29 weiterwandert, die Flamme also nach Art einer Stafette zum Vorderende des Zündbrenners getragen wird.
• Fig. 3 zeigt, wie die Starkgas-Brennluft-Anschlusse des Zündbrenners gemäß der Erfindung einzeln mit Schiebern 44-47 versehen sind.
• Im Betrieb wird zum Zünden des Winderhitzers über das obere Rohrpaar 10,12 und über das untere Rohrpaar 26,27 Starkgas und Brennluft eingeblasen und sogleich durch Anlegen von Hochspannung an die Zündkerze 40 im unteren Rohrpaar 26,27 gezündet, woraufhin die Flamme im unteren Rohrpaar 26,27 vorwärts in den Winderhitzer wandert, um am vorderen Ende die Pilotflamme aus dem Starkgas-Luft-Gemisch der Rohre 10,12 zu entzünden.
• Die beiden Rohrpaare 10,12 und 26,27 sind zweckmäßig zu einer Baueinheit zusammengefaßt, die einen gemeinsamen Befestigungsflansch 36 zur Befestigung an der Wand des Winderhitzers aufweist.
• Erwähnenswert ist auch noch, daß durch die beiden Brennluftanschlüsse 14 und 32 beim Blasen11 (Stellung: "Auf Wind") rund bei abgeschalteter Pilotflamme die erforderliche Kühlluft für den Schutz gegen Verzunderung der im Winderhitzer liegenden Teile des Pilotflammenbrenners eingebracht wird.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht an die Einzelheiten des dargestellten Ausführungsbeispieles gebunden, das im Rahmen des fachmännischen Könnens vielfältig abwandelbar ist. So könnte man, wie oben bereits erwähnt wurde, beispielswiese -auch das Zündkletterflammenrohr im Inneren des Pilotflammenrohrpaares anordnen. Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß zur Zündung ein Starkgas-Luft-Gemisch außerhalb des Winderhitzers gezündet und nach Art einer Stafette in das Innere des Winderhitzers getragen wird, um die Pilotflamme zu entzünden.

Claims (8)

Ansprüche

1. Zündbrenner für Winderhitzer oder dgl. mit zwei ineinander angeordneten, durch die Wand des Winderhitzers einführbaren Pilotflammenrohren fUr Starkgas und Brennluft, wobei am Vorderende eine Starkgas-Luft-Mischzone ausgebildet ist, und mit einer Zündelektrode zum Zünden der Pilotflamme, gekennzeichnet durch ein Zündkletterflammenrohtpaar (26,27), in dessen Außenrohr (26) ein Brennluftanschluß (32) mündet, während dessen mit einem Starkgasanschluß (31) versehenes, im Außenrohr (26) angeordnetes Innenrohr (27) über seine Länge eine Folge von in geringem Abstand liegenden Bohrungen (29) aufweist, wobei die Zündelektrode (41) irR Außenrohr (26) des Zündkletterflammenrohrpaares (26,27) am Anfang der Folge von Bohrungen (29) außerhalb des Winderhitzers angeordnet ist.

2. Zündbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündkletterflammenrohrpaar (26,27) im Inneren des Innenrohres der Pilotflammenrohre angeordnet ist.

3. Zündbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündkletterflammenrohrpaar (26,27) achsparallel unter den Pilotflammenrohren (10,12) angeordnet ist.

4. Zündbrenner nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von Rohren (29) entlang der Oberseite des Innenrohres (27) angeordnet ist.

5. Zündbrenner nach Anspruch .3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im Winderhitzer liegende Vorderende des Zündkletterflammenrohrpaares (26,27) über das Vorderende (19) des Innenrohres (12) des Pilotflammenrohrpaares (10,12) hinausragt und die Außenrohre (10,26) an diesem Vorderende an der einander benachbarten Seite jeweils eine-Aussparung (34,35) aufweisen.

6. Zündbrenner nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Pilotflammenrohrpaar (10,12) das Außenrohr (10) einen Brennluftanschluß (14) und das Innenrohr (12) einen Starkgasanschluß (16) aufweist.

7. Zündbrenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiehnet, daß das Pilotflammenrohrpaar (10,12) und das Zündkletterflammenrohrpaar (26,27) zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind.

8. Zündbrenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündelektroden (41) von einer handelsüblichen Zündkerze (40) gebildet werden.