DE2323920C2 - Brenner für Industrieöfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner für Industrieöfen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Ein solcher aus der AT-PS 2 61 782 bekannter Brenner weist eine von einem feuerfesten Material gebildete Brennkammer auf, welche von einem metallischen Gehäuse umschlossen ist. Die Brennkammer besteht aus einem von der Einlaßseite ausgehenden divergierenden Abschnitt, an den sich ein konvergierender Abschnitt anschließt. In die Einlaßseite des divergierenden Abschnitt mündet die Brennmittelzuführung. Am Übergang des divergierenden Abschnitts zum konvergierenden Abschnitt in eine tangentiale Einführung von Rückgas vorgesehen, das über eine Brückenleitung zugeführt wird, die an eine Ringleitung angeschlossen ist. An den Auslaß des konvergierenden Abschnitts schließt sich ein als Axialkanal ausgebildetes Mündungsstück an, dus aus einen> zylindrischen Abschnitt und aus einem Schrägabschnitt an der Mündung besteht. Das Mündungsstück ist von feuerfestem Material umgeben.

Der bekannte Brenner hat den Nachteil, daß die Temperatur des Rückgases durch die Führung in der Ringleitung und in der Brückcnleitung, die gewöhnlich aus Metall bestehen, begrenzt ist, d. h. sehr heiße Ofengase können nicht oder nur nach vorhergehender Abkühlung in die Brennkammer eingeführt werden. Die Einführung des RUckgases in die Brennkammer an deren weitestem Querschnitt kann das Erreichen einer vollkommenen Verbrennung beeinträchtigen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht

darin, den Brenner der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich ohne Beeinträchtigung der vollkommenen Verbrennung in der Brennkammer den Verbrennungsgasen sehr heiße Rückgase auf einfache Weise in großen Mengen zumischen lassen.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst

Mit der Maßnahme nach Anspruch 2 lassen sich Temperaturen und Zusammensetzung des in den Ofe: raum

ίο eingeführten Heizgases sehr einfach steuern.

Es ist bereits eine Brenneranordnung mit einer im wesentlichen zylindrischen Brennkammer bekannt, an die axial fluchtend ein zylindrisches Anschlußstück angrenzt, das in seiner Mantelfläche öffnungen aufweist, durch die aus einer Ringkammer Zusatzluft hindurchströmt, die zur Steuerung des Brenngaszustandes verwendet wird (US-PS 30 55 652).

Mit der Maßnahme nach Anspruch 3 wird die Ansaugung begünstigt. Mit der Maßnahme nach Anspruch 4 läßt sich eine herstellungstechnisch sehr günstige Anordnung der das Rückgas führenden Kanäle erreichen.

Der erfindungsgemäße Brenner hat den Vorteil, daß durch die Anordnung der Kanäle für das Rückgas sehr heiße Rückgase den Verbrennungsgasen zugemischt werden können, ohne daß Begrenzungen hinsichtlich der Temperatur durch metallische Werkstoffe vorliegen. Durch die Zumis-.hung der Rückgase am Anfang des Axialkanals ergibt sich einerseits eine gute Ansaugwirkung für die Rückgase und andererseits eine gute Vermischung mit den Verbrennungsgasen, ohne daß deren Verbrennung in der Brennkammer beeinträchtigt würde.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 im Schnitt einen in eine Ofenwand eingesetzten Brenner,

F i g. 2 den Schnitt 2-2 von F i g. 3,
F i g. 3 die Ansicht 3-3 von Fig. I,
F i g. 4 den Schnitt 4-4 von F ϊ.ζ. 3 un;¹·

F i g. 5 im Schnitt eine weitere Ausführungsforrn eines in eine Ofenwand eingesetzten Brennen».

Der in den F i g. 1 bis 4 gezeigte Brenner 24 ist in eine Öffnung 13 in der Ofenwand 10 eines Schachtofens eingesetzt. Die Ofenwand 10 besteht aus Schichten aus feuerfesten Blöcken und umschließt einen Ofenraum 12. Die horizontal verlaufende öffnung 13 ist von einer Bodenwand 14, zwei vertikalen ebenen Seitenwänden 16 und 18 sowie oberen Wandleilen 20 und 22 begrenzt. Der Brenner 24 bestem aus einem zylindrischen Teil 26 aus feuerfestem Material, der von einem zylindrischen Gehäuse 30 aus hochfestem Metall umschlossen ist, so daß der Brenner 24 auch bei sehr hohen Drucken und Temperaturen arbeiten kann, und der über eine Halterung 32 mil der Ofenwand 10 verbunden ist. Durch das zylindrische Teil 26 erstreckt sich axial eine Brennkammer 28, die einen eingeschnürten Abschnitt 29 aufweist, dessen Mündung brennkammeraustrittsseitig einen reduzierten Querschnitt hat. Durch eine mit einer Einstellvorrichtung 42 versehene Blende 40 wird ein Strahl aus mit hoher Geschwindigkeit strömendem Verbrennungsgas axial in die Brennkammer 28 in Richtung des Ofenraunis 12 geführt.

Der Brenner 24 endet ofenscitig an einem rechteckigen Block .50 aus feuerfestem Material, der in die öff-

b5 nung 13 eingesetzt ist, den Brenner 24 mit der Oberfläche 62 umgreift, und einen Axialkanal 52 aufweist, dessen Achse mit der Achse der Blende 40 und der Brennkammer 2}l zusammenfallt. Der Axialkanal 52 isl als

Venturirohr ausgebildet Durch den Axialkanal 52 gelangen die aus der Brennkammer 28 austretenden Gase in den Ofenraum 12.

Der Block 50 hat vier Kanäle 54. die, wie in F i g. 3 gezeigt ist, in den Ecken des Blocks 50 angeordnet sind, eine glatte Oberfläche aufweisen, an einem Ende in den Einlaßabschnitt des Axialkanals 52 münden und sich radial nach außen zu dem angrenzend an den Ofenraum 12 liegenden Ende 56 des Blocks 50 erstrecken. Die Kanäle 54 stehen in dem Ofenraum 12 an öffnungen in den Ecken des Blocks 50 in Verbindung, die zu einem Teil von einem gekrümmten Ausschnitt 58 begrenzt sind.

Durch die Blende 40 strömt ein Brenngasstrom mit hoher Geschwindigkeit axial in die Brennkammer 28, in der die Verbrennung stattfindet. Die vollständig verbrannten Gase treten axial aus der Brennkammer 28 aus und strömen durch den als Venturirohr ausgebildeten Axialkanal 52 in den Ofenraum 12 Dieser Verbrennungsgasstrahl saugt aufgrund des Venturieffekts über die Kanäle 54 Rückgas uus dem Ofenraum 12, das sich mit den Gasen aus der Brennkammer 28 vermisch; and mit diesen durch den Axialkanal 52 wieder in den Ofenraum 12 strömt, wodurch der in den Ofenraum Ϊ2 gelangende Gasmengenstrom relativ groß ist.

Der in Fig..5 gezeigte Brenner entspricht in seinem wesentlichen Aufbau dem in Fig. 1 gezeigten. Zusätzlich sind zwei einander diametral gegenüberliegende, zur axialen Slrömungsrichtung im Winkel geneigte Luftzuführungskanäle 70 vorgesehen, die mit ihren einen Enden 74 in die Einlaßkammer 53 des Axialkanals 52 münden und deren anderes Ende über eine Dichtung 80 jeweils mit einer Rohrleitung 78 verbunden ist. Die Rohrleitungen 78 sind über eine Steuereinrichtung 77 mit einer Druckluftquelle 76 verbunden. Die durch die Luftzuführungskanäle 70 in der Einlaßkammer 53 des Axialkanals 52 zugeführie Zusatzluft dient zur Reduzierung der Temperatur im Ofenraum !2 und zur Erhöhung des Gasmengenstroms. In der Einlaßkamrner 53 angrenzend an die öffnungen 74 herrscht ein Unterdruck, der sich aufgrund der aus der Brennkammer 28 in den Axialkanal 52 strömenden Gase einstellt. An der Stelle der Einlaßkammer 53, an der die Rückgasc in den Axialkanal 52 eintreten, stellt sich ebenfalls ein Unterdruck aufgrund der aus den Rohren 70 in die E-inlaßkamnier 53 strömenden Luft ein. In der Einlaßkanimer 53 herrscht also immer ein Unterdruck.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

50

60

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Brenner für Industrieöfen mit einer Brennmittelzuführung, einer dazu axial fluchtend ausgerichteten, aus feuerfestem Material bestehenden und von einem metallischen Gehäuse umschlossenen Brennkammer mit einem sich verjüngenden Auslaßbereich, mit einem daran anschließenden, in der Ofenwand ausgebildeten, in den Ofenraum mündenden Axialkanal und mi: einer stromauf von der Mündung des Axialkanals vorgesehenen Zuführung für Rückgas aus dem Ofenraum, dadurch gekennzeichnet, daß der den Axialkanal (52) umgebende Teil der Ofenwand (10) als Block (50) aus feuerfestem Material ausgebildet ist daß die Zuführung für das Rückgas aus am Umfang des Blocks (50) im Abstand voneinander angeordneten Kanälen (54) mit glatter Oberfläche besteht, die vom Ofenraum (12) zum Eintrittshereich des Axialkanals (52) führen, und daß das Rüd&as von dem aus der Brennkammer (28) austretenden Verbrennungsgasstrahl angesaugt wird.

2. Brenner nach Anspruch I, gekennzeichnet durch wenigstens zwei einander diametral gegenüberliegende zur axialen Strömungsrichtung im Winkel geneigte, in den Eintrittsbereich des Axialkanals (52) mündende Luftzuführungskanäle (70).

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialkanai (52) als Venturirohr ausgebildet ist.

4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei tjjaderförmiger Ausbildung des Blocks (50) ciic Kanäle- (54) an dessen Ecken in den Ofenraum (12) münci.n.