DE3010226C2 - Feuerung für einen Ofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuerung für einen Ofen, insbesondere für einen keramischen Brennofen, mit wenigstens einem in einer Ausnehmung der Ofendecke bzw. -wandung angeordneten, einen die Ausnehmung nach außen abdeckenden Flansch durchsetzenden, rohrförmigen Brenner, der eine zentral angeordnete Brennstofflanze und ein diese unter Bildung eines Zwischenraums umfassendes, an eine Luftversorgung angeschlossenes Mantelrohr aufweist, dessen Außendurchmesser wesentlich kleiner als der Innendurchmesser der jeweils zugeordneten Ausnehmung der Ofendecke bzw. -wandung ist.

Aus der DE-AS 11 78 767 ist eine Brennofenfeuerung dieser Art bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung ist der Zwischenraum zwischen Mantelrohr und zugeord-

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65 neter Decken- bzw. Wandausnehmung offen. Dies wird in mehrfacher Hinsicht als nachteilig empfunden. Bei keramischen Brennöfen liegt die Ofentemperatur in der Größenordnung von 1000⁰C und darüber. Das ofenseitige Ende der Brenner ist daher verhältnismäßig hohen Abstrahlungstemperaturen ausgesetzt Gleichzeitig kommt es erfahrungsgemäß in den gegenüber den hierin angeordneten Brennern einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisenden Ausnehmungen zu einem nicht unbeträchtlichen Hitzestau. Insgesamt ergibt sich hier daher eine verhältnismäßig hohe thermische Beanspruchung der Brenner, deren Betriebstemperaturen dabei insbesondere im Bereich des ofenseitigen Brennerendes in einen Bereich kommt, in dem es bei Verwendung von schwerem Heizöl als Brennstoff, was üblicherweise der FaI! ist, zur Bildung von ölkoks und dergleichen kommen kann. Die Folge davon sind Ölkoksanbackungen und Anbackungen von im öl enthaltenen Schadstoffen im Bereich des ofenseitigen Endes des Brenners. Die Schadstoffanbackungen können zu einer rasanten Korrosion und damit zu einer nicht unbeträchtlichen Verkürzung der Brennerlebensdauer führen. Gleichzeitig verursachen die genannten Anbackungen von Ölkoks und Schadstoffen jedoch eine nicht unbeträchtliche Verstopfung im Bereich des Brennstoffaustritts und führen somit zu einer erhöhten Störanfälligkeit Man konnte sich hier bisher nur durch eine häufige Reinigung der Brenner behelfen. Brenner von keramischen Brennofen mußten bisher normalerweise alle 6 bis 24 Stunden manuell unter erschwerten Arbeitsbedingungen gereinigt werden, was einen nicht unbeträchtlichen Wartungs- und Instandhaltungsaufwand ergibt Bei den bekannten Anordnungen besteht ferner die Gefahr, daß die im Brennstoff enthaltenen Schadstoffe, wie beispielsweise Schwefel im Falle schweren Heizöls, in die ofenseitig offenen, jeweils einen Brenner aufnehmenden Ausnehmungen von Ofendecke bzw. -wandung eindringen und deren Wandung zerstören können, was den Wartungs- und Instandhaltungsaufwand weiter erhöht. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnungen besteht darin, daß sich infolge des in den die Brenner aufnehmenden Ausnehmungen entstehenden Wärmerückstaus ein hoher Wärmeabfluß durch die benachbarte Wandung sowie eine hohe Wärmeabstrahlung nach außen ergeben. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß beispielsweise ein keramischer Brennofen mit einer großen Anzahl von Brennern, beispielsweise 100 Brennern, versehen sein kann, ergibt sich hierbei ein nicht unbeträchtlicher Energieverlust.

Die GB-PS 14 54 214 zeigt eine Anlage zur Verbrennung von flüssigem Abfall mit einem in eine Ofenwand eingesetzten zeitweise zuschaltbaren ölbrenner, bei der zwischen dem Außendurchmesser des Brennermantelrohrs und dem Innendurchmesser der dem Brenner zugeordneten Ausnehmung der Brennraumwandung ein enger Spalt vorgesehen ist, durch den Luft aus einer außerhalb der Brennraumwandung vorgesehenen Luftkammer in den Brennraum abströmen soll, um diesen Spalt sauber zu halten. Diese Luft wird hierbei nicht von dem das Mantelrohr durchströmenden Verbrennungsluftstrom abgezweigt. Die Mündung der ölzuführungslanze ist von einer Luftahlenkscheibe umgeben, die bei Betrieb des ölbrenners die zuströmende Luft parallel zum Brennstoff-Sprühkegel ablenkt. Schlitze in der Scheibe lassen einen Teil der Luft jedoch in den Brennstoff-Sprühkegel eindringen. Die der GB-PS 14 54 214 entnehmbare Anordnung ist wegen ihrer vollkommen verschiedenen Zweckbestimmung mit der der DE-AS

11 78 767 entnehmbaren Anordnung nicht vergleichbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung gattungsgemäßer Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, daß über lange Zeiträume hinweg eine hohe Funktionssicherheit und Wartungsfreiheit gewährleistet ist um! daß gleichzeitig Wärmeverluste weitestgehend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das ofenseitige Ende des Mantelrohrs von einer den freien Querschnitt der den Brenner aufnehmenden Ausnehmung reduzierenden Scheibe umgeben ist und daß die Ausnehmung im Bereich hinter der Scheibe über mindestens eine Luftaustrittsöffnung im flanschseitigen Bereich dss Mantelrohrs mit von dem das Mantelrohr durchströmenden Primärluftstrom abgezweigter Sekundärluft beaufschlagbar ist

Diese Maßnahmen ergeben innerhalb der durch den vom Brenner durchsetzten Flansch nach außen abgeschlossenen und zum Ofeninnenraum hin durch die Scheibe abgeschlossenen, den Brenner aufnehmenden Ausnehmung einen gewissen Überdruck, der ein Eindringen yon Verunreinigungen und vor allem das Zustandekommen eines Wärmerückstaus verhindert. Vielmehr kommt es hierbei durch die aus der den Brenner aufnehmenden Ausnehmung in den Ofeninnenraum abströmende Luft zu einer permanenten Kühlung des äußeren Mantelrohrs des Brenners. Versuche haben ergeben, daß bei einer Ofentemperatur von 1050⁰C im Bereich der Innenseite der den Brenner aufnehmenden Ausnehmung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahmen nunmehr eine Temperatur von lediglich 350°C gegenüber früher 850⁰C erreicht wird. Im Bereich der Außenseite der Ausnehmung wurde eine Temperatur von nunmehr 5O⁰C gegenüber früher 250⁰C festgestellt Bei den mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahmen erreichbaren Temperaturen ist die Bildung von Anbakkungen aus Ölkoks und Schadstoffen nicht mehr möglich. Der Brenner bleibt daher über lange Zeiträume hinweg sauber und funktionsfähig. Gleichzeitig ist durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen sichergestellt, daß die den Brenner aufnehmende Ausnehmung außerhalb des Brenners frei von Verunreinigungen gehalten wird, was die Lebensdauer der Ausnehmungsummantelung nicht unwesentlich erhöhen kann.

Ein ganz besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist aber auch darin zu sehen, daß die den Brenner aufnehmende Ausnehmung praktisch kalt gehalten wird, so daß der Wärmeabfluß bzw. die Wärmeabstrahlung nach außen verhältnismäßig klein bleibt und dies ohne daß eine Kaltluftmenge benötigt würde, welche die Verbrennungsverhältnisse im Ofen beeinträchtigen könnte. Dadurch, daß die den Brenner aufnehmende Ausnehmung hier mit aus dem Mantelrohr abgezweigter Luft beaufschlagt wird, bleibt das vorgesehene Luftvolumen in vorteilhafter Weise unverändert. Trotz der Luftbeaufschlagung der den Brenner aufnehmenden Ausnehmung ist daher nicht mit Luftüberschuß zu rechnen. Vielmehr ist hierbei eine saubere, stöchiometrische Verbrennung und damit eine gute Brennstoffausnutzung und ein sparsamer Brennstoffverbrauch zu erwarten. Dadurch, daß das Mantelrohr mit einer flanschnah angeordneten Luftaustrittsöffnung versehen ist, ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Spülung der den Brenner aufnehmenden Ausnehmung auf ihrer ganzen Länge.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind demnach insbesondere in einer Erhöhung der Wartungsfreiheit und Funktionsicherheit des gesamten Brenners und damit in einer nicht unbeträchtlichen Steigerung der Wirtschaftlichkeit zu sehen.

Wie Versuche gezeigt haben, lassen sich besonders niedrige Betriebstemperaturen in der den Brenner aufnehmenden Ausnehmung bei verhältnismäßig geringem Luftbedarf erreichen, wenn die Scheibe den freien Querschnitt der den Brenner aufnehmenden Ausnehmung auf etwa 4 bis 8%, vorzugsweise 6% der ursprünglichen Fläche reduziert.

ίο Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der übergeordneten Maßnahmen kann darin bestehen, daß zumindest im Bereich des inneren Rands der Scheibe ein Randspalt vorgesehen ist Hierdurch ergibt sich eine permanente Bespülung des ofenseitigen Brennerendes mit frischluft und damit eine ausgezeichnete Kühlung. Zweckmäßig kann auch im Bereich des äußeren Rands der Scheibe ein derartiger Randspalt vorgesehen sein. Diese Maßnahmen erleichtern ersichtlich auch die Montage.

Die Scheibe kann vorteilhaft mittels eines Halters lösbar am Brenner befestigt sein. Hierdurch ist sichergestellt, daß im Einzelfall eine Verstellung und genaue Justierung der Scheibe möglich ist.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung z^igt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Feuerung für einen keramischen Brennofen und

F i g. 2 eine Ansicht der Anordnung nach F i g. 1 vom Ofeninnenraum her gesehen.

Der Aufbau und die Wirkungsweise von keramischen Brennöfen sowie der zugehörigen Brenner ist an sich bekannt und bedarf daher keiner umfangreichen Erläuterung. Die Decke 1 des der Zeichnung zugrunde liegenden Ofens ist mit mehreren Ausnehmungen, sogenannten Schüttlöchern, der bei 2 angedeuteten Art versehen, in welchen jeweils ein zugeordneter rohrförmiger Brenner der als Ganzes mit 3 bezeichneten Art zentral angeordnet ist. Der Schüttlochdurchmesser ist in der Regel wesentlich größer als der Brennerdurchmesser. Die Ausnehmungen 2 sind durch einen in der Regel aus Schamotte bestehenden Mantel 4 begrenzt und zur Außenatmosphäre hin durch einen Flansch 5 abgedeckt, an welchem normalerweise gleichzeitig der Brenner 3 befestigt ist.

Der Brenner 3 besteht aus einer hier an eine Ölversorgungsleitung 6 angeschlossenen, zentral angeordneten Brennstofflanze 7, die unter Bildung eines Zwischenraums von einem an eine Luftversorgungsleitung 8 angeschlossenen Mantelrohr 9 umgeben ist Im Bereich der Ausblasöffnung 10 des Brenners, die etwa auf der Höhe der Deckenunterkante 11 liegt, findet eine Vermischung des aus der Brennstofflanze 7 austretenden Brennstoffs mit der aus dem Mantelrohr 9 austretenden Luft statt. Dieses Brennstoff-Luftgemisch tritt in den Ofeninnenraum 12 ein, wo es zur Zündung kommt.

Zur Vermeidung eines Temperaturrückstaus in dem den Brenner 3 umgebenden Bereich der zugeordneten Ausnehmung 2 und hoher Betriebstemperaturen im Bereich der Brenner-Ausblasöffnung 10 wird die Ausnehmung 2 einer leichten Frischluftspülung unterworfen. Hierzu ist das ofenseitige Ende des Brenners 3 von einer Scheibe 13 umgeben, die den freien Querschnitt der Ausnehmung 2 reduziert. Gleichzeitig wird die Ausnehmung im Bereich hinter der Scheibe 13 mit Frischluft beaufschlagt. Diese Maßnahmen ermöglichen bereits bei Verwendung einer verhältnismäßig kleinen Frisch-

luftmenge die Erzeugung eines leichten Überdrucks in der Ausnehmung 2, was eine permanente Spülung gewährleistet und einen Temperaturrückstau vermeidet. Die positive Folge davon ist, daß der Brenner 3 ofenseitig in einem Temperaturbereich arbeitet, in welchem die Bildung von ölkoks und dergleichen und damit die bisher befürchteten Anbackungen nicht mehr möglich sind, und daß gleichzeitig eine überhöhte Wärmeabstrahlung durch den Flansch 5 bzw. ein überhöhter Wärmeabfluß durch die Decke 1 unterbleiben. Infolge des in der Ausnehmung 2 sich aufbauenden Luftdrucks wird die Scheibe 13 von einem permanenten Luftstrom passiert, was zu einer ausgezeichneten Spülung und Kühlung des Brenners beiträgt und gleichzeitig das Eindringen von Verunreinigungen in die Ausnehmung 2 vermeidet.

Die Ausnehmung 2 wird von der im Mantelrohr 9 geführten Primärluft abgezweigter Sekundärluft beaufschlagt. Hierzu ist das Mantelrohr 9 einfach innerhalb der Ausnehmung 2 mit einer oder mehreren Bohrungen 14 versehen. Diese befinden sich zweckmäßig in dem der Scheibe 13 gegenüberliegenden, flanschnahen Bereich, so daß die Ausnehmung 2 auf ihrer gesamten Höhe sauber gespült wird. Die Abzweigung der benötigten Luft aus dem Mantelrohr 9 hat den Vorteil, daß das vorgegebene Luftvolumen praktisch nicht verändert wird.

Die Scheibe 13 reduziert den freien Querschnitt der Ausnehmung 2 auf vorzugsweise 6% der ursprünglichen Abmessung, was einen besonders geringen Luftbedarf sicherstellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist, wie am besten aus F i g. 2 erkennbar ist, zwischen dem inneren Rand der Scheibe 13 und dem Brenner 3 ein Randspalt 15 von vorzugsweise 5 mm Breite vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch zwischen dem äußeren Rand der Scheibe 13 und der Wandung 4 der Ausnehmung 2 ein Randspalt 16 von ebenfalls vorzugsweise 5 mm Breite vorgesehen. Diese Maßnahmen gewährleisten nicht nur eine einfache Montage des mit der Scheibe 13 versehenen Brenners, sondern gewährleisten vorteilhaft auch eine ausgezeichnete Spülung und damit Kühlung des ofenseitigen Brennerendes. Die Scheibe 13 kann ferner mit Radialschlitzen der bei 17 angedeuteten Art versehen sein.

Die Scheibe 13 besteht einfach aus einem tellerförmigen Blechformling, der mit Hilfe von in F i g. 1 bei 18 angedeuteten Stegen am radial äußeren Mantelrohr 9 des Brenners 3 befestigt ist. Hierzu können die Stege 18 einfach mit dem Mantelrohr 9 verschweißt sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stege 18 an einer das Mantelrohr 9 umfassenden Schelle 19 befestigt, mit welcher die Scheibe 13 praktisch lösbar und somit ver- bzw. einstellbar am Brenner 3 festlegbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Feuerung für einen Ofen, insbesondere für einen keramischen Brennofen, mit wenigstens einem in einer Ausnehmung der Ofendecke bzw. -wandung angeordneten, einen die Ausnehmung nach außen abdeckenden Flansch durchsetzenden, rohrförmigen Brenner, der eine zentral angeordnete Brennstofflanze und ein diese unter Bildung eines Zwischenraums umfassendes, an eine Luftversorgung angeschlossenes Mantelrohr aufweist, dessen Außendurchmesser wesentlich kleiner als der Innendurchmesser der jeweils zugeordneten Ausnehmung der Ofendecke bzw. -wandung ist, dadurch ge- is kennzeichnet, daß das ofenseilige Ende (10) des Mantelrohrs (9) von einer den freien Querschnitt der den Brenner (3) aufnehmenden Ausnehmung (2) reduzierenden Scheibe (13) umgeben ist und daß die Ausnehmung (2) im Bereich hinter der Scheibe (13) über mindestens eine Luftaustrittsöffnung (14) im flanschseitigen Bereich des Mantelrohrs mit von dem das Mantelrohr (9) durchströmenden Primärluftstrom abgezweigter Sekundärluft beaufschlagbar ist.

2. Feuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des inneren und vorzugsweise auch des äußeren Rands der Scheibe (13) ein Randspalt (15 bzw. 16) vorgesehen ist.

3. Feuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Randspalt (15 bzw. 16) eine Breite von etwa 5 mm aufweist.

4. Feuerung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (13) mit radial verlaufenden Durchlaßschiitzen (17) versehen ist.

5. Feuerung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (13) den freien Querschnitt der den Brenner (3) aufnehmenden Ausnehmung (2) auf 4 bis 8%, vorzugsweise 6% der ursprünglichen Fläche reduziert.

6. Feuerung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (13) am Brenner (3) befestigt ist.

7. Feuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (13) mittels einer den Brenner (3) umfassenden Schelle (19) an diesem lösbar festgelegt ist.

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