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Keramischer Brenner für Winderhitzer
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Die Erfindung betrifft einen keramischen Brenner für Winderhitzer
mit nebeneinander angeordneten ZufUhrungskanä.len fUr das Heizgas und die Verbrennungsluft,
wobei der Gaszuführungskanal einen zur Brennschachtachse des Winderhitzers geneigten,
winkligen Misch- und Ansaugbereich mit einer Umlenkungsstelle und einen sich daran
anschließenden, koaxial zum Brennschacht liegenden Austrittsbereich aufweist, der
Luftzuführungskanal mit Luftaustrittsdüsen versehen ist, die in den Misch- und Ansaugbereich
des Gaszuführungskanals münden und zwei unterschiedlich geneigte Düsenreihen bilden,
wobei die eine Düsenreihe auf die gegenüberliegende Wand des Gaszuführungskanals
im Bereich der Umlenkungsstelle gerichtet ist, während die zweite Düsenreihe auf
den am Ende des Gaszuführungskanals befindlichen Brennermund gerichtet ist, und
der Gaszuführungskanal im Austrittsbereich mit an seinen Wänden unterhalb des Brennermundes
angeordneten Vorsprüngen versehen ist,
nach Patent 29 03 147.
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Keramische Brenner dieser Art werden bekanntlich in Winderhitzern
zurErzeugung des für den Hochofenbetrieb nötigen Heißwindes eingesetzt. Sie haben
aufgrund der gewählten Ausbildung des Gaszuführungskanals und der Luftaustrittsdüsen
den Vorteil, daß auch bei Einsatz von Heizgasen-mit niedrigem Gasdruck und/oder
stark wechselndem Heizwert sowohl ein starker Mischungseffekt als auch eine starke
Ansaugwirkung und somit eine stets einwandfreie Verbrennung erreicht wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für Brennschächte
mit rundem Querschnitt geeigneten Brenner der eingangs genannten Art zu schaffen,
der die Vorteile einer stets einwandfreien Verbrennung mit denen einer hohen Heizleistung
in sich.vereinigt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gaszuführungskanal
einen ringförmigen und koaxial Lum Brennschacht. liegenden. Que.rschnitt.aufweist,
und daß die beiden Düsenreihen und die unterhalb des Brennermundes angeordneten
Vorsprung ebenfalls ringförmig und .koaxial zum Brennschacht liegen.
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Der Gaszuführungskanal weist somit im Austrittsbereich quer zur Brennschachtachse
eine gestreckte Länge auf, die ein vielfaches der Länge ist, welche in in den selben
Brennschacht eingebauter rechteckiger Brenner mit gleicher Kanalbreite und gleicher
Austrittsgeschwindigkeit des Gas-Luftgemisches aufweisen würde.
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Auf diese Weiseerreicht man gegenüber einem rechteckigen Brenner mit
gleicher Kanalbreite eine wesentlich höhere Heizleistung.
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Es ist zweckmäßig, wenn er Brenner sich aus einem zylindrischen Körper
mit dem Eintrittsbereich des Gaszuführungskanals und einem sich daran. anschließenden,
ebenfalls zylindrischen Kopfteil größeren Durchmessers mit den beiden Düsenreihen,
dem Misch- und Ansaugbereich sowie dem Austrittsbereich und den dort angeordneten
Vorsprüngen zusammensetzt.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher beschrieben.
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Es zeigt: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Brenner im Längsschnitt,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Teilansicht
in Richtung des Pfeiles III in Fig.
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In der Zeichnung ist mit 1 der kreisrunde Außenbrennschacht eines
nicht dargestellten Winderhitzers bezeichnet, der von einem feuerfesten Mauerwerk
2 mit einem Blechmantel 3 begrenzt ist.
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Am unteren Ende des Brennschachtes 1 ist ein keramischer Brenner o
angeordnete, der mit einem Gaszuführungskanal 5 und einem Luftzuführungskanal 6
versehen ist. Beide Kanäle haben einen kreisringförmigen Querschnitt, der koaxial
zum Brennschacht liegt. Sie sind über radial zum Brennschacht 1 angeordnete Verbindungskanäle
7 und 8 mit nicht dargestellten Gas- bzw. Luftzuleitungen verbunden.
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Der Gaszuführungskanal 5 weist einen Eintrittsbereich 9 auf, und geht
über in einen Misch- und Ansaugbereich 10 und einen Austrittsbereich 11. Im Eintrittsbereich
9 verläuft er parallel zur Brennschachtachse 12. Im Misch- und Ansaugbereich 10
weist er einen winkligen Verlauf mit einer Umlenkungsstelle 13 auf, wobei die beiden
Kanal strecken 14 und 15 vor und hinter der timlenkungsstelle 13 zu der Brennschachtachse
12 geneigt sind.
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Deren Neigungswinkel 16 bzw. 17 beträgt in beiden Strecken 300 Im
Austrittsbereich 11 verläuft der Gaszuführungskanal 5 erneut parallel zur Brennschachtachse
12.
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Der Luftzuführungskanal 6 ist mit zwei unterschiedlich geneigten und
etwa auf gleicher Höhe liegenden Reihen von Luftaustrittsdüsen 18 und 19 versehen,
die in den Misch- und Ansaugbereich 10 des Gaszuführungskanals 5 münden. Die Düsen
18, der einen Düsenreihe sind auf die gegenüberliegende Wand 20 des GaszufUhru,ngskanals
5 im Bereich der Umlenkungsstelle 13 gerichtet, während die Düsen 19 der anderen
Düsenreihe auf den am Ende des Gaszuführungskanals 5 befindlichen Brennermund 21
gerichtet sind. Der Neigungswinkel 22 bzw. 23 der Düsen 18 und 19 der Brennschachtachse
12 beträgt 300 bzw. 100. Der, Neigungswinkel 24 der beiden Düsenreihen 18 und 19
zueinander beträgt somit 200 Im Austrittsbereich 11 des Gaszuführungskanals 5 sind
etwas unterhalb des Brennermundes 21 zwei L.agen von versetzt zueinander angeordneten
feuerfesten Steinen 25 und 26 angeordnet Sie liegen zwischen drei weiteren Lagen
von Steinen 27 und bilden an den Leitwänden des Gaszuführungskanals 5 radiale Vorsprünge
mit dazwischenliegenden Lücken 28.
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-Der Brenner 4 wird in Gleitschalungsbauweise aus feuerfesten .Stampfmassen
erstellt. Er setzt sich zusammen aus einem
zylindrischen Körper
29 mit einem seitlichen Durchgang ftir die Gaszuleitung 7 und einem ebenfalls zylindrischen
Kopfteil 30 größeren Durchmessers mit den beiden Düsenreihen 18 und 19, dem Misch-
und Ansaugbereich 10 des Gaszuführungskanals 5 sowie dem Austrittsbereich 11 mit
den dort angeordneten Vorsprüngen 25 und 26. Der Körper 29, der Kopfteil 30 und
das Mauerwerk 2 des Brennschachtes 1 begrenzen einen Zwischenraum mit ringförmigem
Querschnitt, der den Luftzuführungskanal 6 bildet.
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Zur Formgebung der Luftaustrittsdüsen 18 und 19 werden Styroporkere
verwendet. Die Wandstabilität wird durch Ringanker 31 und Baustahlmatten 32 erreicht.
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Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, sind die Luftaustrittsdüsen 18 so
geneigt, daß der aus den Düsen austretende Luftstrom zum Teil gegen die gegenüberliegende
Leitwand 20 des Gaszuführungskanals 5 im Bereich der Umlenkungsstelle 13 prallt.
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Dadurch wird in diesem Bereich eine innige Vermischung des Heizgases
mit der Verbrennungsluft erreicht. Die Düsen 19 sind ihrerseits so ausgerichtet,
daß die Resultierende der Geschwindigkeitsvektoren des durch den Gaszuführun<3skanal
5 aufsteigenden Gasstromes und des durch die Düsen austretenden Luftstromes sich
am Brennermund 21 vereinigen. Die Luftaustrittsdüsen 19 erzeugen somit einen sehr
starken Ansaugeffekt, der es der Verbrennungsluft ermöglicht, auch bei Einsatz von
Heizgasen mit niedrigem Gasdruck die fUr eine einwandfreie Verbrennung erforderliche
Gasmenge mitzureißen. Die Luftaustrittsdüsen 19 bringen auch den nötigen Ansaugeffekt
bei., um bei Einsatz von Heizgasen mit stark wechselndem Heizwert die bei niedrigem
Heizwert erforderliche hohe Gasmenge zu beschleunigen.
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Die als Brems- und Flammenhaltesteine wirkenden Vorsprünge 25 und
26 verhindern ihrerseits, daß der Kernstrahl des Luftstromes ungehindert in den
Brennschacht 1 als Freistrahl gelangen kann, was zu pulsierender und unvollkommener
Verbrennung führen würde. Dieser Kernstrahl wird durch den Vorsprünge 25 und 26
abgebremst. Auf diese Weise wird erreicht, daß auch in dem Austrittsbereich 11 des-Gaszuführungskanals
5 eine intensive Vermischung der Verbrennungsluft mit.dem Heizgas stattfindet, so
daß dieses am Brennermund 21 mit kurzer Flamme brennt, wenn die Zündtemperatur vorhanden
ist.
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Im Eintrittsbereich 9 des Gaszuführungskanals 5 ist eine - n dem Brennerkörper
verankerte und in den Gaszuführungskanal 5 ragende ringscheibenförmige Blende 33
aus Stahl zur Erzielung einer möglichst gleichmäßgen Verteilung des her.einströmenden
Gases nach der Blende vorgesehen e Die Blende 30 kann auch im Bedarfsfall hinsichtlich
ihrer Eindringtiefe in den Gaszuführungskanal einstellbar sein.
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Der vorgeschlagene Brenner zeichnet sich durch eine robuste und wenig
vibrationsanfällige Konstruktion aus, die hohe Heizleistungen ermöglicht und dabei
eine stets einwandfreie Verbrennung gewährleistet.
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