DE3102833A1 - Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines hochgeschwindigkeitsbrenners - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines hochgeschwindigkeitsbrenners

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DE3102833A1 DE19813102833 DE3102833A DE3102833A1 DE 3102833 A1 DE3102833 A1 DE 3102833A1 DE 19813102833 DE19813102833 DE 19813102833 DE 3102833 A DE3102833 A DE 3102833A DE 3102833 A1 DE3102833 A1 DE 3102833A1
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Description

Wistra GmbH Thermop-fozesst3c:ini'k ' - - 3102833
Verfalircn und Vorrichtung zum Betrieb eines Hochgeschwindigkeitsbrenners
Die Hrfindiing betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines HochgeschwLndigkeitsbrenners, bei dem Brennstoff und Luft in einer Verbrennungskammer unter Überdruck weitgehend ausgebrannt werden und bei dem die Verbrennungsprodukte (Rauchgase) aus einer entsprechend dimensionierten, kleinen, düsenartigcn öffnung mit hoher Geschwindigkeit in den zu beheizenden Raum austreten sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Derartige Brenner werden für Beheizungsverfahren verwendet, bei denen es neben der Wärmezufuhr insbesondere darauf ankommt , daß eine besonders gute TemporaturgleichmäßLgkeit im zu beheizenden Raum erzielt wird. Die Rauchgase bewirken durch. ihre hohe Strömungsgeschwindigkeit von etwa 130 m/sec. eine Durchwirbelung und/oder Umwälzung der gesamten Rauchgas-Atmosphäre im zu beheizenden Raum, was zu der gewünschten Temperaturgleichmäßigkeit führt.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 2 009 761 beschrieben.
Gegenüber dem Verfahren der Rauchgasumwälzung durch Ventilatoren hat die Tempcraturvcrgle ichmüiiigung durch Hochgeschwindigkcitsbrenner den Vorteil, daß keine durch die hohen Temperaturen hochbeanspruchten Ventilatoren erforderlich sind. Außerdem kann dieses Verfahren auch bei jedem Temperaturniveau verwendet werden, während die Heißgasventilatoren nur bis etwa 800° C eingesetzt werden können.
Dennoch hat das vorbekannte Verfahren bisher keine sehr breite Anwendung gefunden, weil die ümwälz- bzw. Verwirbelungswirkung und
damit auch der Effekt bezüglich der Temperaturvergleichmäßigung begrenzt ist. Besonders mangelhaft wird die Umwälzung, wenn nur ein Teil der installierten Brennerleistung für die Deckung des Wärmebedarfes benötigt wird und die Brenncr entweder zeitweise ausgeschaltet oder in ihrer Leistung und damit auch mit ihrer Austrittsgeschwindigkeit heruntergeregelt werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem eine bessere Umwälz- bzw. Verwirbelungswirkung im Ofenraum ohne Verwendung zusätzlicher Ventilatoren erreicht wird. Die zur Durchführung des Verfahrens verwendete Anlage soll günstige Investitionskosten und einen geringen Energieverbrauch haben.
.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Betrieb eines Hochgeschwindigkeitsbrenners der eingangs bezeichneten Art vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verhältnis P1ZP7 des Brennkammerdruckes P1 zum Druck im Raum hinter der Brennkammer P_ größer als 1,2 ist.
Die Hochgeschwindigkeitsbrenner nach dem Stand der Technik arbeiten mit einer Austrittsgeschwindigkeit der weitgehend ausgebrannten Rauchgase aus der Verbrennungskammer von ca.
130 m/sec, maximal 200 m/sec. Die Erfindung hat nun erkannt, daß sich die Umwälz- bzw. Verwirbelungswirkung im Ofe'nraum wesentlich verbessern läßt, wenn man die Austrittsgeschwindigkeit gegenüber den vorgenannten Werten erheblich erhöht. Dies läßt sich durch eine Erhöhung des Brennkammerdruckes
P. im Verhältnis zum Druck im Raum hinter der Brennkammer P? erreichen. Die bekannten Brennereinrichtungen haben einen Überdruck, von 40 Millibar Ln der Brennkammer gegenüber etwa atmosphärischem Druck im Ofenraum. Daraus ergibt sich ein
Druckverhältnis P./P„ von 1,04. Bei erfindungsgemäßer Erhöhung dieses Druckverhältnisses ergeben sich bei Rauchgastemperaturen in der Brennkammer von mehr als 1500° C Austrittsgeschwindigkeiten von über 450 m/scc. Entsprechend verbessert wird auch die Umwälzleis-tung und damit die Vergleichmäßigung der Temperaturen im beheizten Raum. Auch bei Herabregelung der Brennerleistung bei sinkendem Wärmebedarf bleibt noch eine brauchbare Austrittsgeschwindigkeit der Rauchgase und damit eine ausrdichende Temperaturgleichmäßigkeit erhalten.
Dieser erfindungsgemäßen Lösung des Problems standen folgende in der Fachwelt verbreitete Auffassungen entgegen:
Einmal geht man an sich richtig davon aus, daß die thermische Belastung der Brennkammern schon bei den vorhandenen Hochgeschwindigkeitsbrennern der geschilderten Kategorie sehr hoch sei und daher nicht ohne unvertretbaren Aufwand weiter gesteigert werden könne. Der höhere Brennkammerdruck und damit die höhere Dichte der Rauchgase erhöhen den Wärmeübergang an die Wandung der Brennkammer. Dabei wird aber nicht berücksichtigt, daß die Materialbeanspruchung der Brennkammern durch Wärme auch bei ähnlicher Ausführung und gleicher Brennkammerbelastung in kW/m sehr stark von der Größe des Brenners und damit auch der Brennkammer abhängig ist. Das liegt daran, daß die Wärme von den Rauchgasen bei den hohen Temperaturen in erster Linie durch Strahlung übertragen wird und die emittierte Strahlung mit der Schichtdicke ansteigt. Daraus folgt, daß die Erfahrungen bezüglich der zulässigen Brennkammcrbelastung in kW/m nur für größere, nicht jedoch für kleinere Einheiten gelten können.
Dabei muß man bedenken, daß die besonders hohe Temperaturgleichmäßigkeit im beheizten Raum vor allem bei Prozessen 35
der Wärmebehandlung gefordert wird. Bei diesen ist die erforderliche Wärmeleistung jedoch gegenüber den reinen Erwärmungsprozessen im allgemeinen viel geringer.
Zum zweiten wurde die Fachwelt von der erfindungsgemäßen Lösung abgehalten durch die verbreitete Meinung, daß die Steigerung der Austrittsgeschwindigkeit aus dem Hochgeschwindigkeitsbrenner zu einer vermeintlich unzulässigen Lärmbelästigung führen würde. Dabei wird jedoch vergessen, daß die Prozesse, die eine besonders hohe Temperaturgleichmäßigkeit erfordern, also z.B. die Wärmebehandlungsprozesse in der stahlverarbeitenden Industrie, im allgemeinen in Ofenräumen ablaufen, die während des Prozesses allseitig geschlossen sind. Diese Räume, einschließlich der dazugehörigen Kamine, sind mit feuerfesten Materialien ausgekleidet, die eine hohe Schalldämmung bewirken, so daß das erfindungsgemäße Verfahren in der Praxis nicht zu einer unzulässigen Lärmbelästigung führt.
Schließlich bestanden Bedenken, daß der Wirkungsgrad der Umsetzung der Strömungsleistung des in den beheizten Raum eintretenden Strahles in die Strömungsenergie der umgewälzten Ofenatmosphäre mit steigender Geschwindigkeit des austretenden Strahles geringer wird. Es wurde dabei aber übersehen, daß nur ein kleiner Teil der Strömungsenergie des austretenden Strahles durch die Verdichtung von Gas und Luft vor dem Brenner aufgebracht wird. Der weitaus größere Teil der Strömungsenergie wird dagegen durch die Verbrennung in der Brennkammer aufgebracht. Es hat sich gezeigt, daß nur ein kleiner Teil der Strömungsleistung durch elektrische Energie aufgebracht werden muß. Dies ist besonders deshalb vorteilhaft, weil bei der Erzeugung von elektrischer Energie bekanntlich nur ein Wirkungsgrad von maximal 40 % erreicht wird. Wenn beim erfindungsgemäßen Verfahren der größte Teil
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der Strömungsleistung durch die Verbrennung erzeugt wird, die mit einem Wirkungsgrad von etwa 90 °0 arbeitet, so resultiert daraus eine erhebliche Energieersparnis.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Druckverhältnis P-i/P? größer als 1,5, vorzugsweise größer als 1,7 ist. Durch diese Maßnahme wird eine noch höhere Austrittsgeschwindigkeit und eine noch bessere Verwirbelungswirkung erreicht. 1n
Für die Durchführung des Verfahrens ist es erforderlich, daß z.B. Brenngas und Luft mit dem erforderlichen Druck in den Zuleitungen vorhanden sind, z.B. für beide Medien mit 5 bar. Für eine gewählte Brennerleistung von z.B. 10 kw und einen Brennkammerdruck von z.B. 4 bar ergeben sich die Düsenquerschnitte für Gas und Luft einerseits und für die Austrittsöffnung der Rauchgase aus der Brennkammer andererseits nach den bekannten Formeln der Thermo-Dyn-amik bzw. Strömungslehre (siehe z.B. "Einführung in die techn.
Thermo-Dynamik" von E. Schmidt, Springer-Verlag Berlin, 1945, Seite 238 bis 253). Danach können die durch die Düsen strömenden Stoffströme in Abhängigkeit von den Stoffwerten, den Drücken und den Temperaturen berechnet werden. Die 3 Gleichungen für die Gasdüse, die Luftdüse und die 5 Rauchgasdüse werden durch die Bedingung miteinander verknüpft, daß der Mengenstrom von Gas und Luft einerseits gleich dem Mengenstrom der die Brennkammer verlassenden Rauchgase ist.
/ Ί
Weiter wird vorgeschlagen, daß das Druckverhältnis P /p in Bezug auf die Erreichung der Schallgeschwindigkeit überkritisch ist und sich die Rauchgase in einer zur j Austrittsseit.e hin erweiternden Laval-Düse auf Uberschall-
geschwindigkeit beschleunigen. Dazu ist ein Druckverhältnis P /P2 von etwa 2 notwendig. Durch dieses Verfahren wird die Umwälzleistung und damit der Effekt der Temperaturvergleichmäßigung noch weiter gesteigert.
Ein gravierender Nachteil der bisher bekannten Beheizungsverfahren durch Hochgeschwindigkeitsbrenner besteht darin, daß die Umwälzleistung immer mit der Wärmeleistung gekoppelt ist, d.h. die umwälzleistung ist der Wärmeleistung proportional.
Die Anforderungen des Wärmeprozesses sind jedoch sehr oft gerade entgegengesetzt: Während der Aufheizperiode ist die erforderliche Wärmeleistung groß, die Anforderung an die Temperaturgleichmäßigkeit jedoch relativ klein. Umgekehrt ist beim Halten der erreichten Endtemperatur der Wärmebedarf nur noch recht gering, die Anforderung an die Temperaturgleichmäßig-· keit im allgemeinen jedoch besonders groß.
Es wird daher erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, daß in jeweils einer Regelzone, d.h. in jedem durch einen gemein- ^ samen Temperaturfühler überwachten und gemeinsam temperaturgeregelten Ofenbereich, ein Teil der Brenner die minimale Grundlast bereitstellen und diese Brenner gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 betrieben werden, während die übrigen Brenner nach den bekannten Verfahren betriebe η und in ihrer Leistung ent-
sprechend dem Wärmebedarf geregelt werden. Dieses Verfahren hat folgende Vorteile: Der bzw. die Brenner gemäß den Ansprüchen bis 3 sind infolge ihrer spezifisch extrem hohen Umwälzleistung in der Lage, auch dann eine gute Umwälzwirkung zu erbringen, wenn der Wärmebedarf des Prozesses nur sehr gering ist. Wie oben bey y
reits beschrieben, ist dann die Anforderung an die Temperaturgleichmäßigkeit in vielen Fällen besonders hoch. Damit wird ein Effekt erreicht, wie er bisher nur mit Umwälzventilatoren bewirkt werden konnte. Andererseits ist es vorteilhaft, daß die übrigen Brenner, die den großen Teil der Wärmeleistung erbringen können, sowohl als Normalbrenner oder auch als konventionelle
Hochgesohwindiykei tsbrenner ausgeführt worden können. Die nach dom erf indungsgomäß(;n Verfahren betriebenen Brenner üben dalier im Prinzip die gleiche Wirkung aus, wie die Urnwäl zventilatoren, tragen aber dabei nur sehr wenig zur Deckung des Wärmebedarfes bei. Gegenüber dem Verfahren mit konventionellen Hochgcschwindigkeitsbrennern und Auf-Zu-Rogelung ergibt das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich den Vorteil, daß die schlagartigen Veränderungen in der Rauchgaszuführung zum Ofenraum entfallen und damit auch die entsprechenden bekannten Schwierigkeiten einer gleichmäßigen Druckhaltung im beheizten Raum entfallen. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, auch die Zusammensetzung der Rauchgasatmosphäre im gewünschten Maße sicherzustellen. Außerdem entfallen die Schwierigkeiten einer stoßartigen Rauchgasdarbietung bei Ausnutzung der Abgaswärme durch Rekuperatoren, Kessel u.dgl. Selbstverständlich ist es auch möglich, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Brenner in ihrer Leistung stetig, im Auf-Zu-.Verfahren usw. zu regeln.
Das erfindung:3gemäße Verfahren ist insbesondere auch für die Verwendung gasförmiger Brennstoffe geeignet. Dabei ergeben sich durch die Erfordernisse einer möglichst optimalen Energieausnutzung einerseits und einer möglichst gleichmäßigen Zusammensetzung des Gemisches aus Brenngas und Luft andererseits besondere Probleme. Bei einer bestimmten Dimensionierung der Zuführungen für Gas und Luft ist die Durchflußmengii im wesentlichen vom Druck dieser Medien vor den Zuführungsdüsen, dem sogenannten Vordruck, abhängig. Wenn man nun diese beiden Drucke separat in bekannter Weise regelt, so erreicht man mit den üblichen Geräten aus fol-5 gendem Grund keine ausreichende Genauicfkeit:
Aus Gründen der Energieersparnis soll der Vordruck des Gases und der Luft nur wenig größer sein, als der Brennkammerdruck. Beträgt nun beispielsweise der Brennkammerdruck 5 bar und der Gas- und Luftdruck 5,2 bar,so bewirkt
eine Regelabweichung einer der beiden Druckregler für Gas und Luft von 3 % eine Abweichung von ungefähr 0,15 bar. Diese im Verhältnis zu den Gesamtdrucken kloine Regelabweichung wirkt sich aber sehr stark auf die Zusammensetzung des Gasgemisches aus, weil sie, bezogen auf den Differenzdruck von 0,2 bar zwischen Brennkammerdruck und Vordruck schon einen sehr großen Wert hat. Im angegebenen Zahlenbeispiel könnte der Differenzdruck zur Brennkammer beispielsweise beim einen Medium dem Soll-Wert von 0,2 bar entsprechen, während er beim anderen Medium nur 0,05 bar beträgt. Damit wäre das erforderliche Gas-Luft-Verhältnis erheblich gestört.
Zur Lösung dieses Problems beim erfindungsgemäßen Verfahren wird daher vorgeschlagen, daß der Fließdruck des Gases vor dem Brenner näherungsweise gleich dem Fließdruck der Luft ist und durch Erfassung des Differenzdruckes zwischen Gas und Luft vor dem Brenner geregelt wird.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem Gas und Luft vor dem Hochges-chwihdigkeitsbrenner in an sich bekannter Weise im gewünschten Verhältnis gemischt werden und das Vorgemisch in einem Kompressor verdichtet wird und der Brennkammer über eine oder mehrere Düsen zugeführt wird. Dieses Verfahren bietet vor allem dann Vorteile, wenn weder Gas noch Luft mit dem benötigten Vordruck zur Verfügung stehen. Durch das vorgeschlagene Verfahren tritt eine Vereinfachung und Verbilligung dadurch ein, daß insgesamt nur ein Kompressor benötigt wird.
Zur Durchführung des erfindungsgeraäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, deren Hauptbestandteile eine mit Innenisolation versehene Brennkammer mit einer Brennstoffzufuhr und einer Luftzufuhr sowie einer Austrittsöffnung sind. Die Austrittsöffnung ist verhältnismäßig klein relativ zum Volumen der Brennkammer. Die Brennstoffzuführung
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und die Luftzuführung, d.h. insbesondere die Düsen dieser Einrichtungen sowie die Austrittsdüse für die die Brennkammer verlassenden Rauchgase, sind nun so dimensioniert, daß die sie im Betrieb bei den vorgesehenen Vordrücken durchströmenden Mengen an Brennstoff und Luft in der Brennkammer bei der Verbrennung einen solchen Druck P erzeugen, daß sein Verhältnis zum Druck im Ofenraum P_ größer als 1,2 bar ist.
Die Formeln zur Berechnung der notwendigen Düsengrößen bei gegebenen Vordrücken und sonstigen Randbedingungen (z.B. Gasart, Temperatur, Düsenform) sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise der zuvor zitierten Literaturstelle aus "Einführung in die techn. Thermo-Dynamik" zu entnehmen.
Insbesondere für Hochgeschwindigkeitsbrenner, bei denen in der Austrittsdüse Überschallgeschwindigkeit erreicht wird, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorj 2o geschlagen, diese Austrittsöffnung als Laval-Düse auszu-521! j bilden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer v.j£> in^Fig. X dargestellten bevorzugten Ausführungsform beschrieben.
J)Ie.
25^Fig. / zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hochgeschwindigkeitsbrenners mit zugehöriger Brennstoff- und Luftversorgung.
Der Hochgeschwindigkeitsbrenner ist in seiner Gesamtheit mit dem Bezuqszeichen 20 bezeichnet. Er hat ein metallisches Gehäuse 3, eine thermische Isolationsschicht 2 (Feuerfestauskleidung) und eine Zündkerze 6 , welche der Zündung des Brennstoffs diu-nt. In die Brennkammer mündet die Luftzuführung 5 und die Gaszuführung 7, die jeweils in bekannter Weise eine nicht näher dargestellte Düse einschl !.eßen. Auf der der Luft- und Gaszuführung
gegenüberliegenden Seite ist eine öffnung 4 vorgesehen, die einen im Vergleich zur Stirnfläche 21 kleinen Querschnitt hat.
Der Hochgeschwindigkeitsbrenner ist im wesentlichen konventionell ausgeführt, wobei erfindungswesentlich nur ist, daß die kleine öffnung 4 und der Durchsatz durch die Luftzuführung und Gaszuführung (d.h. bei gegebenem Vordruck deren Querschnitt) so aufeinander abgestimmt sind, daß der Druck P- in der Brennkammer mindestens dem 1,2-fachen JC Druck P9 außerhalb der Brennkammer entspricht
C Die *** Fig. /f dargestellte Vorrichtung ist bevorzugt geeignet Ö für die Verbrennung gasförmiger Brennstoffe. Dabei sind C 15 die Querschnitte der Luftzuführung 5 und der Gaszuführung 7 so festgelegt, daß sie dem gewünschten Verhältnis der Durchsatzmengen dieser beiden Medien entsprechen. In diesem Fall sollte der Druck beider Medien in den Leitungen 5a und 7a möglichst gleich sein. Zu diesem Zweck ist ein Differenzdruckregler 10 vorgesehen, der ein zweiteiliges Gehäuse 22 hat. In dem Gehäuse befindet sich eine Membran 12, welche über eine entsprechende Verbindungsstange mit einem Ventilteller 11 verbunden ist. Der Ventilteller 11 wirkt mit einem Ventilsitz 11a zusairmen, der sich auf einer im Gehäuse 22 befindlichen Trennwand 24 befindet.
Die Membran 11 trennt zwei Teilräume 25a und 25b im Gehäuse 22. Der Teilraum 25a ist mit der Gaszuführungsleitung 7a verbunden, während der Teilraum 2 5b an die Luftzuführungsleitung 5a angeschlossen ist. Dabei ist zu beachten , daß die Membran dem Druck in dem Raum hinter dem Ventil ausgesetzt ist, der in der Figur mit dem Bezugszeichen 14 versehen ist.
Die Funktion der Differenzdruckregelung läßt sich nun aus der Figur leicht ersehen. Ist der Druck in dom Raum 14, d.h. in der Luftzuführungsleitung hinter dem Ventil, geringer
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als in der Gaszuführungsleitung,so öffnet das Ventil und es strömt so lange Luft aus der mit dem Bezugszeichen 5b bezeichneten Luftzuführleitung vor der Ventileinrichtung nach, bis der Druck im Raum 14 etwas größer geworden ist als der Druck in der Gaszuführungsleitung. Danach schließt das Ventil und der Druck in der Luftzuführungsleitung 5a und damit im Raum 14 wird wieder so weit abgebaut, bis das Ventil öffnet.
Es wurde gefunden, daß bei Verwendung einer derartigen Differenzdruckregelung, die auch in vielerlei anderer Weise ausgestaltet sein kann, besonders gute Ergebnisse im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt werden, weil einerseits eine sehr gute Gleichmäßigkeit der Relation zwischen Brenngas und Brennluft erreicht wird und andererseits es möglich ist, mit geringen Differenzen zwischen den Vordrucken in den Leitungen 5a und 7a und dem Brennkammerdruck P zu arbeiten, was bekanntermaßen die Wirtschaftlichkeit derartiger Einrichtungen positiv beeinflußt.

Claims (10)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zum Betrieb eines Hochgeschwindigkeitsbrenners, bei dem Brennstoff und Luft in einer Verbrennungskammer unter Überdruck weitgehend ausgebrannt werden und die Verbrennungsprodukte (Rauchgase) aus einer entsprechend dimensionierten, kleinen, düsenartigen Öffnung mit hoher Geschwindigkeit in den zu beheizenden Raum austreten, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis P./P2 des Brennkammerdruckes P^ zum Druck im Raum hinter der Brennkammer P2 größer als 1,2 ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Pi/P2 größer als 1,5, vorzugsweise größer als 1,7 ist.
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckverhältnis P1/P2 so groß ist, daß sich die Rauchgase in einer zur Austrittsseite hin erweiternden Laval-Düse auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigen.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeweils einer Regelzone ein Teil der Brenner die minimale Grundlast bereitstellen und diese Brenner gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3 betrieben werden, während die übrigen Brenner nach den bekannten Verfahren betrieben und in ihrer Leistung entsprechend dem Wärmebedarf geregelt werden.
    ■ vT. -Z-
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Gas als Brennstoff benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Gas und Luft vor dem Brenner in an sich bekannter Weise im gewünschten Verhältnis ■ gemischt werden und das Vorgemisch in einem Kompressor verdichtet wird und dann über eine oder mehrere Düsen der Brennkammer zugeführt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, bei dem ein
    Gas als Brennstoff benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Fließdruck des Gases vor dem Brenner näherungsweise gleich dem Fließdruck der Luft ist und durch Erfassung des Differenzdruckes zwischen Gas und Luft vor dem Brenner geregelt wird.
  7. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6, umfassend eine Brennkammer mit einer Luftzuführung und einer Brennstoffzuführung und mit einer Austrittsöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft zuführung (5), die Brennstoffzuführung (7) und die Austrittsöffnung (4) so dimensioniert sind, daß bei den im Betrieb vorgesehenen Vordrücken das Verhältnis des Druckes in der Brennkammer P1 zum Druck im Ofenraum P^ größer als 1,2 ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (4) als Laval-Düse ausgebildet ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, zur
    Verarbeitung gasförmiger Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführung (7) und die Luftzuführung (5) so dimensioniert sind, daß bei gleichen Vordrücken in den Zuführungsleitungen (5a, 7a) die in die Brennkammer (1) einströmenden Mengenströme dem gewünschten Gas-/Luftverhältnis entsprechen und die Gaszuführungs-
    leitung (7a) und die Luftzuführungsleitung (5a) jeweils mit einem gemeinsamen Differenzdruckaufnehmer (10) verbunden sind, dessen Ausgangssignal an einer Regeleinrichtung anliegt, durch welche mindestens ein · Ventil (11, 11a) für die Brenngas zufuhr und die Luftzufuhr derart steuerbar ist, daß die Drucke in beiden Leitungen näherungsweise gleich sind.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruckaufnehmer (10) eine Membrane (12) einschließt, die das Ventil (11, 11a) in der einen der beiden Leitungen für Brenngas bzw. Luft (z.B. 5a) steuert und deren eine Seite vom Druck hinter diesem Ventil (11, 11a) und deren andere Seite vom Druck in der anderen Leitung (7a) beaufschlagt ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6244854B1 (en) * 1999-05-13 2001-06-12 The Boc Group, Inc. Burner and combustion method for the production of flame jet sheets in industrial furnaces

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB612386A (en) * 1946-05-24 1948-11-11 Owens Corning Fiberglass Corp Improvements in or relating to fuel burners
DE1805401A1 (de) * 1968-10-26 1970-10-22 Ofu Ofenbau Union Gmbh Verfahren zum Regeln der Temperatur eines brennstoffbeheizten Industrieofens
GB1321926A (en) * 1970-07-10 1973-07-04 Tokyo Gas Co Ltd High velocity gas burner and heating furnace provided with such a gas burner
DE2061861A1 (de) * 1970-12-16 1972-06-29 Fonda Bonardi G Strömungsdynamisches Verfahren und Maschine zu seiner Anwendung
DE2362905A1 (de) * 1973-12-18 1975-06-26 Parkinson Cowan Appliances Ltd Regelventil

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