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Brenner für SietnenS-Martin-Öfen. Bei Siemens-Martin-Ofen ist es bekanntlich
notwendig, die Gas- und Luftzuführung derart auszubilden, daß einmal eine möglichst
vollständige Verbrennung im Ofen selbst stattfindet. um die Brennerköpfe gegen zu
schnelle Zerstörung zu schützen und= daß zweitens-eine möglichst intensive Einwirkung
auf das Bad erfolgt. Die Flamme muB also möglichst kurz sein, damit sie auf der
ziehenden Seite nicht mehr den Brennerkopf erreichen kann, und sie muß auf das Bad
gerichtet sein, um dieses möglichst hoch zu erhitzen. ` Die Lösung dieser doppelten
Aufgabe wird erheblich erschwert, sobald, wie dies neuerdings der Fall ist, mit
nicht leuchtenden Flammen gearbeitet werden muß.
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Daß die früher allgemein übliche Zuführung des Gases und der Luft
in Gestalt je eines oder zweier massiver Ströme vorstehenden Anforderungen nicht
genügt, ist bekannt; es ist deshalb schon vorgeschlagen, das Gas in eine Mehrzahl
dünner Ströme oder Strahlen zu zerlegen, die durch den in einer geschlossenen Masse-
aufsteigenden Luftstrom hindurchgeschickt werden. Hierbei wird allerdings eine gute
Mischung zwischen Gas und Luft und dadurch auch eine schnell verlaufende Verbrennung,
also eine kurze Flamme erreicht. Allein es ist nicht möglich, die auf diesem Wege
erzielte Flamme auf dem Bade zu halten. Zwar wird die G,- szu:ührung regelmäßig
so ausgebildet, daß die Gasstrahlen schräg abwärts auf das Bad gerichtet sind; aber
die Masse des einzelnen Gasstrahles ist verhältnismäßig gering, so daß seine leben
dige Kraft nicht ausreicht, um die ent stehende Flamme auf dem Bade zu halten Denn
die lebendige Kraft des Gasstrahles hat nicht allein dem natürlichen Auftrieb des
Gases entgegenzuwirken; sie wird vielmehr weiter ausgenutzt, um die senkrecht aufsteigende
Luftmasse zu durchbrechen, sie muß dem Auftrieb der unter dem Gasstrahl befindlichen
Luftmasse widerstehen und sie muß schließlich der dem Gasstrahl umgebenden Luft
eine andere Bewegungsrichtung und eine erhöhte Gesch«indigkeit geben. Hierbei wird
die lebendige Kraft des Gasstrahles praktisch vol;kommen- aufgezehrt, so daß sich
die entstehende Flamme frei im Ofen entfaltet. Demnach wirkt die Flamme nicht in
der geforderten Weise auf das Bad, sondern bespült auch das Ofengewölbe, so daß
dieses in unerwünschter Weise schnell zerstört wird.
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Es erscheint nateliegend, die lebendige Kraft des einzelnen Gasstrahles
durch Erhöhung seiner Geschwindigkeit zu - steigern, Nun ist es aber 'aus bekannten
Gründen nicht möglich, den Zuführungsdruck des Gases beliebig hoch zu wählen; die
obere Drucli:gretize liegt ziemlich niedrig- und ist bald erreicht. Also müßte zur
Steigerung der Gasgeschwindigkeit der -Querschnitt der Gaszufül rutigen verengert
werden. Das hätte aber wieder eine ,Verrimerung der Masse des Gasstrahles zur Folge,
so daß also die erstrebte Steigerung- der lebendigen Kraft nicht eintreten würde.
Außerdem werden dann die Gasführungen so eng, daß sie nicht
mehr
zur Abführung der Abgase in die Gasvorwärmekammern benutzt werden können, so daß
dann noch besondere Einrichtungen notwendig werden, um die Abgase zu den Gaskammern
zu leiten.
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Die Erfindung stellt nun einen neuen Brenner für Siemens-Martin-Ofen
dar, welci-er die vorhin erörterte Doppelauf`abe löst. Der Grundgedanke der Erfindung
i:t der, 0:e lebendige Kraft des Gasstromes der Hauptsache nach zum Herabd-ücken
der Flamme auf das Bad auszunutzen und im übrigen sie nur zum Ansaugen und Mischen
des Gases mit der Luft heranzuziehen.
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Die Erfindung benutzt die bekannte Zerlegung des- Gasstromes in mehrere
kleinere Ströme; doch darf gemäß der Eifindung bei dieser Unterteilung nur so weit
gegangen werden, daß der einzelne Gasstrom- noch genügend Masse hat, um ihm die
nötige lebendige Kraft geben zu können, ohne daß die Gasgeschwindigkeit über diejenige
Grenze gesteigert wird, welche Kanalquerschnitte erfordert, die die Autheizung der
Gaskammern nicht mehr gestatten. Als zweckmäßig empfiehlt es sich, die Gaskanäle
derart in der Breite abzumessen, daß sie durch einfaches Verlegen der üblichen Ziegel
abgedeckt werden können.
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Weiter wird gemäß der Erfindung auch der senkrecht aufsteigende Luftstrom
zerlegt, und zwar am besten ebenfalls in eine Mehrzahl von Einzelströmen; die Eintrittsöffnungen
der Gas- und Luftkanäle werden gegeneinander versetzt, so daß - jeder Gasstrom zwischen
zwei senkrecht aufsteigenden Luftströmen in den Ofen eintritt; dazu ist dann eine
Luftöffnung mehr als Gasöffnungen vorhanden.
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Auf diese Weise wird dem Gas einmal die Arbeit' der Zerlegung oder
Durchdringung der Luft erspart; weiter aber unterliegt der Gasstrom nicht mehr dem
Auftrieb von unter ihm befindlichen Luftmengen, so daß also ein sehr . großer Teil
der lebendigen Kraft des Gases gespart wird und erhalten bleibt, um die Flamme auf
dem Bade zu halten. Das Gas tritt also zwischen zwei Luftströmen in den Ofen. Durch
die Berührung der Seitenflächen der Gas- und Luftströme saugt das Gas die Luft an
und reißt sie mit sich. Hierbei ergibt sich infolge der großen Berührungsflächen
zwischen den Gas- und Luftströmen eine günstige Mischung, die eine sebnelle Verbrennung,
also eine kurze Flamme gewährleistet, die ferner infolge der gegeneinander versetzten
Anordnung einer Mehrzahl von Gas. und Luftöffnungen erheblich an Breite ge@@innt.
Demnach findet eine von außen nach innen zu fortschreitende Mischung und Verbrennung
statt, mit der eine Verzögerung der Geschwindigkeit des Gasstromes an seinen Seiten
verbunden ist. Der Kern des Gases strömt mit unverminderter Energie schräg abwärts
auf das Bad. Ebenso wird bei den Luftströmen ein von außen nach innen fortschreitendes
Ansaugen, Mischen und Verbrennen eintreten. Ihr von den Gas-::trö_nen verhältnismäßig
wenig beeinflußter Bern ste:,.,t senkrecht aufwärts, so daß sich unter dem Gewölbe
des Ofens ein Luftpolster Hldut, das einerseits das Ofengewölbe vor Zerstörung schützt,
anderseits dazu mitwirkt, die Flammen auf das Bad niederzudrücken, über dem dann
schließlich die Verbrennung der Gas- und Luftreste erfolgt.
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Die geschilderte Wirkung läßt sich noch sicherer und besser erreichen,
wenn der Zwischenraum zwischen zwei Luftöffnungen breiter gewählt wird, als die
von diesen Luftöffnungen eingeschlossene Gasöffnung; das zwischen die Luftströme
eintretende Gas kann dann nach beiden Seiten expandieren, ebenso natürlich auch
die Luft, und es entsteht so eine Mischzone zwischen den Gas-und Luftströmen, die
die vorteilhafte Wirkung äußert, daß die Hauptmasse des Gasstromes von dem Auftrieb
der aufsteigenden Luftströme vollkommen unbeeinflußt bleibt.
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Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht den neuen Brenner in einer
besonders zweckmäßigen Ausführungsform.
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Fig. z ist ein senkrechter Schnitt, Fig. 2 ein wagerechter Schnitt
durch einen Brennerkopf mit dem daran unmittelbar sich anschließenden Teil des Ofens.
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Es kann jede beliebige Grundform des Brenners benutzt werden; wesentlich
ist nur, daß das Gas in eine Mehrzahl von Einzelströmen zerlegt ist, was sich am
besten dadüreh erreichen läßt, daß der schräg abwärts in den Ofen führende Teil
der Gaszuführung in eine Mehrzahl (hier vier) kleinerer Kanäle a geteilt ist. Ihre
Breite wird zweckmäßig so gewählt, daß sie sich mit den üblichen Ziegeln abdecken
lassen, so daß etwaige Nachbesserungen leicht und schnell auszuführen sind. Die
Luftzuführung, die hier in bekannter Weise senkrecht von unten an jedem Ende des
Ofens erfolgt, ist nach der Erfindung ebenfalls in eine Mehrzahl von Kanälen b (hier
fünf) zerlegt, und die Mündungen der Kanäle a und b sind gegeneinander
versetzt, derart, daß ein Gaskanal a zwischen zwei Luftkanälen b mündet.
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Die Fig.2 läßt auch weiter erkennen, daß der Zwischenraum zwischen
zwei Luftöffnungen b breiter ist, wie die dazwischen - mündende Gasöffnung a, so
daß, wie vorhin geschildert, eine seitliche Ausdehnung der Gas-und Luftströme stattfinden
kann, die eine Beeinflussung des Gasstromes durch den Auftrieb der Luftströme ausschließt.
| Die Z:ilil und (;röße der Gas- und der |
| Luftöftnun-en richtet sich im übrigen n@lch |
| der Grö'2e des Ofens. |