DE3407542A1 - Industrial furnace - Google Patents

Industrial furnace

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DE3407542A1
DE3407542A1 DE19843407542 DE3407542A DE3407542A1 DE 3407542 A1 DE3407542 A1 DE 3407542A1 DE 19843407542 DE19843407542 DE 19843407542 DE 3407542 A DE3407542 A DE 3407542A DE 3407542 A1 DE3407542 A1 DE 3407542A1
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Ernst-Otto 5912 Hilchenbach Löcher
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Abstract

Industrial furnaces for heating or heat-treating workpieces have a furnace chamber serving to receive the workpieces, a multiplicity of fuel-fired burners for direct heating of the furnace chamber and a recuperation device for preheating the combustion air flowing to the burners with the aid of the hot exhaust gases withdrawn from the furnace. In order to increase the efficiency of the industrial furnace and to ensure perfect control of the furnace atmosphere, a separate recuperator (15) is arranged upstream of each individual burner (3) or individual burner group and an air control valve (17) is provided in the cold air line (11) upstream of each recuperator (15), by which the cold air flow rate to be fed to each burner (3) can be adjusted. As a result of the multiplicity of the relatively small recuperators, a more favourable heat utilisation is possible and, in addition, the flow rate of combustion air per unit of time can always be held exactly constant independently of the degree of preheating. <IMAGE>

Description

Industrieofenn Industrial furnace

Die Erfindung betrifft einen Industrieofen zum Erwärmen bzw. Wärmebehandeln von WerkstUcken mit einem zur Aufnahme der WerkstUcke dienenden Ofenraum, einer Mehrzahl von mit Brennstoff betriebenen Brennern zur direkten Beheizung des Ofenraums sowie einer Rekuperationseinrichtung zur Vorwärmung der zu den Brennern strömenden Verbrennungsluft mit Hilfe der aus dem Ofenraum abgezogenen heißen Abgase.The invention relates to an industrial furnace for heating or heat treatment of workpieces with an oven chamber that is used to hold the workpieces, one Multiple fuel-operated burners for direct heating of the furnace chamber as well as a recuperation device for preheating the gas flowing to the burners Combustion air with the help of the hot exhaust gases extracted from the furnace chamber.

Bekannte Industrieöfen der genannten Art weisen einen zentralen Rekuperator auf, durch den die gesamten, aus dem Ofen kommenden Abgase hindurchgeführt werden. Durch diesen zentralen Rekuperator verläuft eine Verbrennungsluftleitung, durch die die gesamte Verbrennungsluft für sämtliche Brenner hindurchströmt.Known industrial furnaces of the type mentioned have a central recuperator through which all the exhaust gases coming from the furnace are passed. A combustion air line runs through this central recuperator which flows through the entire combustion air for all burners.

Ein solcher zentraler Rekuperator weist relativ große Abmessungen auf und ist aufgrund seiner großen Bauweise relativ unstabil. Ferner sind lange Zuführungsleitungen zu den einzelnen Brennern erforderlich, die gesondert isoliert werden müssen.Such a central recuperator has relatively large dimensions and is relatively unstable due to its large construction. Furthermore are long Supply lines to the individual burners required, which are separately insulated Need to become.

Ein wesentlicher Nachteil des zentralen Rekuperators ist ferner die Schwierigkeit der Dosierung der Ver- brennungsluft. Je nach der Vorwärmtemperatur der Verbrennungsluft entstehen in den Brennern unterschiedliche Brennstoff/Luft-Gemische, die zu einer unzureichenden Verbrennung führen, so daß die teilweise durch den Rekuperator zurückgewonnene Energie durch die schlechten Mischverhältnisse in den Brennern wieder vernichtet wird. Da keine exakte Steuerung möglich ist, besteht ferner die Gefahr, daß Sauerstoff über die Brenner in den Ofenraum gelangt.Another major disadvantage of the central recuperator is that Difficulty in dosing the combustion air. Depending on the The preheating temperatures of the combustion air are different in the burners Fuel / air mixtures which lead to insufficient combustion, so that the energy partially recovered by the recuperator from the bad ones Mixing proportions in the burners are destroyed again. There is no exact control is possible, there is also the risk that oxygen through the burner into the furnace chamber got.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Industrieofen der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß ein höherer Wirkungsgrad bei der Rekuperation und eine einwandfreie Beherrschung der Ofenatmosphäre gesichert ist.The invention is based on the object of an industrial furnace to design initially mentioned type such that a higher efficiency in the Recuperation and perfect control of the furnace atmosphere is ensured.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß vor Jedem einzelnen Brenner oder einzelnen Brennergruppen ein gesonderter Rekuperator angeordnet ist und daß in der Kaltluftleitung vor Jedem Rekuperator ein Luftregelventil vorgesehen ist, mit dem die dem Jeweiligen Brenner zuzuführende Kaltluftmenge einstellbar ist.According to the invention this object is achieved in that before each individual Burner or individual burner groups a separate recuperator is arranged and that an air control valve is provided in the cold air line in front of each recuperator with which the amount of cold air to be supplied to the respective burner can be adjusted.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption ist die Einstellung und Aufrechterhaltung optimaler Verbrennungsbedingungen in den Brennern möglich. Die Dosierung der Verbrennungsluft erfolgt vor deren Vorwärmung, so daß die Menge der Verbrennungsluft pro Zeiteinheit unabhängig von dem Grad der Vorwärmung stets genau konstant gehalten werden kann. Da genau vorgegebene Verbrennungsbedingungen eingehalten werden können, ist auch eine Einhaltung einer vorgegebenen Ofenatmosphäre möglich. Die Gefahr, daß Sauerstoff in den Ofenraum gelangt und zu verstärkter Verzünderung führt, ist durch die erfindungsgemäße Konzeption ausgeschlossen.The inventive conception is the setting and maintenance optimal combustion conditions in the burners possible. The dosage of the combustion air takes place before they are preheated, so that the amount of combustion air per unit of time can always be kept exactly constant regardless of the degree of preheating. Since precisely specified combustion conditions can be adhered to, is also compliance with a specified furnace atmosphere is possible. The danger of oxygen gets into the furnace chamber and becomes reinforced Delay leads is excluded by the inventive concept.

Ferner besteht aufgrund der erfindungsgemäßen Konzeption der Vorteil, daß die Rekuperatoren relativ klein gehalten werden können. Die vorzugsweise an der Außenwand des Ofens befestigten Rekuperatoren stehen gegenüber der Ofenwand nicht weiter vor als die übrigen Ofenarmaturen, so daß für die Rekuperatoren kein zusätzlicher Platzbedarf erforderlich ist.Furthermore, due to the conception according to the invention, there is the advantage that the recuperators can be kept relatively small. The preferably on Recuperators attached to the outer wall of the furnace are opposite the furnace wall no further in front than the other furnace fittings, so that there is no for the recuperators additional space is required.

Aufgrund der kleinen, stabilen Bauweise und der kurzen Wege der heißen Abgase sowie der vorgewärmten Verbrennungsluft kann eine optimale Wärmeausnutzung erfolgen, wodurch der Wirkungsgrad des Ofens erheblich verbessert wird. Außerdem ist der vorrichtungstechnische Aufwand relativ gering.Due to the small, stable construction and the short distances of the hot Exhaust gases and the preheated combustion air can make optimal use of the heat take place, whereby the efficiency of the furnace is significantly improved. aside from that the device-related expense is relatively low.

Das in der Kaltluftleitung vor dem Rekuperator vorgesehene Luftregelventil kann von Hand auf eine bestimmte, der gewünschten Brennerleistung entsprechende Luftmenge einstellbar sein.The air control valve provided in the cold air line upstream of the recuperator can be set manually to a specific burner output that corresponds to the required burner output Air volume can be adjustable.

Zum Schließen und Öffnen der Kaltluftleitung ist zweckmäßig ein Absperrventil mit einem automatischen Betätigungsmechanismus vorgesehen, der mit Hilfe eines Temperaturreglers und eines im Ofenraum angeordneten Temperaturfühlers, der den Temperaturregler ansteuert, auslösbar ist. Das Absperrventil wird vorzugsweise elektromagnetisch fernbetätigt.A shut-off valve is useful for closing and opening the cold air line provided with an automatic operating mechanism, which with the help of a temperature controller and a temperature sensor located in the furnace chamber that controls the temperature controller, can be triggered. The shut-off valve is preferably remotely operated electromagnetically.

Zweckmäßig ist das Luftregelventil gleichzeitig als Absperrventil ausgebildet, so daß man für die beschriebenen einzelnen Vorgänge nur ein einziges Ventil benötigt.The air control valve is also useful as a shut-off valve trained, so that you only need one for the individual processes described Valve required.

Wenn die Brenner mit Gas gespeist werden, kann vor Jedem Brenner ein Gasdruckregler vorgesehen sein, der über eine Steuerleitung mit der Kaltluftleitung verbunden ist und den Gasdruck automatisch an den Luftdruck anpaßt. Dadurch können Schwankungen in der Luftzufuhr automatisch ausgeglichen werden, so daß immer ein konstantes Gas/Luft-Verhältnis eingehalten werden kann. Diese Maßnahme ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Luftleitungen an eine zentrale Luftversorgung angeschlossen sind, in der sich keine konstanten Bedingungen einstellen lassen.If the burners are fed with gas, a Gas pressure regulator can be provided, which is connected to the cold air line via a control line is connected and automatically adjusts the gas pressure to the air pressure. This allows Fluctuations in the air supply are automatically compensated, so that always one constant gas / air ratio can be maintained. This measure is special advantageous when the air lines are connected to a central air supply in which no constant conditions can be set.

Der Gasdruckregler stellt die Gasmenge dabei automatisch auf die tatsächliche Luftzufuhr nach.The gas pressure regulator automatically adjusts the amount of gas to the actual one Air supply after.

In Strömungsrichtung hinter dem Luftregelventil kann eine von Hand betätigbare Stellklappe vorgesehen sein. Dabei geht zweckmäßig die Steuerleitung von dem Bereich der Kaltluftleitung aus, der zwischen dem Luftregelventil und der Stellklappe liegt. Mit Hilfe der Stellklappe kann selbst bei größeren Strömungsgeschwindigkeiten ein ausreichend hoher Druck in der Luftleitung erzeugt werden, so daß Bedingungen geschaffen werden, bei denen der Gasdruckregler einwandfrei anspricht.In the direction of flow behind the air control valve, one can manually actuatable adjustable flap be provided. The control line expediently goes here from the area of the cold air line that is between the air control valve and the Control flap lies. With the help of the valve you can even with higher flow velocities a sufficiently high pressure can be generated in the air line so that conditions be created in which the gas pressure regulator responds properly.

In der Gasleitung Jedes Brenners ist zweckmäßig ein Sicherheitsabsperrventil vorgesehen, das mit Hilfe einer in Jedem Brenner vorgesehenen Zündsicherheitseinrichtung steuerbar ist.A safety shut-off valve is useful in the gas line of every burner provided with the help of an ignition safety device provided in each burner is controllable.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der die Brenner mit öl gespeist werden, kann vor Jedem Brenner in der ölzuführungsleitung ein Ventil zur Einstellung der ölmenge angeordnet sein.In another embodiment of the invention in which the burners are fed with oil, a valve can be installed in front of each burner in the oil supply line be arranged to adjust the amount of oil.

Das zu Jedem Brenner führende Luftzuführungsrohr mündet vorzugsweise von oben in die Vorkammer des Brenners und bildet gemeinsam mit einem wärmeisolierten Mantelrohr, welches das Luftzuführungsrohr umgibt, den Rekuperator. Der freie Zwischenraum zwischen dem Luftzuführungsrohr und dem isolierten Mantelrohr wird dabei von den heißen Abgasen des Ofens durchströmt. Da bei diesem Ausführungsbeispiel in dem Rekuperator nur die Verbrennungsluft für einen einzigen Brenner vorgewärmt zu werden braucht, kann der Rekuperator extrem klein gehalten werden, so daß eine relativ große Wärmeübertragungsfläche im Verhältnis zu dem Durchströmquerschnitt geschaffen werden kann. Der Wirkungsgrad der Vorwärmung ist daher beachtlich. Aufgrund der kleingehaltenen Bauweise ist auch die mechanische Stabilität leicht zu beherrschen.The air supply pipe leading to each burner flows out preferably from above into the antechamber of the burner and forms together with one thermally insulated jacket pipe, which surrounds the air supply pipe, the recuperator. The free space between the air supply pipe and the insulated jacket pipe is traversed by the hot exhaust gases from the furnace. Since in this embodiment only the combustion air for a single burner is preheated in the recuperator Needs to be, the recuperator can be kept extremely small, so that a relatively large heat transfer area in relation to the flow cross-section can be created. The preheating efficiency is therefore considerable. Because of Due to the small design, the mechanical stability is easy to control.

Zweckmäßig ist das obere Ende des Mantelrohres über einen Verbindungsstutzen an den Ofenraum angeschlossen, während das untere Ende in einen Abgasabzug mündet. Durch diese Konzeption wird die Wärme im Gleichstromprinzip übertragen. Es ist aber ebenso auch möglich, durch Abwandlung dieses Konstruktionsprinzips ein Gegenstromverfahren zu erzielen. In jedem Falle bietet diese Konstruktion einen kurzen Weg vom Ofen in den Rekuperator, so daß die Wärmeverluste minimal sind. Dabei ist für Jeden Rekuperator, in welchem die Abgase auf eine ziemlich niedrige Temperatur abgekühlt werden können, nur ein relativ kleiner Gasabzug erforderlich, so daß auf große Kamine, wie sie für größere Rekuperatoren erforderlich sind, verzichtet werden kann.The upper end of the jacket tube is expedient via a connecting piece connected to the furnace chamber, while the lower end opens into an exhaust vent. With this conception, the heat is transferred using the direct current principle. But it is a countercurrent process is also possible by modifying this construction principle to achieve. In any case, this construction offers a short distance from the furnace into the recuperator so that heat losses are minimal. For every recuperator, in which the exhaust gases can be cooled to a fairly low temperature, only a relatively small gas vent required, so on large chimneys like them are required for larger recuperators, can be dispensed with.

Das Luftführungsrohr kann im Bereich des Rekuperators AuBen- und Innenrippen aufweisen. Dadurch wird die wärmeübertragende Fläche um ein Mehrfaches vergrößere Das Luitführungsrohr ist im Bereich des Rekuperators aus Rohrsegmenten zusammengesetzt, die Jeweils aus einstückigen Gußteilen bestehen. Die Rippen sind an die Gußteile angeformt. Bei der Montage können die Segmente, die im übrigen gleich ausgebildet sein können, in Umfangsrichtung zueinander versetzt werden, so daß dadurch die Rippen von Segment zu Segment versetzt sind und dadurch starke Turbulenzen erzeugen, die die Wärmeübertragung verbessern.The air duct can have external and internal ribs in the area of the recuperator exhibit. This increases the heat transferring area many times over That Luit guide pipe is composed of pipe segments in the area of the recuperator, which each consist of one-piece castings. The ribs are attached to the castings molded. During assembly, the segments, which otherwise have the same design can be, are offset from one another in the circumferential direction, so that thereby the ribs are offset from segment to segment and thereby generate strong turbulence that improve heat transfer.

Die Rippen, insbesondere die im Luftführungskanal befindlichen AuBenrippen, sind zweckmäßig mit einem gleichsinnigen Drall versehen, so daß der Luftdurchgangsweg verlängert und dadurch die Wärmeausnutzung noch verbessert wird.The ribs, especially the outer ribs in the air duct, are expediently provided with a swirl in the same direction, so that the air passage way extended and thus the heat utilization is improved.

Im Bereich des Rekuperators kann das Luftführungsrohr einen erweiterten Querschnitt aufweisen, wobei in dem erweiterten Querschnitt ein Innenrohr angeordnet ist, welches mit der Innenfläche des Luftführungsrohres einen Ringraum für die vorzuwärmende Luft bildet. Diese Maßnahme dient ebenfalls zur Erhöhung des Wirkungsgrades.The air duct can be enlarged in the area of the recuperator Have cross-section, wherein an inner tube is arranged in the enlarged cross-section is, which with the inner surface of the air duct an annular space for the preheated Air forms. This measure also serves to increase the efficiency.

Im Bereich der Anschlüsse des Verbindungsstutzens und des Abgasabzuges sind vorzugsweise keine AuBenrippen an dem Luftführungsrohr vorgesehen, so daß in diesen Bereichen freie Ringräume zum ungehinderten Ein- bzw. Ausströmen der Abgase entstehen.In the area of the connections of the connecting piece and the exhaust vent there are preferably no outer ribs provided on the air duct, so that in These areas are free annular spaces for the unimpeded inflow and outflow of the exhaust gases develop.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben des beschriebenen Industrieofens, bei dem die zu den Brennern strömende Verbrennungsluft durch Wärmeaustausch mit den heißen Abgasen des Ofens vorgewärmt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft für Jeden einzelnen Brenner oder für Gruppen von Brennern gesondert vorgewärmt wird und daß die Dosierung der Verbrennungsluft in Abstimmung auf die Brennerleistung im kalten Zustand der Luft vor deren Vorwärmung durchgeführt wird. Wenn der Ofen mit Gas beheizt wird, kann die Gasmenge automatisch in Abhängigkeit von dem Druck in der Verbrennungsluftleitung vor deren Vorwärmung eingestellt werden.A method according to the invention for operating the industrial furnace described, in which the combustion air flowing to the burners is part of the heat exchange the hot exhaust gases of the furnace are preheated, is characterized in that the combustion air for each individual burner or for groups is preheated separately by burners and that the dosage of the combustion air in coordination with the burner output when the air is cold before it is preheated is carried out. If the furnace is heated with gas, the amount of gas can be adjusted automatically depending on the pressure in the combustion air line before it is preheated can be set.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Ofenwand im Bereich eines Brenners und Fig. 2 eine Ansicht der Ofenwand in Richtung des Pfeiles II aus Fig.1, teilweise im Schnitt.The invention is illustrated in the drawing, for example and described in detail below with reference to the drawing. They show: Fig. 1 shows a vertical section through a furnace wall in the area of a burner and FIG. 2 shows a view of the furnace wall in the direction of arrow II from FIG. 1, partially in section.

In der Zeichnung ist ein Ausschnitt aus einer Wand 1 eines Schmiedeofens dargestellt, der einen beheizbaren Ofenraum 2 zur Aufnahme und Erwärmung von Schmiedestücken umschließt.The drawing shows a section from a wall 1 of a forge shown, which has a heatable furnace chamber 2 for receiving and heating forgings encloses.

Die Beheizung des Ofens erfolgt mit Hilfe von Gasbrennern, die von außen in entsprechende Öffnungen 4 der Ofenwand 1 eingesetzt sind.The furnace is heated with the help of gas burners from are inserted into corresponding openings 4 of the furnace wall 1 on the outside.

Die Brenner 3 werden über eine zentrale Gasleitung 5 und eine zentrale Luftleitung 6 gespeist. Im Bereich des Brenners ist die zentrale Gasleitung 5 angezapft und es führt ein Gaszuführungsrohr 7 unmittelbar in den Brenner. In dem Gaszuführungsrohr sitzen ein vorgeschriebener, von Hand betätigbarer Kugelhahn 8, ein Gasventil 9 sowie unmittelbar vor dem Brenner ein Gleichdruckregler 10.The burners 3 are via a central gas line 5 and a central Air line 6 fed. The central gas line 5 is tapped in the area of the burner and a gas supply pipe 7 leads directly into the burner. In the gas supply pipe sit a prescribed, manually operable Ball valve 8, a gas valve 9 and an equal pressure regulator 10 immediately upstream of the burner.

Im Bereich des Brenners 3 ist auch die zentrale Luftleitung 6 angezapft und es führt ein LuftzufUhrungsrohr 11 von dort in den Brenner 3, in dessen Vorkammer 12 das zur Beheizung des Schmiedeofens dienende Gas/Luft-Gemisch erzeugt wird.In the area of the burner 3, the central air line 6 is also tapped and an air supply pipe 11 leads from there into the burner 3, in its antechamber 12 the gas / air mixture used to heat the forge is generated.

Das Luftzuführungsrohr 11 ist ein Stück nach oben über den Brenner 3 hinausgeführt, durchläuft einen haarnadelförmigen Bogen 13 und ist mit einem senkrecht nach unten weisenden Flansch 14 an einem vertikal angeordneten Rekuperator 15 angeschlossen. Aus dem Rekuperator 15 gelangt die vorgewärmte Verbrennungsluft über ein Zwischenrohr 16 in die Vorkammer 12 des Brenners.The air supply pipe 11 is a little way up over the burner 3 led out, passes through a hairpin-shaped arc 13 and is perpendicular to one downwardly facing flange 14 connected to a vertically arranged recuperator 15. The preheated combustion air comes from the recuperator 15 via an intermediate pipe 16 into the antechamber 12 of the burner.

In dem kalten Teil des Luftzuführungsrohres 11 sind ein Luftventil 17 sowie eine von Hand betätigbare Stellklappe 18 angeordnet. In dem Bereich 19 zwischen dem Luftventil 17 und der Stellklappe 18 ist ein Anschluß 20 für eine Steuerleitung 21 vorgesehen, die an den Gleichdruckregler 10 angeschlossen ist.In the cold part of the air supply pipe 11 are an air valve 17 and a manually operable adjustable flap 18 are arranged. In the area 19 between the air valve 17 and the control flap 18 is a connection 20 for a control line 21, which is connected to the constant pressure regulator 10.

Der Durchgangsquerschnitt des Luftventils 17 kann mit Hilfe eines Handrades 22 eingestellt werden. Die Einstellung des Querschnittes und damit der zu fördernden Luftmenge richtet sich nach der einzustellenden Brennerleistung. Ferner ist das Luftventil mit einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten, elektromagnetisch zu betätigenden Verschlußteil versehen, welches mit Hilfe eines in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellten Temperaturreglers und eines im Ofenraum angeordneten Temperaturfühlers, der den Temperaturregler ansteuert, betätigbar ist. Wenn der Ofeninnenraum im Bereich des Jeweiligen Brenners 3 seine eingestellte Temperatur erreicht hat, schließt der Temperaturregler das Luftventil 17 und sperrt damit die Verbrennungsluftzufuhr ab. Der dadurch erzeugte Druckabfall hinter dem Luftventil wird über die Steuerleitung 21 dem Gleichdruckregler angezeigt, der dann automatisch die Gaszufuhr unterbricht. Zusätzlich kann das Sicherheitsabsperrventil verschlossen werden, welches über eine in Jedem Brenner 3 vorgesehene Zünasicherheitseinrichtung betätigbar ist.The passage cross section of the air valve 17 can with the help of a Handwheel 22 can be set. The setting of the cross-section and thus the The amount of air to be conveyed depends on the burner output to be set. Further is the air valve with a not shown in the drawing, electromagnetic provided to be actuated closure part, which with the help of one in the drawing Temperature controller, also not shown, and one arranged in the furnace chamber Temperature sensor that controls the temperature controller can be operated. If the Furnace interior has reached its set temperature in the area of the respective burner 3, the temperature controller closes the air valve 17 and thus blocks the supply of combustion air away. The resulting pressure drop behind the air valve is transmitted via the control line 21 is displayed on the constant pressure regulator, which then automatically interrupts the gas supply. In addition, the safety shut-off valve can be closed, which is via a Ignition safety device provided in each burner 3 can be actuated.

Im Betrieb wird die in dem Luftzuführungsrohr 11 vorgesehene Stellklappe 18 so eingestellt, daß ein ausreichend hoher Druck in dem Bereich 19 des Luftzuführungsrohres 11 herrscht, damit eine zuverlässige Steuerung des Gleichdruckreglers gewährleistet ist.In operation, the adjustable flap provided in the air supply pipe 11 is activated 18 set so that a sufficiently high pressure in the area 19 of the air supply pipe 11 prevails so that a reliable control of the constant pressure regulator is guaranteed is.

Obgleich die Luftzufuhr mit Hilfe des Luftventils 17 optimal eingestellt ist, kann es aufgrund von Druckschwankungen in der zentralen Luftleitung 6 zu Druckänderungen in dem Luftzuführungsrohr 11 kommen. Derartige Druckschwankungen können aber durch den an die Steuerleitung 21 angeschlossenen Gleichdruckregler 10 ausgeglichen werden, indem dieser in Abhängigkeit vorn dem Luftdruck und der sich daraus ergebenden Luftmenge die in den Brenner eintretende Gasmenge regelt.Although the air supply is optimally adjusted with the aid of the air valve 17 is, there may be changes in pressure due to pressure fluctuations in the central air line 6 come in the air supply pipe 11. Such pressure fluctuations can, however balanced pressure regulator 10 connected to control line 21, by doing this as a function of the air pressure and the resulting air volume regulates the amount of gas entering the burner.

Die Einstellung der Luftmenge im kalten Bereich des Luftzuführungsrohres 11 stellt sicher, daß stets gleiche bzw. vorherbestimmbare Luftmengen in den Brenner eintreten, und zwar unabhängig davon, auf welche Temperatur die Verbrennungsluft in dem Rekuperator 15 vorgewärmt wird.Adjusting the amount of air in the cold area of the air supply pipe 11 ensures that the same or predeterminable amounts of air are always fed into the burner occur, regardless of the temperature at which the combustion air is is preheated in the recuperator 15.

Wie insbesondere aus Fig. 1 zu erkennen ist, besteht der Rekuperator 15 aus einem zylindrischen, zweigeteilten Mantelrohr 23, welches an seiner Außenseite mit einer wärmedämmenden Isolierschicht 24 umgeben ist.As can be seen in particular from FIG. 1, there is the Recuperator 15 from a cylindrical, two-part jacket tube 23, which at its outside is surrounded by a heat-insulating insulating layer 24.

Im Inneren des Rohrmantels verläuft ein zentrisches Luftrohr 25, welches gegenüber dem vorgeschalteten Luftzuführungsrohr 11 einen erweiterten Querschnitt aufweist. Der Ringraum 26 zwischen der Innenfläche des Mantelrohres 23 und der Außenfläche des zentrischen Luftrohres 25 dient zur Führung der heißen Abgase. Diese gelangen in den oberen Bereich des Ringraumes über einen aus dem Ofenraum 2 kommenden Verbindungsstutzen 27, der radial an das Mantelrohr 23 angeschlossen ist. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, ist der untere Bereich des Ringraums 26 an einen Abgasabzug 28 angeschlossen, über den die Abgase, die einen Teil ihrer Wärme an die Verbrennungsluft abgegeben haben, ins Freie gelangen.In the interior of the pipe jacket runs a central air pipe 25, which compared to the upstream air supply pipe 11 an enlarged cross-section having. The annular space 26 between the inner surface of the jacket pipe 23 and the outer surface the central air tube 25 is used to guide the hot exhaust gases. These arrive in the upper area of the annular space via a connecting piece coming from the furnace space 2 27, which is connected radially to the jacket tube 23. As can be seen in FIG is, the lower area of the annular space 26 is connected to an exhaust vent 28, This is where the exhaust gases give off part of their heat to the combustion air have to get outside.

Das zentrische Luftrohr 25 ist aus einer Mehrzahl von gußeisernen Rohrsegmenten 29 zusammengesetzt, die an ihrer Außenseite mit Außenrippen 30 versehen sind, welche in den Ringraum 26 hineinragen. An der Innenseite sind die Rohrsegmente 29 mit Innenrippen 31 versehen, die in den Luftweg hineinragen. Durch diese Rippen wird die wärmeübertragende Fläche erheblich vergrößert.The central air pipe 25 is made of a plurality of cast iron Assembled tube segments 29 which are provided with outer ribs 30 on their outside which protrude into the annular space 26. The pipe segments are on the inside 29 provided with inner ribs 31 which protrude into the airway. Through these ribs the heat transferring surface is increased considerably.

Im inneren Bereich des zentrischen Luftrohrs 25 ist ein Innenrohr 32 vorgesehen, welches in einen oberen Erweiterungsbereich 33 des Luftrohres 25 mit einer verschlossenen Spitze 34 hineinragt und den Luftstrom radial nach außen an die Innenflächen des Luftrohrs 25 lenkt. Dadurch kommt der gesamte Luftstrom unmittelbar mit den Innenrippen in Berührung, so daß eine optimale Wärmeausnutzung erfolen kann. Die Segmente 29 sind in wechselnder Folge in Umfangsrich- tung zueinander versetzt, so daß auch die Rippen zueinander versetzt sind und Strömungsturbulenzen erzeugen, die ebenfalls die Wärmeübertragung fördern.In the inner area of the central air tube 25 is an inner tube 32 is provided, which in an upper widening area 33 of the air tube 25 with a closed tip 34 protrudes and the air flow radially outwards directs to the inner surfaces of the air tube 25. This is how all of the airflow comes in directly in contact with the inner ribs, so that an optimal use of heat can take place. The segments 29 are in alternating order in the circumferential direction tion offset from one another, so that the ribs are also offset from one another and flow turbulence that also promote heat transfer.

Im Bereich der Anschlüsse des Verbindungsstutzens 27 bzw. des Abgasabzuges 28 sind die Außenrippen an den Segmenten 29 weggelassen, so daß erweiterte umlaufende Ringräume entstehen,durch die sich die Abgase besser um den gesamten Umiang herum verteilen und ebenso leicht wieder abströmen können.In the area of the connections of the connecting piece 27 or the exhaust vent 28, the outer ribs on the segments 29 are omitted, so that extended circumferential Annular spaces are created through which the exhaust gases can better circulate around the entire Umiang and can just as easily flow off again.

In dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist Jedem einzelnen Brenner 3 ein gesonderter Rekuperator 15 zugeordnet. Es ist ebenso auch möglich, zwei oder mehreren Brennern in einem bestimmten Ofenabschnitt, in welchem die gleichen Temperaturbedingungen herrschen, einen gemeinsamen Rekuperator zuzuordnen. Auch in diesem Falle läßt sich noch eine gute Steuerung mit den beschriebenen Vorteilen durchführen.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, everyone is a separate recuperator 15 is assigned to each burner 3. It is the same as well possible to have two or more burners in a given furnace section in which the same temperature conditions prevail to assign a common recuperator. In this case too, good control with the advantages described can still be achieved carry out.

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Claims (21)

Ansprüche 1. Industrieofen zum Erwärmen bzw. Wärmebehandeln von Werkstücken mit einem zur Aufnahme der Werkstücke dienenden Ofenraum, einer Mehrzahl von mit Brennstoff betriebenen Brennern zur direkten Beheizung des Oienraums sowie einer Rekuperationseinrichtung zur Yorwärmung der zu den Brennern strdmenden Verbrennungsluft mit Hilfe der aus dem Ofenraum abgezogenen heißen Abgase, dadurch gekennzeichnet, daß vor jedem einzelnen Brenner (3) oder einzelnen Brennergruppen ein gesonderter Rekuperator (15) angeordnet ist und daß in der Kaltluftleitung (11) vor Jedem Rekuperator (15) ein Luftregelventil (17) vorgesehen ist, mit dem die dem Jeweiligen Brenner (3) zuzuführende Kaltluftmenge einstellbar ist. Claims 1. Industrial furnace for heating or heat treatment of workpieces with a furnace chamber serving to accommodate the workpieces, a plurality of with Fuel operated burners for direct heating of the Oienraum as well as one Recuperation device for preheating the combustion air flowing to the burners with the help of the hot exhaust gases withdrawn from the furnace chamber, characterized in that that before each individual burner (3) or individual burner groups a separate one Recuperator (15) is arranged and that in the cold air line (11) in front of each recuperator (15) an air control valve (17) is provided with which the respective burner (3) the amount of cold air to be supplied is adjustable. 2. Industrieofen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Luftregelventil (17) von Hand auf eine bestimmte, der gewünschten Brennerleistung entsprechende Luftmenge einstellbar ist.2. Industrial furnace according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the air control valve (17) by hand to a certain, the desired Burner output is adjustable according to the amount of air. 3. Industrieofen nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Schließen und Öffnen der Kaltluftleitung ein Absperrventil (17) mit einem automatischen Betätigungsmechanismus vorgesehen ist, der mit Hilfe eines Temperaturreglers und eines im Ofeninnenraum angeordneten Temperaturfühlers, der den Temperaturregler ansteuert, auslösbar ist.3. Industrial furnace according to claim 1 or 2, d a -d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that for closing and opening the cold air duct a Shut-off valve (17) is provided with an automatic actuation mechanism, with the help of a temperature controller and a temperature sensor located in the furnace interior, which controls the temperature controller, can be triggered. 4. Industrieofen nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Absperrventil (17) einen elektromagnetischen Betätigungsmechanismus aufweist.4. Industrial furnace according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the shut-off valve (17) has an electromagnetic operating mechanism having. 5. Industrieofen nach Anspruch 3 oder 4, d a -d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß das Luftregelventil (17) gleichzeitig als Absperrventil ausgebildet ist.5. Industrial furnace according to claim 3 or 4, d a -d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t that the air control valve (17) doubles as a shut-off valve is trained. 6. Industrieofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Brenner mit Gas gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor Jedem Brenner (3) ein Gasdruckregler (10) vorgesehen ist, der über eine Steuerleitung (21) mit der Kaltluftleitung (11) verbunden ist und den Gasdruck automatisch auf den Luftdruck abstimmt.6. Industrial furnace according to one of claims 1 to 5, wherein the burner are fed with gas, characterized in that in front of each burner (3) a gas pressure regulator (10) is provided, which is connected to the cold air line (11) via a control line (21) connected and automatically adjusts the gas pressure to the air pressure. 7. Industrieofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter dem Luftregelventil (17) eine von Hand betätigbare Stellklappe (18) vorgesehen ist.7. Industrial furnace according to one of claims 1 to 6, characterized in that that in the direction of flow behind the air control valve (17) a manually operable Control flap (18) is provided. 8. Industrieofen nach Anspruch 6 und 7, d a -d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß die Steuerleitung (21) von dem Bereich (19) der Kaltluftleitung (11) zwischen dem Luftregelventil (17) und der Stellklappe (18) ausgeht.8. Industrial furnace according to claim 6 and 7, d a -d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t that the control line (21) from the area (19) of the cold air line (11) between the air control valve (17) and the control flap (18). 9. Industrieofen nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gasleitung (7) Jedes Brenners (3) ein Sicherheitsabsperrventil (9) vorgesehen ist, das mit Hilfe einer in Jedem Brenner (3) vorgesehenen Zündsicherheitseinrichtung steuerbar ist. 9. Industrial furnace according to one of claims 6 to 8, characterized in that that in the gas line (7) of each burner (3) a safety shut-off valve (9) is provided with the help of an ignition safety device provided in each burner (3) is controllable. 10. Industrieofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Brenner mit Öl gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor Jedem Brenner in der Ölzuführungsleitung ein Ventil zur Einstellung der Ölmenge vorgesehen ist.10. Industrial furnace according to one of claims 1 to 5, wherein the burner are fed with oil, characterized in that in front of each burner in the oil supply line a valve for adjusting the amount of oil is provided. 11. Industrieofen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t daß das zu Jedem Brenner (3) führende Luftzuführungsrohr (11) von oben in die Vorkammer (12) des Brenners (3) mündet und gemeinsam mit einem wärmeisolierten Mantelrohr (23), welches das Luftführungsrohr mit Abstand umgibt, den Rekuperator (15) bildet, wobei der freie Zwischenraum (26) zwischen dem Luftführungsrohr und dem Mantelrohr von den heißen Abgasen des Ofens durchströmt ist.11. Industrial furnace according to one of claims 1 to 10, d a du r c h It is not noted that the air supply pipe leading to each burner (3) (11) opens from above into the antechamber (12) of the burner (3) and together with a heat-insulated jacket pipe (23), which surrounds the air duct at a distance, the recuperator (15) forms, the free space (26) between the air duct and the jacket pipe is traversed by the hot exhaust gases from the furnace. 12. Industrieofen nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das obere Ende des Mantelrohres (23) über einen Verbindungsstutzen (27) an den Ofenraum (2) angeschlossen ist, während das untere Ende in einen Abgasabzug (28) mündet.12. Industrial furnace according to claim 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the upper end of the jacket tube (23) has a connecting piece (27) is connected to the furnace space (2), while the lower end is in an exhaust vent (28) opens. 13. Industrieofen nach Anspruch 11 oder 12, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das zentrale Luftrohr (25) im Bereich des Rekupe- rators Außenrippen (30) aufweist.13. Industrial furnace according to claim 11 or 12, d a -d u r c h g e k e n n z e i n e t that the central air pipe (25) in the area of the recuperative rators Has outer ribs (30). 14. Industrieofen nach einem der Ansprüche 11 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das zentrale Luftrohr (25) im Bereich des Rekuperators (15) Innenrippen (31) aufweist.14. Industrial furnace according to one of claims 11 to 13, d a d u r c it is noted that the central air pipe (25) is in the area of the recuperator (15) has inner ribs (31). 15. Industrieofen nach einem der Ansprüche 11 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das zentrale Luftrohr (25) im Bereich des Rekuperators (15) aus Rohrsegmenten (29) zusammengesetzt ist, die Je aus einstückigen Gußteilen bestehen.15. Industrial furnace according to one of claims 11 to 14, d a d u r c it is noted that the central air pipe (25) is in the area of the recuperator (15) is composed of pipe segments (29), each made of one-piece cast parts exist. 16. Industrieofen nach einem der Ansprüche 13 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rippen (30, 31) von Segment (29) zu Segmengt in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.16. Industrial furnace according to one of claims 13 to 15, d a d u r c it is noted that the ribs (30, 31) from segment (29) to segment are offset from one another in the circumferential direction. 17. Industrieofen nach einem der Ansprüche 13 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rippen, vorzugsweise die Innenrippen (31), einen gleichsinnigen Drall aufweisen.17. Industrial furnace according to one of claims 13 to 16, d a d u r c h e k e n n n n e i c h n e t that the ribs, preferably the inner ribs (31), have a swirl in the same direction. 18. Industrieofen nach einem der Ansprüche 11 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das zentrale Luftrohr (25) im Bereich des Rekuperators (15) einen erweiterten Querschnitt aufweist und daß in dem erweiterten Querschnitt ein Innenrohr (32) angeordnet ist, welches mit der Innenfläche des zentralen Luftrohres (25) einen Ringraum als Durchgangskanal für die vorzuwärmende Verbrennungsluft bildet.18. Industrial furnace according to one of claims 11 to 15, d a d u r c it is noted that the central air pipe (25) is in the area of the recuperator (15) has an enlarged cross-section and that in the enlarged cross-section an inner tube (32) is arranged, which is connected to the inner surface of the central air tube (25) forms an annular space as a passage channel for the combustion air to be preheated. 19. Industrieofen nach einem der Ansprüche 13 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß im Bereich der Anschlüsse des Verbindungsrohres (27) und des Abgasabzuges (28) keine Außenrippen an dem Luftrohr (25) vorgesehen sind, so daß in diesen Bereichen freie Ringräume entstehen.19. Industrial furnace according to one of claims 13 to 18, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h -n e t that in the area of the connections of the connecting pipe (27) and the exhaust vent (28) no external ribs are provided on the air tube (25) are, so that free annular spaces arise in these areas. 20. Verfahren zum Betreiben eines Industrie ofens nach Anspruch 1, bei dem die zu den Brennern strömende V,rbrennungsluft durch Wärmeaustausch mit den heißen Abgasen des Ofenraumes vorgewärmt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Verbrennungsluft für Jeden einzelnen Brenner oder für bestimmte Gruppen von Brennern gesondert vorgewärmt wird und daß die Dosierung der Verbrennungsluft in Abstimmung auf die Brennerleistung im kalten Zustand der Luft vor deren Vorwärmung durchgeführt wird.20. A method for operating an industrial furnace according to claim 1, in which the combustion air flowing to the burners is part of the heat exchange the hot exhaust gases from the furnace chamber are preheated, e i c h -n e t that the combustion air for each individual burner or for certain Groups of burners is preheated separately and that the dosage of the combustion air in coordination with the burner output when the air is cold before it is preheated is carried out. 21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Ofen mit Gas beheizt wird, d a du r c h g e k e n n -z ei c h n e t , daß die Gasmenge automatisch in Abhängigkeit von dem Druck in der Verbrennungsluftleitung vor deren Vorwärmung eingestellt wird.21. The method according to claim 20, wherein the furnace is heated with gas, d a u r c h e k e n n -z ei c h n e t that the gas quantity is automatically dependent is set by the pressure in the combustion air line before it is preheated.
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AT223729B (en) * 1960-07-19 1962-10-10 Indugas Ges Fuer Ind Gasverwen Industrial burners
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US4445842A (en) * 1981-11-05 1984-05-01 Thermal Systems Engineering, Inc. Recuperative burner with exhaust gas recirculation means

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