DE4215214A1

DE4215214A1 - Glass melting furnace - has combustion gas supply nozzle and combustion gas internal nozzle which controls amt. of supply without altering flame geometry

Info

Publication number: DE4215214A1
Application number: DE19924215214
Authority: DE
Inventors: Werner Sieger
Original assignee: KOERTING AG
Current assignee: KOERTING AG
Priority date: 1992-05-09
Filing date: 1992-05-09
Publication date: 1993-11-11

Abstract

Melting furnace, esp. for glass has a main nozzle (8) for feeding combustion gas into the furnace in a narrow cross-section and an air feeding channel (20) directed towards the end of the main nozzle. The flow speed of the combustion gas is essentially greater than that of the air and the main nozzle is fitted with a further internal nozzle (26) through which combustion gas can flow with a slower speed than that of the main flow. ADVANTAGE - The internal nozzle allows the total amount of combustion gas to be adjusted without altering the geometry of the combustion flame. There is no danger of an increase NO- or NOx- emission and the flame can be adjusted to give a max. heat.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ofen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, insbesondere einen Glas schmelzofen.The invention relates to an oven in the preamble of claim 1 type, in particular a glass melting furnace.

Durch den Aufsatz "Erfahrungen mit Erdgasbrennern an Glasschmelzöfen" von Werner Sieger in der so betitelten Firmendruckschrift der Firma Körting Hannover AG, veröf fentlicht am 07.04.1986 in der Sitzung des Fachausschusses Nr. 2 "Ofenbau und Wärmewirtschaft der Deutschen Glastech nischen Gesellschaft", ist ein Ofen der betreffenden Art bekannt, bei dem die Hauptdüse zur Zuführung von Brenngas durch eine Strahlpumpe gebildet ist, deren Druckseite mit einer Druckgasquelle und deren Saugseite mit der Umge bungsluft verbunden ist. Brenngas und Luft vermischen sich innig und treten aus der Mündungsdüse der Strahlpumpe in den Heißluftstrom des Ofens ein. Durch die Beimischung von Luft zum Brenngas vor Eintritt in den Ofen läßt sich die Form und die Länge der Flamme beeinflussen, insbesondere auch ihre Leuchtkraft, so daß die Flamme ihre Wärme rela tiv schnell über eine große Fläche an das Glasbad abgibt, ohne daß lange, bis in den Abzugsbereich schlagende Gas flammen entstehen, was einen hohen Energieverlust zur Fol ge haben würde. Für die Bildung einer leuchtenden Flamme und deren sauberen Ausbrand ist es wichtig, daß sowohl die Verbrennungsluft als auch das Brenngas mit definierten Richtungen und Geschwindigkeiten aufeinandertreffen und sich mischen. Da die Richtung des Kanals zur Zuführung von Luft festliegt, muß die Flammeneinstellung im wesentlichen über eine Einstellung des Gasstrahles erfolgen. Hierzu wurde bei dem bekannten Ofen der Querschnitt in der An saugdüse der Strahlpumpe und damit die Menge des angesaug ten Luftvolumens geändert, um so die Austrittsgeschwindig keit aus der Düse des Brenners zu ändern. Ein Nachteil hierbei besteht darin, daß die Beimischung von Luft zum Brenngas zu hohen Temperaturspitzen im mischungsintensi ven, mündungsnahen Bereich der Düse des Brenners führt, was eine Erhöhung der Bildung von NO_X zur Folge hat. Dar überhinaus erhöht sich durch die Ansaugung von Kaltluft der Energiebedarf.Through the essay "Experiences with natural gas burners in glass melting furnaces" by Werner Sieger in the company brochure of the company Körting Hannover AG, published on April 7, 1986 in the meeting of the technical committee No. 2 "Furnace construction and heat management of the German glass engineering company" a furnace of the type in question is known in which the main nozzle for supplying fuel gas is formed by a jet pump, the pressure side of which is connected to a compressed gas source and the suction side of which is connected to the ambient air. Fuel gas and air mix intimately and enter the hot air stream of the furnace from the nozzle of the jet pump. By adding air to the fuel gas before entering the furnace, the shape and length of the flame can be influenced, especially its luminosity, so that the flame releases its heat relatively quickly over a large area to the glass bath without long, Gas flames are created in the fume cupboard, which would result in high energy loss. For the formation of a glowing flame and its clean burnout, it is important that both the combustion air and the fuel gas meet and mix at defined directions and speeds. Since the direction of the duct for the supply of air is fixed, the flame must be adjusted essentially by adjusting the gas jet. For this purpose, in the known furnace, the cross section in the suction nozzle of the jet pump and thus the amount of the suctioned air volume was changed, so as to change the speed of exit from the nozzle of the burner. A disadvantage here is that the addition of air to the fuel gas leads to high temperature peaks in the mixture-intensive, near-mouth area of the nozzle of the burner, which results in an increase in the formation of NO _x . In addition, the intake of cold air increases the energy requirement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen der betreffenden Art zu schaffen, bei dem die Nachteile der bekannten Öfen nicht vorhanden sind, bei dem also der Energiebedarf nicht erhöht wird, nicht die Gefahr eines Anstiegs der NO- bzw. NO_X-Emission besteht, und sich die Flamme in Bezug auf eine maximale Wärmeabgabe einstellen läßt.The invention has for its object to provide a furnace of the type in question, in which the disadvantages of the known furnaces are not present, so that the energy requirement is not increased, there is no risk of an increase in NO or NO _X emissions , and the flame can be adjusted for maximum heat emission.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre ge löst.The object underlying the invention is achieved by the teaching specified in the characterizing part of claim 1 ge solves.

Nach dieser Lehre strömt das Brenngas aus der Hauptdü se in der üblichen, hohen Geschwindigkeit aus, so daß der Hauptgasstrom in der üblichen Geometrie in den Heißluft strom eintritt. Aus der inneren, koaxial angeordneten Düse tritt das Brenngas mit geringerer Geschwindigkeit aus und beeinflußt, da es innen liegt, nicht die äußere Geometrie des Gasstrahls. Somit läßt sich die Gesamtmenge des zuge führten Brenngases einstellen und die zugeführte Wärme den Ofenverhältnissen, beispielsweise den Wärmeverlusten an passen, ohne daß dabei in nachteiliger Weise die Geometrie der Flamme geändert wird.According to this teaching, the fuel gas flows out of the main nozzle se in the usual high speed, so that the Main gas flow in the usual geometry in the hot air electricity enters. From the inner, coaxially arranged nozzle the fuel gas escapes at a lower speed and affects, since it is inside, not the outer geometry of the gas jet. Thus, the total amount of the led fuel gas and adjust the heat supplied Furnace conditions, for example the heat loss fit without adversely affecting the geometry the flame is changed.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläu tert werden.Based on the drawing, the invention is to be explained in more detail be tert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Ofens gemäß der Erfindung zum Schmelzen von Glas, Fig. 1 shows schematically a vertical section through an embodiment of a furnace according to the invention for melting glass,

Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt II-II durch Fig. 1 und Fig. 2 is a horizontal section II-II through Fig. 1 and

Fig. 3 zeigt vergrößert im Schnitt die in Fig. 1 gezeigte Düse zum Zuführen von Brenngas. Fig. 3 shows an enlarged section of the nozzle shown in Fig. 1 for supplying fuel gas.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Ofen 1, dessen unterer Teil eine Glasschmelzwanne 2 bildet, in der sich ein Glasbad 3 befindet, aus dem flüssiges Glas durch einen Abflußkanal 4 abfließen kann. Auf dem Glasbad 3 befindet sich ein Glas gemenge 5, über das dicht eine langgestreckte Flamme hin wegstreicht, die durch Pfeile 6 in Fig. 2 angedeutet ist. Fig. 1 and 2 show a furnace 1 whose lower part forms a glass melting tank 2, a bath of glass 3 is in the can flow from the molten glass through a discharge duct 4. On the glass bath 3 there is a glass batch 5 , over which an elongated flame sweeps tightly, which is indicated by arrows 6 in FIG. 2.

Zur Flammenbildung befindet sich in einer Wand 7 des Ofens 1 eine Öffnung, in die dicht eine Hauptdüse 8 einer Gaslanze 9 eingesetzt ist, die über eine Gasdruckleitung 10 Brenngas erhält. Außerdem erhält die in ihrem Gasdruck einstellbare Speiseleitung 11 Brenngas.For flame formation, there is an opening in a wall 7 of the furnace 1 , into which a main nozzle 8 of a gas lance 9 is inserted, which receives 10 fuel gas via a gas pressure line. In addition, the feed line 11 , which is adjustable in its gas pressure, receives fuel gas.

Das Abgas aus dem Ofen 1 gelangt über einen Kanal 14 in einen oberen Bereich einer Kammer 13 nach unten durch ein Gitterwerk 15 und gelangt über eine Abgasleitung 16, einen Schieber 17 und einen Zug 18 in einen Kamin 19. In der dargestellten Lage ist der Schieber 17, angedeutet durch eine gestrichelte Linie, geöffnet.The exhaust gas from the furnace 1 passes through a duct 14 into an upper region of a chamber 13 down through a latticework 15 and passes through an exhaust pipe 16 , a slide valve 17 and a train 18 into a chimney 19 . In the position shown, the slide 17 , indicated by a dashed line, is open.

Seitlich neben dem Kanal 14 befindet sich ein weiterer Kanal 20 zur Verbindung des oberen Teils des Ofens 1 mit einer weiteren Kammer 21, die in gleicher Weise wie die Kammer 13 im unteren Bereich durch eine Abgasleitung 22 und einen Schieber 23 mit dem Zug 18 und dem Kamin 19 ver bunden ist.To the side of the channel 14 there is another channel 20 for connecting the upper part of the furnace 1 to a further chamber 21 , which in the same way as the chamber 13 in the lower region through an exhaust pipe 22 and a slide 23 with the train 18 and the Chimney 19 is connected.

In der gezeigten Lage ist der Schieber 23, angedeutet durch eine ausgezogene Linie, geschlossen. Durch eine nicht im einzelnen dargestellte Einrichtung 24 sind die Abgasleitungen 16 bzw. 22 mit der Atmosphäre verbindbar, wenn der jeweils zugehörige Schieber 23 bzw. 17 geschlos sen ist. In der Darstellung der Fig. 1 und 2 ist der Schieber 23 geschlossen, so daß die Abgasleitung 16 mit der Atmosphäre verbunden ist und so Luft unten in die Kam mer 21 eintritt, die sich dort durch das heiße Gitterwerk 15 erwärmt und schließlich durch den Kanal 20 in den obe ren Teil des Ofens 1 eintritt und die wesentliche Verbren nungsluft für das aus der Hauptdüse 8 eintretende Brenngas bildet. Ist in der dargestellten Arbeitslage das Gitter werk 15 in der Kammer 13 erhitzt, so wird die Arbeitsweise umgekehrt, das bedeutet, daß jetzt der Schieber 23 geöff net, die Verbindung der Abgasleitung 22 mit der Atmosphäre durch die Einrichtung 24 unterbrochen und eine Verbindung zwischen der Atmosphäre und der Abgasleitung 16 herge stellt sowie der Schieber 17 geschlossen ist. Gleichzeitig wird die Hauptdüse 8 abgeschaltet, während eine weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte Düse in dem Kanal 14 in Betrieb gesetzt wird, so daß der Kanal 14 als Luftlei tung zur Zuleitung von Brennluft dient, die zuvor in dem Gitterwerk 15 erwärmt worden ist. Die Flamme verläuft dann in umgekehrter Richtung zur Richtung der Pfeile 6 in Fig. 2.In the position shown, the slider 23 is closed , indicated by a solid line. By means of a device 24 not shown in detail, the exhaust pipes 16 and 22 can be connected to the atmosphere when the associated slide valve 23 and 17 is closed. In the representation of FIGS. 1 and 2 the slider 23 is closed so that the exhaust pipe 16 is connected to the atmosphere and so air enters the Kam mer 21 below, the heated there by the hot latticework 15 and finally through the channel 20 enters the upper part of the furnace 1 and forms the essential combustion air for the fuel gas entering from the main nozzle 8 . If in the working position shown the grid 15 is heated in the chamber 13 , the procedure is reversed, which means that now the slide 23 is opened, the connection of the exhaust line 22 to the atmosphere is interrupted by the device 24 and a connection between the Atmosphere and the exhaust pipe 16 Herge provides and the slide 17 is closed. At the same time, the main nozzle 8 is switched off, while a further nozzle, not shown in the drawing, is put into operation in the channel 14 , so that the channel 14 serves as an air line for supplying combustion air which has previously been heated in the latticework 15 . The flame then runs in the opposite direction to the direction of arrows 6 in FIG. 2.

Fig. 3 zeigt die Gaslanze 9 gemäß Fig. 1 vergrößert und im Schnitt. Die Gasdruckleitung 10 führt zu der Haupt düse 8, aus der das Brenngas mit hoher Geschwindigkeit in den Ofen 1 gelangt. Fig. 3 shows the gas lance 9 according to FIG. 1 enlarged and in section. The gas pressure line 10 leads to the main nozzle 8 , from which the fuel gas reaches the furnace 1 at high speed.

Innerhalb der Gaslanze 9 ist konzentrisch ein Rohr 25 angeordnet, dessen vorderes, innerhalb der Hauptdüse 8 liegendes Ende eine Düse 26 bildet und deren hinteres Ende mit einer in ihrem Druck regelbaren Brenngasleitung ver bunden ist. Das Rohr 25 ist in Axialrichtung verstellbar, so daß die Lage der durch das vordere Ende gebildeten Düse 26 innerhalb der Hauptdüse 8 einstellbar ist. In der ein gestellten Lage ist das Rohr 25 durch eine Schraube 27 festklemmbar.Within the gas lance 9 , a tube 25 is arranged concentrically, the front end, which lies within the main nozzle 8 , forms a nozzle 26 and the rear end of which is connected to a fuel gas line which can be regulated in pressure. The tube 25 is adjustable in the axial direction, so that the position of the nozzle 26 formed by the front end within the main nozzle 8 is adjustable. In the position provided, the tube 25 can be clamped by a screw 27 .

Bei Betrieb wird der Druck an der Brenngasleitung 11 so eingestellt, daß die gebildete Flamme die gewünschte Wärmemenge abgibt. Durch eine axiale Verstellung des Roh res 25 läßt sich die axiale Ausdehnung des langsam strö menden inneren Kerns des austretenden Gasstrahls verän dern.In operation, the pressure on the fuel gas line 11 is set so that the flame formed emits the desired amount of heat. By axial adjustment of the raw res 25 , the axial extent of the slowly flowing inner core of the emerging gas jet can be changed.

Claims

1. furnace, in particular glass melting furnace, with a Hauptdü se for supplying fuel gas in a narrow cross-section and with a separate, directed to the outlet area of the main nozzle channel for supplying air, the flow rate of the fuel gas exiting from the main nozzle is much greater than the flow velocity of the air, characterized in that a further nozzle ( 26 ) is arranged essentially concentrically in the main nozzle ( 8 ), from which fuel gas emerges at a lower flow rate than from the main nozzle ( 8 ).

2. Oven according to claim 1, characterized in that the further nozzle ( 26 ) is connected via an adjustable valve to a fuel gas source.

3. Oven according to claim 1, characterized in that the further nozzle ( 26 ) in the main nozzle ( 8 ) is axially adjustable.