DE4233045C2 - Brennereinrichtung zur Befeuerung von Glasschmelzwannen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennereinrichtung zur Befeuerung von Glasschmelzwannen mit einem Brennerstein, der in die Wandung der Glasschmelzwanne eingesetzt ist und einen sich zum Inneren der Glasschmelzwanne hin erweitern­ den Öffnungsbereich aufweist, und einer Brennerlanze, deren Längsachse neigbar ist und an deren brennersteinseitigem Ende eine mit einer Brennerdüsenkappe versehene Brennerdüse sitzt.

Gemäß der TA-Luft sind seit einiger Zeit auch die Glasver­ arbeiter gehalten, hinsichtlich der Befeuerungsanlagen von Glasschmelzwannen bestimmte NOx-Werte nicht zu überschrei­ ten, also sog. Grenzwerte einzuhalten. Die neueren Bestre­ bungen gehen dahin, von diesen Grenzwerten abzugehen und statt dessen sog. Zielwerte vorzugeben, so daß die einschlä­ gige Industrie gehalten ist, ständig nach Verbesserungen zu suchen, um eine weitere Reduzierung des NOx-Ausstoßes zu erreichen.

Bei derzeit bekannten Brennereinrichtungen zur Befeuerung von Glasschmelzwannen wird seitlich der Brennerlanze durch einen zwischen dem Außenumfang der Brennerlanze und dem Innenumfang des Brennersteins vorhandenen Zwischenraum Falschluft ange­ saugt, welche zu einer Temperaturerhöhung an der Flammenwurzel der Brennerflamme führt, die in einer erhöhten NOx-Bildung resultiert. Diese Falschluft wirkt sich also hinsichtlich der Umweltvorschriften negativ aus, da sie die NOx-Bildung för­ dert.

Aus der DE 32 18 392 A1 ist eine Brennereinrichtung zur Be­ feuerung von Glasschmelzwannen bekannt, die bereits einen in die Wandung der Glasschmelzwanne eingesetzten Brennerstein mit einem sich zum Inneren der Glasschmelzwanne hin erwei­ ternden Öffnungsbereich hat. Des weiteren ist dort eine Brennerlanze mit einer neigbaren Längsachse vorgesehen; die Brennerlanze ist an ihrem brennersteinseitigen Ende mit einer Brennerdüse und einer Brennerdüsenkappe versehen, deren bren­ nersteinseitiger Endabschnitt halbkugelig gekrümmt ist.

Mit diesem halbkugelig bzw. ballig gekrümmten Endabschnitt sitzt die Brennerdüsenkappe auf einer entsprechend geformten Gegenfläche eines mit Kühlkanälen ausgebildeten wasserge­ kühlten Kühlelements. Dieses Kühlelement ist auf der freien Außenfläche des Brennersteins angeordnet, wobei sowohl die freie Außenfläche des Brennersteins als auch die entsprechen­ de Gegenfläche des Kühlelements über aneinander angepaßte Schrägabschnitte verfügen. Die gekrümmte Gegenfläche des Kühlelements, welche mit der entsprechend gekrümmten Spitze der Brennerdüsenkappe zusammenwirkt, ist angesichts der zwischen der Brennerdüsenkappe und der genannten Gegenfläche stattfindenden Relativbewegungen und der dort herrschenden, vergleichsweise hohen Temperaturen einem beträchtlichen Ver­ schleiß ausgesetzt. Bei dem Kühlelement handelt es sich um ein vergleichsweise aufwendig herzustellendes bzw. herge­ stelltes Bauteil, welches darüber hinaus über Leitungen etc. an einen Kühlkreislauf angeschlossen ist. Eine Demontage dieses Kühlelements geht demnach mit einem nicht unbeträcht­ lichen Arbeitsaufwand einher, abgesehen davon, daß für das Ersatz-Kühlelement beträchtliche Kosten aufgewendet werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennerein­ richtung zur Befeuerung von Glasschmelzwannen zu schaffen, bei der die NOx-Bildung erheblich reduziert ist und die einen geringen Instandhaltungsaufwand aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Brennerdüse in einem Düsenvorsatzstein angeordnet ist, der auf der freien Außenfläche des Brennersteins sitzt und einen Innenflächenabschnitt aufweist, der von außen zum Brenner­ stein hin verengend ballig gekrümmt ist und an den der bren­ nersteinseitige, ballig gekrümmte Endabschnitt der Brenner­ düsenkappe in Anlage bringbar ist, und daß der ballig ge­ krümmte Innenflächenabschnitt des Düsenvorsatzsteins durch einen Dichtring ausgebildet ist, der von der Außenseite her in den Düsenvorsatzstein eingesetzt ist. Erfindungsgemäß wird somit auf der freien Außenfläche des Brennersteins ein Düsenvorsatzstein angeordnet, dessen besonders verschleißbe­ hafteter Abschnitt durch einen vom Düsenvorsatzstein körper­ lich zu trennenden Dichtring ausgebildet ist. Bei einem Ver­ schleiß des mit dem ballig gekrümmten Endabschnitt der Bren­ nerdüsenkappe zusammenwirkenden gekrümmten Innenflächenab­ schnitts des Dichtrings kann letzterer in einfacher Weise ausgetauscht werden. Bei dem Dichtring handelt es sich um ein wenig aufwendiges Bauteil, für das zum Beispiel ein ge­ brauchter Tropfring eingesetzt werden kann, der ansonsten entsorgt werden müßte.

Der vom Verschleiß bedrohte Bereich des Düsenvorsatzsteins wird gekühlt, und zwar durch gezielte Ableitung der sich bil­ denden Wärme über den metallischen Dichtring, wodurch eine Verzunderung des Dichtrings verhindert wird. Der Dichtring kann z. B. aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sein. Er kann jedoch auch aus einem anderen geeigneten Werkstoff, z. B. SiC gefertigt sein.

Als Dichtring kann vorteilhaft ein an sich bekannter Tropf­ ring verwendet werden, welcher üblicherweise auf eine Form zur Herstellung von Glashohlartikeln aufgesetzt wird, um zu gewährleisten, daß der Tropfen möglichst mittig in die Form hineinfällt. Es ist auch möglich, bereits benutzte Tropf­ ringe als Dichtringe zu verwenden, wodurch sich eine zweck­ mäßige Weiternutzung von ansonsten als Abfallmaterial zu entsorgenden Teilen ergibt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Ausführungs­ form unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Brennerein­ richtung zeigt.

Ein Brennerstein 1 ist in die nicht dargestellte Wandung einer Glasschmelzwanne eingesetzt. Der Brennerstein 1 hat einen sich zum Inneren der Glasschmelzwanne hin erweitern­ den Öffnungsbereich 2 mit einer Mittelachse 3. Auf die freie Außenfläche des Brennersteins 1 ist ein Düsenvorsatzstein 5 aufgesetzt.

Der Düsenvorsatzstein 5 hat einen mittigen Durchlaßkanal, der sich vom Inneren der Glasschmelzwanne her in einen Aus­ trittsabschnitt 6, der als Fortsetzung des Öffnungsbereichs 2 des Brennersteins 1 ausgebildet ist, einen zylindrischen Mittelabschnitt 7 und einen Halteabschnitt 8 gliedert. Der Düsenvorsatzstein 5 ist aus einem keramischen Werkstoff her­ gestellt, vorzugsweise aus Plicast 40. Bei Plicast 40 han­ delt es sich um einen hydraulisch bindenden Feuerbeton, der verarbeitungsfertig für Wasserzusatz ist. Die max. Anwen­ dungstemperatur von Plicast 40 liegt bei 1820 Grad C. Der Wärmedurchgangsberechnungswert liegt bei 1,94 W/mK bei TM 500°C. Der Segerkegelfall (SK 40) liegt bei 1900°C. Die reversible Wärmedehnung bei 1000°C beträgt 0,82%. Der Werkstoff enthält 96,7% Al₂O₃, 0,1% SiO₂ und 0,13% Fe₂O₃. Der Materialbedarf beträgt 2,70 t/m³, die Roh­ dichte des Werkstoffs nach einem Brand bei 1100°C liegt bei 2,68 g/cm³, seine bleibende lineare Längenänderung bei diesem Brand bei -0,10% und seine Kaltdruckfestigkeit bei diesem Brand bei 27N/mm². Die Körnung liegt zwischen 0 und 7 mm. Bei seiner Verarbeitung ist ein Wasserzusatz von 8 bis max. 10% erforderlich. Die Zeit zum Verarbeiten beträgt bei einer Gemischtemperatur von ca. 20°C bis zu 15 Minuten. Die Temperatur der fertigen Mischung beträgt mindestens 5°C max. 25°C. Die minimale Mischzeit beträgt 2 Minuten.

In den Halteabschnitt 8 des Düsenvorsatzsteins 5 ist mit einer an die Ausgestaltung des Halteabschnitts 8 angepaßten Sitzfläche 9 ein metallischer Dichtring 10, bei dem es sich bei der dargestellten Ausführungsform um einen gebrauchten Tropfring handelt, eingesetzt. Dieser Dicht- bzw. Tropfring 10 ist in den Düsenvorsatzstein 5 eingearbeitet, welcher von einer Stampfmasse gebildet ist. Es ist jedoch auch möglich, anstelle des gebrauchten Tropfrings 10 einen ganz normalen Dichtring zu verwenden, welcher auf seiner äußeren Umfläche eine beliebige Gestaltung aufweisen kann. Der Dicht- bzw. Tropfring 10 weist eine ballig gekrümmte, sich zum Brenner­ stein 1 hin verengende Innenfläche auf, die sich als ballig gekrümmter Innenflächenabschnitt 1 an den zylindrischen Mittelabschnitt 7 des Düsenvorsatzsteins 5 anschließt.

Im Dicht- bzw. Tropfring 10 sitzt mit ihrer Brennerdüse 12 eine im übrigen nicht dargestellte Brennerlanze. Die Brenner­ düse 12 ist von einer schematisch dargestellten Brennerdü­ senkappe 13 umgeben, deren brennersteinseitiger Endabschnitt 14 ebenfalls ballig gekrümmt ist. Die Brennerlanze ist in bezug auf die in der Figur dargestellte Stellung ihrer Längsachse 15 schrägstell- bzw. neigbar. Auch bei einer Schrägstellung bzw. Neigung der Brennerdüse 12 bzw. der Brennerlanze liegt die Brennerdüse 12 mit dem ballig ge­ krümmten brennersteinseitigen Kopf- bzw. Endabschnitt 14 ihrer Brennerdüsenkappe 13 in Umfangsrichtung dicht gegen den im Dicht- bzw. Tropfring 10 ausgebildeten ballig gekrümm­ ten Innenflächenabschnitt 11 an, so daß eine Falschluftzu­ fuhr von außen in den Öffnungsbereich 2 des Brennersteins 1 zuverlässig vermeidbar ist.

Claims (5)

1. Brennereinrichtung zur Befeuerung von Glasschmelzwannen, mit einem Brennerstein (1), der in die Wandung der Glas­ schmelzwanne eingesetzt ist und einen sich zum Inneren der Glasschmelzwanne hin erweiternden Öffnungsbereich (2) aufweist, und einer Brennerlanze, deren Längsachse (15) neigbar ist und an deren brennersteinseitigem Ende eine Brennerdüse (12) mit einer Brennerdüsenkappe (13) sitzt, die an ihrem brennersteinseitigen Endabschnitt (14) ballig ge­ krümmt ist, dadurch gekennzeichnet daß die Brennerdüse (12) in einem Düsenvorsatzstein (5) angeordnet ist, der auf der freien Außenfläche (4) des Brennersteins (1) sitzt und einen Innenflächenabschnitt (11) aufweist, der von außen zum Bren­ nerstein (1) hin sich verengend ballig gekrümmt ist und an den der brennersteinseitige, ballig gekrümmte Endabschnitt (14) der Brennerdüsenkappe (13) in Anlage bringbar ist, und daß der ballig gekrümmte Innenflächenabschnitt (11) des Düsen­ vorsatzsteins (5) durch einen Dichtring (10) ausgebildet ist, der von der Außenseite her in den Düsenvorsatzstein (5) ein­ gesetzt ist.

2. Brennereinrichtung nach Anspruch 1, bei der als Dichtring (10) ein Tropfring vorgesehen ist.

3. Brennereinrichtung nach Anspruch 2, bei der als Dicht­ ring (10) ein gebrauchter Tropfring vorgesehen ist.

4. Brennereinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, bei der der keramische Düsenvorsatzstein (5) aus Plicast 40 hergestellt ist.

5. Brennereinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, bei der der Düsenvorsatzstein (5) einen brennersteinseitigen Austrittsabschnitt (6) aufweist, in dem sich der Öffnungs­ bereich (2) des Brennersteins (1) fortsetzt.