DE4301664A1

DE4301664A1 - Glass melting furnace

Info

Publication number: DE4301664A1
Application number: DE19934301664
Authority: DE
Inventors: Werner Sieger
Original assignee: KOERTING AG
Current assignee: KOERTING AG
Priority date: 1993-01-22
Filing date: 1993-01-22
Publication date: 1994-08-11

Abstract

Glass melting furnace with a combustion chamber, on one side of which a nozzle for the supply of fuel into the combustion chamber and, separate therefrom, a duct for supply of part air into the combustion chamber are arranged. Provided downstream of the nozzle for supply of fuel is an opening designed as a nozzle for the supply of a part of the air necessary for the combustion of the fuel and a waste gas opening which are arranged on a side lying opposite the one side. The design of the opening for the part air as a nozzle makes possible feeding in of the part air counter to the direction of the waste gas flowing off so that a stepped combustion is possible. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Glasschmelzofen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a glass melting furnace in Preamble of claim 1 mentioned type.

Durch EP 0 306 657 B1 ist ein Glasschmelzofen der be treffenden Art bekannt, der eine Brennkammer aufweist, auf deren einen Seite eine Düse zur Zufuhr von Brennstoff in die Brennkammer und ein davon getrennter Kanal zur Zufüh rung von Luft in die Brennkammer angeordnet sind. Weiter weist die Brennkammer stromabwärts von der Düse eine Öff nung zur Zuführung eines Teils der zur Verbrennung des Brennstoffes notwendigen Luft und eine Abgasöffnung auf. Die Abgasöffnung ist auf der gleichen Seite angeordnet, auf der sich die Düse zur Zufuhr von Brennstoff und der Kanal zur Zuführung von Luft in die Brennkammer befinden. Der Gasstrom bzw. die Flamme verläuft somit bogenförmig, so daß entlang dieser Strecke eine oder auch mehrere Öffnungen zur Zuführung eines Teils der zur Verbrennung des Brennstoffes notwendigen Luft angeordnet werden können, um eine Stufenverbrennung zu bewirken. Eine solche Anordnung der Öffnung zur Zuführung eines Teils der zur Verbrennung des Brennstoffes notwendigen Luft ist nicht möglich, wenn sich die Düse zur Zuführung von Brennstoff und der davon getrennte Kanal zur Zuführung von Luft in die Brennkammer auf der einen Seite der Brennkammer befinden, während sich die Abgasöffnung auf der gegenüberliegenden Seite befin det, weil dann der Gasstrom sich quer durch den Ofen und nicht entlang von Seitenwänden bewegt, in denen Öffnungen zur Zuführung eines Teils der zur Verbrennung des Brenn stoffes notwendigen Luft angeordnet werden können; eine Anordnung dieser Öffnung bzw. Öffnungen in dem Deckenbe reich der Brennkammer ist nicht möglich.EP 0 306 657 B1 describes a glass melting furnace of be known type, which has a combustion chamber, on one side of which has a nozzle for supplying fuel the combustion chamber and a separate feed channel tion of air are arranged in the combustion chamber. Continue the combustion chamber has an opening downstream of the nozzle to feed part of the to burn the Air required for fuel and an exhaust opening. The exhaust port is on the same side, on which the nozzle for supplying fuel and the Channel for supplying air to the combustion chamber. The gas flow or flame thus runs in an arc shape, so that one or more openings along this route to feed part of the to burn the Air necessary for fuel can be arranged to to cause a stage burning. Such an arrangement the opening for supplying part of that for combustion Air necessary for fuel is not possible if the nozzle for supplying fuel and of it separate duct for supplying air to the combustion chamber on one side of the combustion chamber while the exhaust port is on the opposite side det, because then the gas flow runs across the furnace and not moved along side walls in which openings to supply part of the for combustion of the Brenn necessary air can be arranged; a Arrangement of this opening or openings in the Deckenbe the combustion chamber is not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Glas schmelzofen der betreffenden Art zu schaffen, der ohne einen langen Flammenweg auskommt, entlang dem ein Teil der zur Verbrennung des Brennstoffes notwendigen Luft zuge führt wird und mit dem trotzdem eine Stufenverbrennung möglich ist.The invention has for its object a glass to create melting furnace of the type in question without a long flame path along which part of the air required for the combustion of the fuel is led and with which nevertheless a stage combustion is possible.

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.

Der Grundgedanke dieser Lehre besteht darin, die Öff nung für die Zuführung eines Teils der zur Verbrennung des Brennstoffes notwendigen Luft als Düse auszubilden und so diesen Teilluftstrom entgegen der Richtung des aus der Abgasöffnung abströmenden Abgases in die Brennkammer zu leiten. Dort bildet sich ein Wirbel, dem seitlich die aus der Düse austretende Teilluft zugeführt wird, um so die vollständige Verbrennung des Brennstoffes zu bewirken. Ohne diese Teilluft arbeitet der Glasschmelzofen im unter stöchiometrischen Bereich, und erst durch die Teilluft wird dann die Stöchiometrie herbeigeführt.The basic idea of this teaching is that the public for the supply of part of the for the combustion of the Fuel necessary air to form as a nozzle and so this partial air flow against the direction of the Exhaust gas flowing into the combustion chamber conduct. A vortex is formed there, to the side of which Partial air exiting the nozzle is supplied so that to cause complete combustion of the fuel. Without this partial air, the glass melting furnace works in the under stoichiometric range, and only through the partial air the stoichiometry is then brought about.

Die Düse für die Teilluft ist zweckmäßigerweise ober halb der Abgasöffnung angeordnet, so daß das Abgas entlang der Oberfläche der Glasschmelze abströmen kann. Die Düse für die Teilluft kann horizontal gerichtet sein, so daß die aus ihr in die Brennkammer strömende Teilluft im we sentlichen quer zur Richtung der Strömung eines in der Brennkammer ausgebildeten Wirbels in dessen äußeren Be reich zuströmen kann. Es ist aber auch zweckmäßig, die Düse für die Teilluft schräg nach unten zu richten, so daß sie wenigstens teilweise entgegen der Strömungsrichtung im äußeren Bereich eines in der Brennkammer ausgebildeten Wirbels zuströmt. Dadurch kann sich eine bessere Einmi schung der Teilluft in den Flammenwirbel ergeben. Gemäß einer anderen zweckmäßigen Weiterbildung ist die horizon tal gerichtete Düse für die Teilluft in einer solchen Höhe angeordnet, daß die aus ihr austretende Luft über die von der Düse zur Zufuhr von Brennstoff gebildete Flamme gerichtet ist. Dadurch trägt die Teilluft zur Ausbildung eines Flammenwirbels in der Brennkammer bei.The nozzle for the partial air is expediently upper arranged half of the exhaust port so that the exhaust gas along can flow off the surface of the glass melt. The nozzle for the partial air can be directed horizontally, so that the partial air flowing from it into the combustion chamber in the white substantial transverse to the direction of flow one in the Combustion chamber trained vortex in its outer loading can flow in richly. But it is also appropriate that To direct the nozzle for the partial air downwards so that they at least partially against the direction of flow in outer region of a formed in the combustion chamber Vortex flows in. This can result in a better Einmi of the partial air in the flame vortex. According to Another useful training is the horizon valley directed nozzle for the partial air in such a Arranged height that the air emerging from it over the flame formed by the fuel supply nozzle is directed. As a result, the partial air contributes to training of a vortex of flame in the combustion chamber.

Eine zweckmäßige Weiterbildung besteht darin, daß meh rere Düsen zur Zufuhr von Brennstoff, mehrere Kanäle zur Zufuhr von Luft, mehrere Abgasöffnungen und mehrere Düsen zur Zuführung von Teilluft quer zur Strömungsrichtung der Düsen bzw. Öffnungen nebeneinander angeordnet sind. Dies bedeutet, daß der erfindungsgemäße Glasschmelzofen als Querflammenschmelzofen ausgebildet ist.A useful training is that meh more nozzles for supplying fuel, several channels for Air supply, multiple exhaust ports and multiple nozzles for supplying partial air transversely to the flow direction of the Nozzles or openings are arranged side by side. This means that the glass melting furnace according to the invention Cross flame melting furnace is formed.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an einem Aus führungsbeispiel näher erläutert werden.Based on the drawing, the invention is intended to be at an off example will be explained in more detail.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Glas schmelzofens gemäß der Erfindung schematisch in einem Horizontalschnitt, Fig. 1 shows an embodiment of a glass melting furnace according to the invention schematically in a horizontal section,

Fig. 2 ist ein vergrößerter schematischer Schnitt II-II durch Fig. 1, Fig. 2 is an enlarged schematic section II-II through Fig. 1,

Fig. 3 ist ein vergrößerter, mehr Einzelheiten zei gender Teilschnitt durch den linken oberen Teil der Brennkammer gemäß Fig. 2, und Fig. 3 is an enlarged, more detailed zei gender partial section through the upper left part of the combustion chamber of FIG. 2, and

Fig. 4 entspricht Fig. 3 und zeigt eine Abwandlung davon. Fig. 4 corresponds to Fig. 3 and shows a modification thereof.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Ofen 1, dessen unterer Teil eine Glasschmelzwanne 2 bildet, in der sich ein Roh gemenge 3 aus Glas befindet, das durch Abflußkanäle 4 ab fließen kann. Auf dem Rohgemenge 3 befindet sich Glasge menge 5, über das dicht eine Flamme hinwegstreicht, die durch Pfeile 6 in Fig. 2 angedeutet ist und die in einen durch Pfeil 7 angedeuteten Flammwirbel übergeht. Figs. 1 and 2 show a furnace 1 whose lower part forms a glass melting tank 2, located in a crude mixture 3 of glass, which can flow through effluent channels 4 from. On the raw batch 3 there is glass batch 5 , over which a flame sweeps tightly, which is indicated by arrows 6 in FIG. 2 and which merges into a flame vortex indicated by arrow 7 .

Zur Flammbildung befindet sich in einer Wand 8 des Ofens 1 eine Öffnung 9, in die dicht eine Düse 10 einer Strahlpumpe 11 eingesetzt ist, die über eine Gasdrucklei tung 13 Brenngas erhält und über eine nicht dargestellte Saugleitung Abgas aus einer Kammer 14, in die Abgas aus einer durch den oberen Teil des Ofens 1 gebildeten Brenn kammer 16 in Richtung eines Pfeiles 17 durch eine Abgas öffnung 18 und einen Abgaskanal 19 strömt. Wie bei einem nach dem Regenerativprinzip arbeitenden Glasschmelzofen durchströmt das Abgas in der Kammer 14 nach unten ein Git terwerk 20, das dadurch erhitzt wird. Weiter gelangt dann das Abgas über eine Abgasleitung 21 und einen Schieber 22 sowie einen Zug 23 in Richtung eines Pfeiles 24 zu einem nicht dargestellten Kamin.For flame formation, there is an opening 9 in a wall 8 of the furnace 1 , into which a nozzle 10 of a jet pump 11 is inserted, which receives fuel gas via a gas pressure line 13 and exhaust gas from a chamber 14 into the exhaust gas via a suction line (not shown) from a combustion chamber 16 formed by the upper part of the furnace 1 in the direction of an arrow 17 through an exhaust opening 18 and an exhaust duct 19 flows. As in a glass melting furnace operating on the regenerative principle, the exhaust gas flows downward in the chamber 14 through a grid 20 , which is thereby heated. Then the exhaust gas passes through an exhaust pipe 21 and a slide 22 and a train 23 in the direction of an arrow 24 to a chimney, not shown.

In der bei einem nach dem Regenerativsystem arbeiten den Glasschmelzofen üblichen Weise ist dieser spiegelbild lich ausgeführt, so daß alle bisherigen, in Verbindung mit der Erzeugung und Führung der Flamme verbundenen Teile spiegelbildlich doppelt ausgeführt sind. Die Arbeitsweise des Glasschmelzofens kehrt in gewissen Zeitabständen um, so daß jeweils für die Verbrennung des Brennstoffes erfor derliche Luft durch ein zuvor durch Abgas erhitztes Git terwerk 20 angesaugt und vorgewärmt wird und dieser Vor gang nach einer vorbestimmten Zeitspanne umkehrt, wobei natürlich die Speisung der Düsen 10 umgekehrt wird. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich nur auf eine der beiden möglichen Betriebszeiten, in der die Speisung der rechten Düse mit Brenngas erfolgt, während die linke Düse 10 nicht gespeist und damit außer Betrieb ist. Bei diesem Betrieb gilt das durch die Pfeile 6 und 7 angedeutete Flammbild.In the usual way for the glass melting furnace to operate according to the regenerative system, this is mirror-inverted, so that all previous parts connected with the generation and control of the flame are mirror-inverted. The operation of the glass melting furnace reverses at certain time intervals, so that air required for the combustion of the fuel is sucked in and preheated by a previously heated exhaust gas grid 20 and this process reverses after a predetermined period of time, of course the supply of the nozzles 10 is reversed. The following description relates only to one of the two possible operating times in which the right nozzle is supplied with fuel gas, while the left nozzle 10 is not supplied and is therefore out of operation. In this operation, the flame pattern indicated by arrows 6 and 7 applies.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, befindet sich auf der der Düse 10 und der Öffnung 15 für die Brennluft gegen überliegenden Seite der Brennkammer 16 innerhalb einer Seitenwand 25 eine in dieser Darstellung nur schematisch angedeutete Düse 26, die über eine Leitung 27, ein Ventil 28, eine Leitung 29, eine Strahlpumpe 30 und eine Leitung 31 Teilluft aus der rechten Kammer 14 erhält, aus der auch Luft über die Öffnung 15 in die Brennkammer 16 strömt. Aus der Düse 26 tritt Teilluft in Richtung eines Pfeiles 32 mit solcher Geschwindigkeit aus, daß diese Teilluft die äußeren Bereiche des durch Pfeil 7 angedeuteten Flammwir bels erreicht und somit der dortigen Flamme zugemischt wird. Das Mengenverhältnis der aus der Öffnung 15 in die Brennkammer 16 strömenden Luft zu der aus der Düse 16 zu geführten Luft ist so gewählt, daß bei Abwesenheit der Teilluft aus der Düse 26 ein unterstöchiometrischer Be trieb erfolgt und erst die zusätzlich durch die Düse 26 in Richtung des Pfeiles 32 zugeführte Teilluft Stöchiometrie wie bei der Stufenverbrennung üblich erreicht wird. Von Bedeutung ist, daß die Teilluft aus der Düse 26 entgegen der Abströmrichtung des Abgases in Richtung des Pfeiles 17 eingeleitet wird.As is apparent from Fig. 2, is located on the nozzle 10 and the opening 15 for the combustion air side opposite to the combustion chamber 16 within a side wall 25 only schematically indicated in this illustration the nozzle 26 via a line 27, a valve 28 , a line 29 , a jet pump 30 and a line 31 receives partial air from the right chamber 14 , from which air also flows through the opening 15 into the combustion chamber 16 . Partial air emerges from the nozzle 26 in the direction of an arrow 32 at such a speed that this partial air reaches the outer regions of the flame flame indicated by arrow 7 and is thus mixed with the flame there. The quantitative ratio of the air flowing from the opening 15 into the combustion chamber 16 to the air supplied from the nozzle 16 is chosen so that in the absence of the partial air from the nozzle 26, a substoichiometric loading takes place and only through the nozzle 26 in the direction Partial air supplied by arrow 32 stoichiometry is achieved as is customary in stage combustion. It is important that the partial air is introduced from the nozzle 26 in the direction of arrow 17 against the outflow direction of the exhaust gas.

In Fig. 2 ist die Düse 26 schematisch mit ausgezogenen Linien mit horizontaler Ausrichtung dargestellt. Eine ge nauere Darstellung des Glasschmelzofens 1 im Bereich der Düse 26 ist in Fig. 3 gezeigt. Dort ist deutlich zu erken nen, daß die Düse 26 einen verengten Querschnitt hat, um die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen.In FIG. 2, the nozzle 26 is shown schematically by solid lines with horizontal orientation. A more detailed representation of the glass melting furnace 1 in the region of the nozzle 26 is shown in FIG. 3. There it can be clearly seen that the nozzle 26 has a narrowed cross section in order to increase the flow rate.

In Fig. 2 ist mit gestrichelten Linien eine schräg nach unten auf das Glasgemenge 5 gerichtete Anordnung der Düse 26′ angedeutet, aus der Teilluft in Richtung eines Pfeiles 32′ strömt. Diese alternative Anordnung und Aus richtung der Düse 26′ ist im einzelnen näher in Fig. 4 dargestellt, die bis auf diese andere Anordnung der Düse 26′ der Fig. 3 entspricht.In Fig. 2, dashed lines an obliquely downward directed towards the glass batch 5 arrangement of the nozzle 26 'indicated, from the partial air in the direction of an arrow 32 ' flows. This alternative arrangement and direction of the nozzle 26 'is shown in more detail in Fig. 4, which corresponds to this other arrangement of the nozzle 26 ' of FIG. 3.

Claims

1. Glass melting furnace, with a combustion chamber on one side of which a nozzle for supplying fuel into the combustion chamber and a separate duct for supplying partial air into the combustion chamber are arranged and the opening downstream of the nozzle for supplying fuel for supplying part of the air required for the combustion of the fuel and has an exhaust gas opening, characterized in that the opening for supplying the partial air is designed as a nozzle ( 26 ) and arranged together with the exhaust gas opening ( 18 ) on one of the side walls opposite the side is.

2. Glass melting furnace according to claim 1, characterized in that the nozzle ( 26 ) for the partial air above the gas opening ( 18 ) is arranged.

3. Glass melting furnace according to claim 1, characterized in that the nozzle ( 26 ) for the partial air is directed horizontally ( Fig. 3) or obliquely downwards ( Fig. 4).

4. Glass melting furnace according to claim 3, characterized in that the horizontally directed nozzle ( 26 ) for the partial air is arranged at such a height that the part air emerging from it via the flame formed by the nozzle ( 10 ) for supplying fuel is directed.

5. Glass melting furnace according to claim 1, characterized in that a plurality of nozzles ( 10 ) for supplying fuel, channels ( 15 ) for supplying air, exhaust gas openings ( 18 ) and nozzles ( 26 ) for supplying partial air are arranged side by side.