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Brenner mit nach abwärts gerichteter Flamme für Heizzüge von Öfen
Die Erfindung betrifft einen Brenner mit nach abwärts gerichteter Flamme für Heizzüge
von Öfen mit schräg zueinander liegenden, durch Schieber abdeckbaren Düsen für die
getrennte Zuführung von Gas und Luft.
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Brenner mit nach abwärts gerichteter Flamme für Heizzüge von Öfen,
beispielsweise für senkrechte Heizzüge eines Gaserzeugungsofens, bestehen üblicherweise
aus in einem Brennerstein vorgesehenen oder im Ofenmauerwerk liegenden, durch Schieber
abdeckbaren, düsenartigen Brennerdurchgängen für die getrennte Zuführung von Gas
und Luft. Jeweils der eine dieser Durchgänge ist dabei an den entsprechenden, über
den Durchgängen liegenden und über die Länge der Heizzugwand laufenden Gas- oder
Luftkanal angeschlossen. Die Achsen dieser Brennerdurchgänge erhalten oft noch eine
Neigung zueinander, die dann die Lage des Treff- oder Schnittpunktes der beiden
Heizmittelströme, d. h. den Punkt höchster Temperaturentwicklung, bestimmt. Die
Durchtrittsmenge der Heizmittel wurde bisher durch über der Eintrittsfläche der
Düsen verschiebbar angeordnete Abdeckplatten (Schieber) geregelt.
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Dabei wurde im Schnittpunkt der Heizmittelströme eine dem vorgesehenen
Zweck angepaßte Heiztemperatur erreicht, die sich ein Stück weit in den Heizzug
hinein fortsetzte.
Ein Verlängern oder ein Verkürzen dieser Temperaturstrecke
war jedoch mit der bisher üblichen Brennerausbildung nicht möglich. Die in Achsenrichtung
der Düsen strömenden Gas- und Luftmengen traten stets in voller Breite der Düsenaustrittsöffnungen
aus diesen aus, da die über der Eintrittsöffnung liegenden Abdeckplatten wohl die
Größe der Eintrittsfläche und damit die Durchtrittsmenge der Heizmittel bestimmten,
unterhalb der Platten die durchgetretene Heizmittelmenge sich jedoch über den ganzen
Düsenquerschnitt ausbreitete: , Demgegenüber kann mit dem Brenner nach der Erfindung
sowohl eine Regelung der Heizmittelmenge als auch eine Regelung der Flammenlänge
bewirkt werden. Erreicht wird dies dadurch, daß bei Brennern mit nach abwärts gerichteter
Flamme für Heizzüge von Öfen, die aus durch Schieber abdeckbaren Düsen für die getrennte
Zuführung von Gas und Luft bestehen-erfindungsgemäß die von der Eintrittsseite der
Heizmittel her auswechselbar angeordneten Schieber als die Tiefe der Düsen ausfüllende
Einsatzstücke ausgebildet sind. Bei dieser Bauweise werden die für die Heizmittelführung
wesentlichen Düs enaustrittsöffnungen teilweise abgeschlossen. Eine versetzte
Anordnung der Einsatzstücke, die vorteilhaft aus dem gleichen Werkstoff wie der
Brennerstein bzw. das Brennermauerwerk bestehen und die innerhalb der Brennerdurchgänge
verschiebbar ausgebildet sind, indem sie beispielsweise mit Auflagerköpfen versehen
werden, bewirkt versetzt zueinander liegende Austrittsöffnungen der Heizmittel.
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Dadurch treffen die Heizmittelströme je nach Lage der Einsatzstücke
in der Düsenaustrittsöffnung nur mit einem größeren oder kleineren Teil ihrer Breite
aufeinander, während der übrige Teil der Heizmittelströme ein Stück mit gleichlaufend
im Heizzug zieht und sich erst allmählich miteinander vereinigt. Es tritt eine verzögerte
Verbrennung ein, durch die die Temperaturstrecke unter Einhaltung einer bestimmten
Temperatur verlängert wird. Das Maß der Verlängerung oder Verkürzung dieser Strecke
wird durch das Versetzen der Einsatzstücke in den zusammenwirkenden beiden Brennerdüsen
bestimmt. Die erfindungsgemäßen Einsatzstücke dienen gleichzeitig zur Mengenregelung
der Heizmittel. Dabei ist es zweckmäßig, an Stelle eines größeren Stückes mehrere
kleine vorzusehen und durch Entfernen oder Einsetzen dieser unter Beachten der versetzten
Anordnung der Einsatzstücke die Größe der Gas- und Luftaustrittsöffnungen zu bestimmen.
Gegebenenfalls kann man zur Regelung der Heizmittelmengen innerhalb der vorgesehenen
Heizmitteldurchgänge noch Schieberplatten benutzen.
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Man hat zwar bei Brennern mit abwärts gerichteter Flamme schon vorgeschlagen,
an der Eintrittsstelle der Brennerdurchgänge walzenförmige Schieber mit schlitzartigen
in Längsrichtung dieser Schieber liegenden Durchtrittsöffnungen für die Heizmittel
vorzusehen, um bei zueinander gerichteter Schrägstellung dieser Durchtrittsöffnungen
durch entsprechende Drehung der Schieber den Schnittpunkt der Heizmittelströme ortsveränderlich
machen zu können. Dabei trafen aber immer die Heizmittelströme in der ganzen Länge
der Schieberschlitze bzw. der Brennerdurchgänge aufeinander. Die gleiche Wirkung
lag bezüglich der wesentlichen Brennerdurchgänge auch dann vor, wenn die Durchtrittsöffnungen
der Schlitzschieber beim Verschieben in Längsrichtung durch das als Auflager dienende
Brennermauerwerk teilweise abgedeckt wurden. Die vorbekannte Schieberausbildung
entspricht somit in bezug auf die Brenneraustrittsöffnungen einem auf dem Brennerstein
bzw. dem Brennermauerwerk geführten Kastenschieber. überdies ist die Bewegung solcher
Schieber in Düsenlängsrichtung für die Innehaltung der not-«-endigen Auflager- und
Abdeckfläche infolge der kurzen Entfernung zwischen zwei in einer Heizzugwand hintereinanderliegenden
Brennerdurchgängen sehr gering.
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In der Zeichnung stellen Abb. i und 2 ein Ausführungsbeispiel eines
bekannten Brenners mit nach abwärts gerichteter Flamme, Abb. 3, .I und 5 ein Ausführungsbeispiel
eines Brenners nach der Erfindung dar.
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In Abb. i liegt der beispielsweise über die Länge einer Heizwand sich
erstreckende Luftkanal i gleichlaufend neben dem ebenso geführten Heizgaskanal 2
oberhalb des Brennersteines 3. d. ist der Brennerdurchgang für die Luft, 5 der Brennerdurchgang
für das Gas. 6 ist die den Heizzug 7 umschließende Heizzugwand, in den die abwärts
gerichtete Flamme hineinbrennt. Die strichpunktierten Linien ä, die sich im Schnittpunkt
9 treffen, stellen die Achsen der Gas- und Luftdurchtrittsöffnungen q. und 5 dar.
Die die Brennerdurchgänge .4 und 5 durchströmenden Luft-und Gasmengen werden durch
die Abdeckschieber io und ii geregelt. Bei dieser Brennerausbildung breiten sich
die Verbrennungsmittel über die ganze Querschnittfläche der Brennerdurchgänge .4
und 5 aus und treffen als gleich breite Ströme im Schnittpunkt 9 aufeinander.
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Abb. 2 stellt einen Grundriß der in Abb. i dargestellten Brennerbauweise
dar.
In Abb. 3 liegen der Luftkanal i i und der Gaskanal i2 wiederum
über dem Brennerstein 13, in dem der Brennerdurchgang 14 für die Luft und 15 für
das Gas angeordnet ist. Beide Durchgänge münden in den Heizzug 16, der von den Heizzugwänden
17 begrenzt ist. Die Achsen 18 und 19 der beiden Brennerdurchgänge
treffen sich im Schnittpunkt 2o. Die Neigung dieser Achsen und demgemäß ihr Schnittpunkt
haben die gleiche Lage wie die der Achsen 8 bzw. ihres Schnittpunktes 9.
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In den Brennerdurchgängen 14 und 15 liegen nun die von der Eintrittsseite
der Heizmittel her auswechselbar angeordneten Schieber 2i und 22 als die Tiefe der
Brennerdurchgänge ausfüllende Einsatzstücke. Sie sind mit Auflagerköpfen 23 und
24 versehen, die gleichzeitig ein Verschieben der Stücke ermöglichen.
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Abb. 4 zeigt einen Grundriß der in Abb. 3 dargestellten Bauweise.
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Abb. 5 stellt einen Längsschnitt durch die Brennerbauweise nach Abb.
3 dar, wobei die Heizzugwände 25 und 26 die beiden anderen Begrenzungswände des
Heizzuges 16 bilden.
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Die erfindungsgemäße Brennerausbildung wirkt sich besonders zweckmäßig
bei Brennern mit zueinander gerichteter Schrägstellung ihrer Durchtrittsöffnungen
aus; sie ist in gleicher Weise aber auch bei Brennern mit gleichlaufend geführten
Brennerdurchgängen, anwendbar.
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Die Brenner eignen sich besonders für die Beheizüng von Vertikalkammeröfen
zur Entgasung von Brennstoffen, deren Entgasungsräume senkrechte Heizzüge besitzen,
die von oben nach unten beheizt werden. Bei diesen Ofen tritt, insbesondere wenn
sie kontinuierlich betrieben werden, bei einem Wechsel in der Beschaffenheit der
Kohle das Bedürfnis ein, die festgelegte Flammenlänge zu verändern, d. h. die Hauptverbrennung
tiefer zu legen oder überhaupt eine verzögerte Verbrennung in den Heizzügen herbeizuführen.
Bei Öfen mit hohen Entgasungskammern finden die Brenner nach der Erfindung vorteilhafte
Anwendung. Es ist mit Hilfe solcher Brenner möglich, bei wechselnder Kohlebeschaffenheit
gleichbleibende Entgasungsergebnisse zu erzielen. Dies gilt im stärksten Maße für
Ofen, in denen Gase von bestimmter Zusammensetzung, z. B. Synthesegas, erzeugt werden,
weil durch diese Brenner die Möglichkeit geschaffen ist, die Haupttemperatur in
den Heizzügen an die Stelle zu legen, wo je nach der Beschaffenheit des Brennstoffes
bzw. je nach der Art und Menge der in den Brennstoff etwa eingeführten Gase und
Dämpfe die Hauptwärme zur Durchführung der Reaktionen benötigt wird.