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Steinbrenner zur Beheizung von Industrieöfen Die Erfindung bezieht
sich auf Steinbrenner zur Beheizung von Industrieöfen, bei denen Gas und die gesamte
Verb@rennungsluft am Anfang eines im Bren.nerstein ausgesparten, sich kegelig erweiternden
Verhrennungskanals zugeführt wird; wobei das Gas um das zentrisch angeordnete Luftzufüh.-rungsrohr
awstritt.
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Durch die Erfindung wird die Aufgabe ger löst, einen zur Beheizung
von Industrieöfen geeigneten Steinhrenner zu schaffen, in dem gleichzeitig Heizgas
und Heizöl unter Erzengung hoher Ofentemperaturen verbrannt werden können..
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Es sind kombinierte Brenner zur gleichzeitigen Verbrennung von Heizgas
und Hetizöl bekannt, bei denen das Heizöl mit eineue Teil der Verbrennungsluft unter
Bildung eines brennbaren Gemisches. zerstäubt werden so,lt. Der Rest der Verbrennungsluft
und düs Brenngas werden dann mit dem durch Zerstäubung des Öls erhaltenen Brenngemisch
umgesetzt. Diese Brennerart ist jedoch, ,für Hochtemperaturbfen nicht brauchbar,
weil
nach kurzer Zeit das Mischrohr des Brenners durch die starke
Wärmeentwicklung des Ofenraumes derart erhitzt wird, daß sich das Gemisch aus Öl
und Luft im Mischrohr entzündet, d. h. der Brenner zurückschlägt.
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Außerdem haben Brenner, bei denen zur Zerstäubung des Heizöls nur
ein Teilstrom der Verbrennungsluft benutzt wird, den .Nachteil, daß das Heizöl,
namentlich dann, wenn es sich um ein zähflüssiges handelt, nicht ausreichend fein
aufgeteilt wird.. Das Öl gelangt dann in Form von verhältnismäßig großen Tropfen
in die Reaktionszone des Brenners, wo es sich nicht schnell genug im Verhältnis
zur Gasgeschwindigkeit umsetzt, sondern umverbrannt vor dem Brenner auf der Ofensohle
oder an den Ofenwänden abgeschieden wird. Dieser vielfach als Spucken des öl.s eines
Ölbrenners bezeichnete Vorgang und die. damit einhergehende unvollständige Verbrennung
des Heizöls setzt natürlich die Heizwirkung des Brenners stark herab, und z-,var
in einem solchen :4usmaß, daß keine Verbesserung des kombinierten Öl-Gas-Luft-Brenners
gegenüber einem Gas-Luft-Brenner feststellbar ist.
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Es sind ferner Brenner bekannt, die wahlweise zur Beheizung mit Öl
oder Gas dienen. Hierbei wird das Gaszuführungsroh.r zentrisch von dem Heizölzuführungsrohr
durchsetzt, während das Luftzuführungsrohr wiederum um das Gaszuführungsrohr herum
angeordnet ist.
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Bei sämtlichen bekannten Brennern zur Verbrennung von Gas und
Öl handelt es sich um solche mit metallischem Gehäuse, bei denen nicht die
Heizmittel am Anfang eines sich kegelig erweiternden Steinkanals zugeführt «,-erden.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß innerhalb des in den Ansaugkanal
des Brennersteines hineinragenden Luftzuführungsrohres zentrisch ein kurz vor der
Mündung desselben endender Zerstäuberkopf für die Zuführung von Heizöl angeordnet
i!st. Bei diesem Brenner entsteht also der Ölnebel im Kern eines - Verbrennungsluftstromes,
der von einem Gasstrom umhüllt wird. Der Brenner gibt eine erheblich verbesserte
Heizleistung, die sich folgendermaßen erklären läßt.
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Die gesamte Verbrennungsluft wird zur Zerstäubung des. Heizöls ausgenutzt,
d. h. es wird eine sehr weitgehende Aufteilung und Vernebelung des Heizöls erreicht.
Die Wärmestrahlung der bei der Verbrennung von Heizgas und Luft in den Randzonen
des Gemisches entstehenden glühenden Gasmassen liefert die Wärme zur restlosen Verdampfung
des im Kern des Gemisches entstandenen Ölnebels. Schließlich können die Öldämpfe
mit den inneren Schichten des Luftstromes verbrennen, ohne daß diese Reaktion durch
das in den Randzonen des Gemisches entstandene Rauchgas verzögert wird.
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Infolge der Verbrennung der Heizmittel in dem im Brennerstein ausgesparten
Kanal arbeitet derselbe ferner vollkommen rückschlagsicher. Die Verbrennung in dem
Steinkanal hat ferner den Vorteil, daß auch Öltropfen, die in den heißen Steinkanal
fallen, dort augenblicklich verdampft «-erden. so daß auch sch-,versiedende Heizöle
vollständig verbrannt sind, bevor die Abgase in den Ofenraum gelangen.
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Der Brenner eignet sich daher hervorragend für die Lösung erhöhter
Belieizungsaufgaben, bei denen die Temperatur des Ofenraumes ieweils bedeutend über
das gewöhnliche lfaß gesteigert werden muß und für diese vorübergehende stärkere
Wärmeentwicklung weder auf größere Gasmengen noch auf eine Vor@värinung der Heizmittel
zurückgegriffen werden kann.
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In der Zeichnung ist in Abb. i ein Längsschnitt durch einen gemäß
der Erfindung ausgebildeten Steinbrenner dargestellt.
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Abb. 2 gibt einen Schnitt durch das Düsenrohr mit der darin angeordneten
Ölzuführung in vergrößertem Maßstab wieder.
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In -,IM. i ist mit i der aus einem geeigneten feuerfesten Baustoff,
beispielsweise Sillimanit, bestehende Steinbrenner bezeichnet, der einen kegeligen
Brennkanal 2 und rückwärts einen kegeligen Ansaugkanal 3 besitzt, die miteinander
an der engsten Stelle bei 4 die -Mischdüse bilden. Die Kanäle 2 und 3 können auch
eine andere Form besitzen, wesentlich ist nur, daß an ihrer Verhiiidung eine düsenförmige
Verengung d vorgesehen ist.
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Der Brennerstein sitzt unter Vermittlung eines geeigneten Dichtungsstoffes
3 in einem 1:Ietallgehäuse 6, mittels dessen er an dem Ofenkopf oder an der Ofenwandbewehrung
befestigt wird.
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In dem Gehäuse 6 ist eine Kammer 7 vorgeise:hen., die durch die Öfinung
8 mit derb Ansaugkanal 3 des Brennersteines in Verbindung steht.
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In der rückwärtigen Wand 9 der Kammer 7 ist in einer geeigneten Öffnung
ein Düsenrohr io mittels Schraube ii vorzugsweise radial und axial einstellbar befestigt.
Das Düsenrohr io ragt in den Ansaugkanal3 des Brennersteines hinein und trägt am
Ende eine vorzugs-,veise aus hitzebeständigem Baustoff bestehende Düse i2, die in
einem bestimmten Abstand von der -Mischdüse a,. endigt. so daß zwischen der Wandung
des =@nsaugkanals 3 und der Düse 12 ein Ringschlitz 13 entsteht, durch den das Gas
austreten kann.
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An dem Düsenrohr io sind außen scliraut@etiförmia
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Leitflächen 14. vorgesehen, welche dem durch den Ansaugkanal 3 strömenden Gas eine
Drallbewegung erteilen.
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Das Düsenrohr io mündet rückwärtig in eine Kammer 15 des Brennergehäuses
6, die mit einem Anschlußstutzen 16 versehen isst, durch den die unter einem geringen
Überdruck stehende Verbrennungsluft eingeleitet wird;.
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Der für den Brenner vorzugsweise anzuwendendeLuftdruck ist etwa 200
mm Wassersäule.
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Das Gas wird in die Gehäusekammer 7 durch den Anschlußstutzen 17 eingeleitet.
Es genügt, dasselbe mit dem üblichen Druck der städtischen Gasverteilungsnetze,
d. h. etwa 5o bis 7o mm Wassersäule, einzuführen.
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Innerhalb des Düsienrohres io ist nun., wie insbesondere, aus Abb.
2 ersichtlich, ein Ölzuführungsrohr i8 vorgesehen, das an den Ölzuführungsstutzen
ig an der Rückseite des Brennergehäuses 6 angeschlossen ist. Das Ölzuführungsrohr
18 ist gleichachsig innerhalb des Düsenrohres io angebracht und ist sowohl radial
wie axial einstellbar. Das Rohr 18 endigt in einem im -,vesentlichen zylindrischen
Zerstäuberkopf 2o, der am Umfang mit einer Reihe von schräg verlaufenden Rillen2i
versehern ist. Der Zerstäuberkopf läuft nach dem Ende des Düsenrohres io in eine
ringförmige Schneide 22 aus. Unterhalb, des Zerstäuberkopfes,sind in dem Zu,führrohr
18 schräg verlaufende Olaustritte 23 vorgesehen, durch die das Öl in sehr dünnen
Strahlen auf das Ende leas Zerstäuberkopfes 2o aufgespritzt wird. Es genügt, das
Heizöl durch das- Zuführrohr 18 mit einem Druck einzuleiten, der einem natürlichen
Gefälle von etwa 2.m entspricht. Durch zweckmäßige Anordnung des Ölvo.rratsbehälters
kann dieser Druck ohne weiteres erreicht werden. An dem ölzuführrohr i8 sind innerhalb
des Düsenrohres i o eine Reihe von schraubenförmgen Leithlechen 2q. vorgesehen,
die so angeordnet sind, daß sie der durch das Düsenrohr zuströmenden Luft eine Dralbewegung
erteilen, die entgegengesetzt zu der Richtung der Verteilerrillen 21 auf dem Zerstäuberkopf
20 verläuft. Dadurch wird eine, entgegengesetzte Bewegung zwischen Heizöl und der
zerstäubenden Luft an der Oberfläche des Zerstäuberköpfes 20 erzielt, und diese
entgegengesetzte Bewegung wirkt sich dahin aus, daß das Heizöl in feinsten Tröpfchen
von. der ringförmigen Schneide z2 des Zerstäuberkopfes abgelöst bzw. vernebelt wird.
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Vorzugsweise ist ferner die Richtung der schraubenförmaigen Leifbleehe
14 ebenfalls entgegengesetzt der Richtung der schraubenförmigen Leitbleche 24. im
Düsenrohr, so daß auch die den Ölnebel tragende Luft mit einem der Bewegung des
Gases entgegengesetzten Drall in den Verbrennungskanal 2 einströmt. Durch diese
entgegengesetzte Bewegung wird eine schnelle innige Mischung und damit eine kurze
Verbrennung von hoher Temperatur erreicht.