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Einrichtung zum Kühlen von Brennern für gasförmige Brennstoffe Auf
Grund der Erkenntnis, daß bei Brennern für gasförmige Brennstoffe die kinetische
Energie des Gases etwa gleich derjenigen der Verbrennungsluft sein muß, um das Zerflattern
der Flamme, das Ablenken aus der Mittelachse und das Durchschlagen des einen ?Mediums
durch den Strahl des anderen Mediums zu verhindern, ist ein Brenner entwickelt worden,
bei welchem die Zuführungskanäle für Gas und Luft miteinander einen Winkel bilden,
der wahlweise mit Gasen verschiedener Heizwerte, Gasen und Luft verschiedener Vorwärmung
sowie verschiedener Verbrennungseinstellungen (verschiedener Luftüberschußzahlen)
betrieben werden kann.
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Diese zweckmäßig aus Gußeisen bestehenden Brenner werden am Ort ihrer
Verwendung, also beispielsweise in Glühöfen, in besonderen feuerbeständigen Steinen
eingesetzt, sind also allseits gegen zu hohe Wärmeaufnahme geschützt. Dies trifft
in diesem Umfang nicht zu für die Berührungsstelle der beiden Zuführungskanäle,
so daß es notwendig ist, .diese Stelle am Brenner besonders zu kühlen, insbesondere
dann, wenn der Brenner abgestellt wird und der rückstrahlenden Hitze aus dem Ofeninnern
ausgesetzt ist.
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Gemäß der Erfindung soll nun eine zu hohe Erhitzung des Brennerwerkstoffes
an der Berührungsstelle der beiden Brennerkanäle dadurch vermieden werden, daß der
zwischen den beiden Zuführungskanälen liegende Raum durch eine in die Wandungen
dieser beiden Kanäle übergehende stegartige Wand an der der Berührungsstelle der
beiden Zuführungskanäle abgekehrten Seite abgeschlossen und an den
Seiten
zum Zutritt von Kühlmitteln offen ist. Durch Hindurchleiten eines geeigneten Kühlmittels,
wie z. B. Luft, durch den so gebildeten Raum wird für einen entsprechenden Wärmeentzug
an dieser gefährdeten Stelle des Brenners in einfacher und zugleich zuverlässiger
Weise Sorge getragen.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung können zur Unterstützung des
Kühlvorganges an den offenen Seiten des zwischen den Zuführungskanälen liegenden
Kühlraumes als Zu- bzw. Abführungsstutzen für das Kühlmittel schräg seitlich von
der Berührungsstelle der Zuführungskanäle nach der Außenwand des Ofens zu verlaufende
Taschen vorgesehen sein. Auf diese Weise wird die Wärme an der Berührungsstelle
zwischen den beiden Zuführungskanälen seitlich abgeleitet, und darüber hinaus hat
das Kühlmedium eine vergrößerte Berührungsfläche, so daß insgesamt eine gesteigerte
Kühlwirkung erzielt wird. Diese zweckmäßig zugleich mit dem gesamten Brenner angegossenen
Taschen können bis zum Rand der Ofenwand nach auswärts führen oder auch nur auf
eine bestimmte Strecke dieser Entfernung, wobei dann die Reststrecke durch entsprechende
Aussparungen im Mauerwerk zu einer Art Kanal ausgebildet werden kann. Es können
aber auch unmittelbar an die angegossenen Kühltaschen Rohrleitungen oder ähnliche
Einrichtungen angeschlossen werden, durch welche dann die Kühlmittel einströmen
bzw. ausströmen können.
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Hat der mit den Brennern gemäß der Erfindung ausgerüstete Ofen od.
dgl. einen besonderen äußeren Abschluß aus Stahlblech od. dgl., so werden an den
Auftreffstellen der Kühlkanäle entsprechende Öffnungen in diese Bleche eingebohrt,
so daß die Kühlmittel ohne weiteres zutreten bzw. austreten können.
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Die stegartige Abschlußwand zwischen den Zuführungskanälen kann in
der durch deren Achsen gelegten Ebene in weiterer Ausbildung der Erfindung nach
der Kühlraummitte zu eingeknickt sein, um so eine Ouerschnittsverengung des Kühlraumes
an der gefährdetsten Stelle zu erreichen und damit eine Geschwindigkeitssteigerung
des Kühlmittels, wodurch wiederum verbesserte Wärmeübergangsbedingungen geschaffen
sind. Gegebenenfalls kann auch die Berührungsfläche der beiden Zuführungskanäle
selbst ähnlich verengt ausgebildet sein, um die eben geschilderte Wirkung noch weiter
zu verbessern.
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Ferner können zum gleichen Zweck in dem Kühlraum zwischen den Zuführungskanälen.
stegartige Vorsprünge od. dgl. zur Vergrößerung der wärmeabgebenden Flächen vorgesehen
sein.
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Die Kühlung selbst kann in jedem beliebigen Kühlmittel, wie Wasser,
Preßluft, Ventilatorluft, und am einfachsten durch selbsttätige Zirkulation von
Raumluft bewirkt werden.
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Natürlicher Zug kann dadurch erreicht werden, daß Kühlluft durch eine
an der einen Mündung des Kühlkanals angeschlossene Rohrleitung angesaugt und an
der anderen Kanalmündung durch eine nach aufwärts ziehende Rohrleitung abgeleitet
wird. Die Abzugsrohrleitung kann auch an einen Kamin od. dgl. angeschlossen werden,
um auf diese Weise den gegebenenfalls notwendigen Zug zu erreichen.
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Da im allgemeinen eine Kühlung der Berührungsfläche zwischen den beiden
Zuführungskanälen nur dann erforderlich sein wird, wenn der Brenner abgestellt und
damit den Einwirkungen der Strahlungshitze aus dem Ofeninnern ausgesetzt ist, kann
es zweckmäßig sein, gleichzeitig mit dem Abschalten der Verbrennungsluft diese in
den Kühlraum zwischen den Zuführungskanälen einzuleiten. Zu diesem Zweck ist ferner
noch gemäß der Erfindung eine an die Verbrennungsluftleitung mittels eines Dreiwegehahnes
od. dgl. angeschlossene Kühlleitung vorgesehen, welche in den Kühlraum zwischen
den Zuführungskanälen einmündet und durch welche nach dein Abschalten der Luftzufuhr
zum Brenner Luft zu Kühlzwecken dem Kühlraum zwischen den Zuführungskanälen zugeführt
wird.
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Die Anordnung der den Kühlraum begrenzenden stegartigen Abschlußwand
zwischen den Zuführungskanälen hat noch den weiteren Vorteil, daß damit die beiden
Zuführungskanäle selbst gut gegeneinander versteift werden, so daß nicht allein
der gesamte Brenner in außerordentlich günstiger Weise durch Gießen hergestellt
werden kann und ein in sich starres Ganzes bildet, sondern auch ein eventuell zu
befürchtendes Wachsen des Gußeisens unter dem Einfluß der Hitze nicht nachteilig
in Erscheinung treten kann.
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Die Lebensdauer des Brenners wird außerordentlich gesteigert, und
die Brennerleistung wird günstig beeinflußt.
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Inder Zeichnung ist das Wesen der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Abb. r zeigt den Querschnitt durch einen eründungsgernäßen Brenner
und Abb. 2 den Schnitt nach A-B der Abb. i ; Abb.3 stellt in schematischer Darstellung
ein Anwendungsbeispiel in Ansicht und Abb. 4 als Draufsicht dar.
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Wie aus den Abbildungen ersichtlich, bildet an dem Brenner der Zuführungskanal
für die Verbrennungsluft i mit dem Zuführungskanal für die Brenngase 2 einen Winkel;
der Brenner wird mit der den beiden Kanälen i und 2 gemeinsamen Flanschplatte 3
am Verwendungsort eingesetzt, und zwar derart, daß der Brenner von besonderen Ofensteinen
umgeben ist, wie aus Abb. 3 und ,¢ entnommen werden kann. Der Brenner ist also allseitig
durch diese Steine gegen eine zu hohe Wärmeaufnahme vom Ofeninnern her geschützt,
nicht jedoch in gleichem Maße an der Auftreffstelle q. (vgl. Abb. i und 2) zwischen
den beiden Zuführungskanälen i und 2. Diese Stelle q. ist den Einwirkungen der Strahlhitze
aus dem Ofeninnern ohne Schutz ausgesetzt, und zwar insbesondere dann, wenn der
Brenner selbst abgestellt worden ist.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, eine übermäßige Erhitzung dieser
Stelle q, am Brenner zu verhindern und damit einen Schutz der gefährdetsten Stelle
zu erreichen, um so -die Brennerleistung und darüber hinaus die Lebensdauer günstig
zu beeinflussen.
Zu diesem Zweck ist der zwischen den Zuführungskanälen
i und 2 gebildete Raum durch eine in die Wandungen dieser Kanäle i und 2 übergehende
stegartige Wand 5 nach außen hin abgeschlossen, so daß dadurch zwischen den Zuführungskanälen
i und 2 sowie der stegartigen Wand 5 ein besonderer Kühlraum 6 gebildet wird, welcher
mittels beliebiger Kühlmittel, wie beispielsweise mit Raumluft, Ventilatorluft,
Preßluft oder Wasser, gekühlt wird. Um einerseits der bei 4 aufgenommenen Wärme
eine größere metallische Abflußfläche zur besseren Wärmeverteilung zu bieten und
um andererseits ausreichende Berührungsflächen zwischen dem Kühlmittel und dem Werkstoff
des Kühlraumes 6 zu schaffen, sind ausgehend von der gefährdetsten Stelle 4 bzw.
unmittelbar an den beiden offenen Seitenflächen schräg nach auswärts verlaufende
Taschen 7 und 8 angegossen, in welche das Kühlmittel beispielsweise bei 8 eingeleitet
und bei 7 abgeleitet wird.
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In den Abb. 3 und 4 ist dargestellt, wie der vorstehend beschriebene
Brenner in einen Ofen eingebaut und in welcher Weise die Kühlung des Kühlraumes
6 bewerkstelligt werden kann. Im Mauerwerk 9 des mit einem äußeren Abschlußblech
io versehenen Ofens sind Formsteine i i vorgesehen, welche die Brenner mit den angegossenen
Taschen 7 und 8 aufnehmen und welche im Anschluß daran bis zum Abschlußblech io
reichende Aussparungen aufweisen, so daß also insgesamt bis zum Abschlußblech io
beiderseits schräg nach auswärts führende Kanäle gebildet werden. Diese Kanäle münden
in Ausnehmungen 12 des Abschlußbleches io. Neben der Zufuhrleitung 13 für
das Brenngas mit dem Abschlußventil 14 ist an der Verbrennungsluftzuleitung 15 ein
besonderes dreiwegehahnartiges Ventil 16 derart eingebaut, daß nach dem Abstellen
der Verbrennungsluftzufuhr zum Brennerkanal i Verbrennungsluft nunmehr in die Rohrleitung
17 eintritt. Diese Rohrleitung 17 mündet (vgl. insbesondere Abb. 4) durch die eine
Ausnehmung 12 im A.bschlußblech io im einerseits vom Einsatzformstein i i und im
Anschluß daran von der Tasche 8 gebildeten Kanal, streicht entlang der gefährdetsten
Stelle 4 und durch die Tasche 7 und entweicht durch die zweite Ausnehmung 12 im
Abschlußblech io ins Freie. Dabei wirkt das Luftaustrittsende der Rohrleitung 17
als Injektor. Der Vorgang ist also derart. daß in dem Augenblick, in dem die Zufuhr
der Verbrennungsluft zum Zuführungskanal i bei 16 abgestellt wird, die Verbrennungsluft
sofort durch die Rohrleitung 17 durch den Kühlraum 6 des Brenners strömt,
so daß also eine Überhitzung der alsdann am meisten gefährdeten Stelle 4 durch die
rückstrahlende Wärme aus dem Ofeninnern unter allen Umständen vermieden wird. Die
am Brenner selbst bzw. in den Formsteinen vorgesehenen Zu- bzw. Ableitungskanäle
für die Kühlmittel können jede beliebige Form, Größe und Richtung haben, und weiterhin
können die Kühlmittel zu jedem gewünschten Zeitpunkt gegebenenfalls selbsttätig
ein- bzw. abgeschaltet werden.