EP3135996A1

EP3135996A1 - Brenner-schutzvorrichtung, anlage zum erwärmen von material umfassend eine derartige brenner-schutzvorrichtung sowie verfahren zum schützen eines brenners an einer nachhitzenden einrichtung vor überhitzung

Info

Publication number: EP3135996A1
Application number: EP16184523.5A
Authority: EP
Inventors: Frank Wagner
Original assignee: Benninghoven GmbH and Co KG
Current assignee: Benninghoven GmbH and Co KG
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2016-08-17
Publication date: 2017-03-01

Abstract

Ein Brenner-Schutzvorrichtung umfasst einen an eine nachhitzende Einrichtung (3) anschließbaren Brenner (2), einen Brenner-Antrieb (44) zum Verlagern des Brenners (2) entlang einer Brenner-Verlageningsrichtung (40) sowie ein Hitzeschutzelement (38) für den Brenner (2).

Description

Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldungen DE 10 2015 216 336.9 und DE 10 2015 217 844.7 in Anspruch, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft eine Brenner-Schutzvorrichtung, eine Anlage zum Erwärmen von Material umfassend eine derartige Brenner-Schutzvorrichtung sowie ein Verfahren zum Schützen eines Brenners an einer nachhitzenden Einrichtung.
Ein Brenner, der an einer nachhitzenden Einrichtung angeschlossen ist, muss insbesondere nach dem Betrieb vor Überhitzung geschützt werden, um eine Beschädigung und/oder Zerstörung hitzeempfindlicher Komponenten zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zuverlässigen Schutz des Brenners vor Überhitzung zu gewährleisten.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 9 und 12 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass ein Brenner, der an einer nachhitzenden Einrichtung anschließbar ist, mittels eines Brenner-Antriebs entlang einer Brenner-Verlagerungsrichtung verlagerbar ist. Nach dem Beenden eines Brennvorgangs kann der Brenner von der nachhitzenden Einrichtung entfernt werden. Eine Brenneröffnung an der nachhitzenden Einrichtung kann mittels eines Hitzeschutzelements verschlossen und damit abgeschottet werden. Der Brenner ist vor Überhitzung zuverlässig geschützt. Eine Brenner-Schutzvorrichtung umfasst den Brenner, den Brenner-Antrieb und das Hitzeschutzelement.
Eine Brenner-Schutzvorrichtung mit einem Hitzeschutzelement-Antrieb zum Verlagern des Hitzeschutzelements entlang einer Hitzeschutzelement-Verlagerungsrichtung ermöglicht ein selbsttätiges und insbesondere automatisierbares Schließen der Brenneröffnung an der nachheizenden Einrichtung. Dadurch dass die Hitzeschutzelement-Verlagerungsrichtung in einer quer, insbesondere senkrecht, zur Brenner-Verlagerungsrichtung orientierten Ebene definiert ist, ist eine besonders vorteilhafte Schließkinematik möglich. Bereits geringe Verlagerungswege des Brenners entlang der Brenner-Verlagerungsrichtung sind ausreichend, um das Hitzeschutzelement in einer dazu senkrechten Ebene zu verlagern.
Eine Brenner-Schutzvorrichtung, bei der der Brenner-Antrieb und/oder der Hitzeschutzelement-Antrieb als Pneumatikzylinder ausgeführt sind, ist robust und umkompliziert ausgeführt.
Eine Brenner-Schutzvorrichtung, bei der der Brenner-Antrieb und/oder der Hitzeschutzelement-Antrieb derart gedämpft einstellbar sind, dass bei einem Ausfall der Energieversorgung ein kollisionsfreies Verlagern des Brenners und/oder des Hitzeschutzelements gewährleistet ist, gewährleistet höchste Sicherheitsstandards. Insbesondere ist ausgeschlossen, dass in einer Notfallsituation, in der eine Energieversorgung nicht zur Verfügung steht, eine Kollision von Brenner und Hitzeschutzelement droht. Vielmehr ist gewährleistet, dass ein kontrolliertes und koordiniertes Schließen der nachhitzenden Einrichtung und Schützen des Brenners vor Überhitzung erfolgt.
Eine Brenner-Schutzvorrichtung mit einer Steuerungseinheit ermöglicht eine, insbesondere fern-, gesteuerte Betätigung und Überwachung einer Brenner-Schutzvorrichtung. Die Steueningseinheit ist mit dem Brenner, dem Brenner-Antrieb und dem Hitzeschutzelement-Antrieb in Signalverbindung.
Eine Brenner-Schutzvorrichtung mit einer Verlageningseinheit vereinfacht die gezielte Verlagerung des Brenners entlang der Brenner-Verlagerungsrichtung. Die Verlageningseinheit umfasst insbesondere mehrere an dem Brenner befestigte Räder und eine Verlageningsbahn, auf der Räder abrollen können. Anstelle der Räder können auch Rollen oder Walzen vorgesehen sein. Die Verlagerungsbahn ist insbesondere als Lafette ausgeführt. Mittels einer vom dem Brenner-Antrieb auf den Brenner ausgeübte Verlagerungskraft bewirkt aufgrund der Verlageningseinheit eine verbesserte und insbesondere geführte Verlagerung des Brenners.
Eine Brenner-Schutzvorrichtung, bei der der Brenner teilbar ausgeführt ist, wobei hitzerobuste Komponenten von hitzeempfindlichen Komponenten trennbar sind, ermöglicht den Schutz der hitzeempfindlichen Komponenten vor Überhitzung auch dann, wenn der Brenner, insbesondere im Bereich des Brennerkopfes, fest mit der nachhitzenden Einrichtung verbunden ist. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Brennerkopf mit der nachhitzenden Einrichtung verrohrt ist. Insbesondere der Brennerkopf ist eine hitzerobuste Komponente. Hitzeempfindliche Komponenten sind insbesondere elektronische Sensoren wie beispielsweise eine Flammenüberwachung, eine Zündeinrichtung oder ein Gebläsemotor.
Eine Brenner-Schutzvorrichtung mit einem Schalldämpfer ermöglicht einen geräuschminimierten Betrieb des Brenners. Der Schalldämpfer ist insbesondere an einer der nachhitzenden Einrichtung abgewandten Seite des Brenners angeordnet.
Eine Anlage zum Erwärmen von Material, bei der neben der Brenner-Schutzvorrichtung die nachhitzende Einrichtung umfasst ist und der Brenner entlang der Brenner-Verlagerungsrichtung relativ zur nachhitzenden Einrichtung verlagerbar ist, weist im Wesentlichen die Vorteile der Brenner-Schutzvorrichtung selbst auf, worauf hiermit verwiesen wird.
Eine Anlage, bei der die nachhitzenden Einrichtung als Heißgaserzeuger ausgeführt ist, ermöglicht eine besonders effektive Nutzung der Brennerenergie.
Eine Anlage, bei der der Brenner stirnseitig an der nachhitzenden Einrichtung und insbesondere an einer Brenneröffnung angeordnet ist, ermöglicht eine vorteilhafte Anbindung des Brenners an die nachhitzende Einrichtung und insbesondere eine unkomplizierte Relativverlagerung zwischen dem Brenner und der nachhitzenden Einrichtung.
Ein Verfahren zum Schützen des Brenners an der nachhitzenden Einrichtung vor Überhitzung umfasst die Verfahrensschritte Betreiben eines an der nachhitzenden Einrichtung angeschlossenen Brenners, Beenden des Brenners, Entfernen des Brenners entlang einer Brenner-Verlagerungsrichtung von der nachhitzenden Einrichtung sowie Schließen einer Brenneröffnung an der nachhitzenden Einrichtung mittels des Hitzeschutzelements. Insbesondere erfolgen die genannten Schritte in der genannten Reihenfolge. Es ist möglich, dass das Entfernen des Brenners und das Schließen der Brenneröffnung gleichzeitig startet, also ausgelöst wird, wobei die Steuerung der Antriebe für den Brenner und das Hitzeschutzelement kollisionsfrei erfolgt.
Ein Verfahren, bei dem ein Beenden des Brennens ein Teilen des Brenners erfolgt, wobei hitzerobuste Komponenten mit der nachhitzenden Einrichtung verbunden bleiben und wobei hitzeempfindliche Komponenten von der nachhitzenden Einrichtung entfernt werden, gewährleistet einen Hitzeschutz auch für Brenner, die zumindest mit dem Brennerkopf an der nachhitzenden Einrichtung dauerhaft verbunden bleiben müssen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1: eine halbgeschnittene Seitenansicht einer Anlage mit einer Brenner-Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2: eine vergrößerte schematische Detailansicht einer Absaughaube gemäß Fig. 1,
Fig. 3: eine Seitenansicht eines Heißgaserzeugers gemäß der Anlage in Fig. 1,
Fig. 4: eine teiltransparente Draufsicht auf den Heißgaserzeuger gemäß Fig. 3,
Fig. 5: eine schematische Darstellung der Brenner-Schutzvorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Betriebsanordnung,
Fig. 6: eine Fig. 5 entsprechende Darstellung der Brenner-Schutzvorrichtung in einer Schutzanordnung,
Fig. 7: eine Fig. 5 entsprechende Darstellung einer BrennerSchutzvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, und
Fig. 8: eine Fig. 6 entsprechende Darstellung der BrennerSchutzvorrichtung gemäß Fig. 7.

Eine in Fig. 1 dargestellte Anlage 1 dient zum Erwärmen von Material für die Asphaltherstellung. Das mit der Anlage 1 erwärmte Material ist insbesondere Altasphalt, sogenanntes Recyclingmaterial.
Die Anlage 1 umfasst eine als Brenner ausgeführte Wärmequelle 2, die an einen Heißgaserzeuger 3 angeschlossen ist. In dem Heißgaserzeuger 3 erhitzte Luft wird über eine Heißgasleitung 4 einer Trockeneinheit 5 zugeführt. Die Heißgasleitung 4 ist an einer ersten, in Fig. 1 rechts dargestellten ersten Stirnwand 10 der Trockeneinheit 5 angeschlossen. An der ersten Stirnwand 10 weist die Trockeneinheit 5 eine integrierte Schurre 11 auf, um Material aus der Trockeneinheit 5 verbessert abgeben zu können. Die Heißgasleitung 4 ist eine Rohrleitung.
Die Trockeneinheit 5 ist als Trockentrommel ausgeführt, die um eine Drehachse 6 drehbar ist. Dazu dienen Drehantriebe 7 und Drehlagerungen 8. Die Drehachse 6 ist gegenüber einem Boden 9, der insbesondere horizontal orientiert ist, geneigt angeordnet. Der Neigungswinkel der Drehachse 6 gegenüber der Horizontalen beträgt insbesondere weniger als 10 °, insbesondere weniger als 8 ° und insbesondere weniger als 5 °. Die Trockentrommel der Trockeneinheit 5 weist an der Innenseite mehrere Schaufelelemente auf, um das Material in der Trockeneinheit 5 umzuwälzen, zu vermischen und insbesondere entlang der Drehachse 6 in Richtung der ersten Stirnwand 10 zu fördern. Über eine Einlauf-Schurre 27 wird das zu trocknende Material der Trockeneinheit 5 an der zweiten Stirnseite 15 zugeführt. Der Materialstrom in der Trockeneinheit 5 ist von einer zweiten Stirnseite 15 zu der ersten Stirnwand 10, also gemäß Fig. 1 von links nach rechts entlang des Pfeils 28 gerichtet.
An der ersten Stirnwand 10 ist der Materialauslauf 12 der Trockeneinheit 5 angeordnet. Der Materialauslauf 12 ist im Wesentlichen trichterartig ausgeführt und dient zur Aufnahme des Materials aus der Schurre 11. Der Materialauslauf 12 ist unterhalb der Schurre 11 angeordnet. Das Material kann aus der Schurre 11 selbsttätig infolge der Schwerkraft in den Materialauslauf 12 gelangen. An einer Unterseite des Materialauslaufs 12 ist eine zweite Schurre 13 mit Weichenelement und zwei Abgabekanälen 14 angeordnet. Die Abgabekanäle 14 dienen jeweils zur Speisung eines Puffersilos. Mittels des Weichenelements können die Abgabekanäle 14 wechselweise mit Material beaufschlagt werden. Es können auch mehr als zwei Abgabekanäle 14 vorgesehen sein. Es ist auch denkbar, dass lediglich ein Abgabekanal vorgesehen ist. In diesem Fall kann das Weichenelement entfallen.
Es ist auch denkbar, dass über die Abgabekanäle 14 das Material unmittelbar, also ohne ein zwischengeschaltetes Puffersilo, in einen Mischer gefördert wird. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel gelangt das Material aus dem Puffersilo zur weiteren Verarbeitung in den Mischer, der aus Darstellungsgründen nicht gezeigt ist.
An der ersten Stirnwand 10 gegenüberliegend angeordneten Stirnseite 15 ist die Trockeneinheit 5 mit einer Absaughaube 16 verbunden. Die Absaughaube 16 weist ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 21 auf, wobei eine Gehäuselängsachse 17 im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachse 6 der Trockeneinheit 5 orientiert ist. Die Gehäuselängsachse 17 ist im Wesentlichen vertikal orientiert. In einem unteren Bereich der Absaughaube 16 ist ein Sammelbehälter 18 für Feinpartikel angeordnet. In einem dem Gehäuse 16 abgewandten unteren Bereich ist der Sammelbehälter 18 konisch ausgeführt, um eine Sammelwirkung und insbesondere eine Abgabe der Feinpartikel aus dem Sammelbehälter 18 zu verbessern.
An einer dem Gehäuse 21 abgewandten Unterseite des Sammelbehälters 18 ist eine Fördervorrichtung mit einer Förderschnecke 19 angeordnet. Die Fördervorrichtung dient zum Abfördern von in dem Sammelbehälter 18 gesammelten Material. Die Fördervorrichtung umfasst ferner ein Förderband 20, das mit dem Material aus dem Sammelbehälter 18 über die Förderschnecke 19 beaufschlagt wird. Das Förderband 20 ist mit dem Materialauslauf 12 verbunden. Die Fördervorrichtung kann alternativ oder zusätzlich zu dem Förderband 20 eine Trogschnecke aufweisen. Wesentlich ist, dass mittels der Fördervorrichtung das Material aus dem Sammelbehälter 18 zu dem Materialauslauf 12 gefördert wird. Die Förderrichtung ist im Wesentlichen horizontal orientiert.
Das Gehäuse 21 der Absaughaube 16 weist eine der Stirnseite 15 zugewandte Zuströmöffnung 22 auf. Über die Zuströmöffnung 22 kann partikelhaltiges Gas aus der Trockeneinheit 5 in das Gehäuse 21 strömen. Die Zuströmöffnung 22 ist in der äußeren Zylindermantelwand des Gehäuses 21 angeordnet. Die Zuströmöffnung 22 ist im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 6 der Trockeneinheit 5 orientiert. Die Zuströmöffnung 22 ist im Wesentlichen vertikal orientiert.
Das Gehäuse 21 weist eine Umluft-Abströmöffnung 23 auf, an die eine nicht dargestellte Umluft-Rückführleitung angeschlossen ist, um Umluft aus der Absaughaube 16 zu dem Heißgaserzeuger 3 zurückzuführen. Die Abgashaube 16 weist eine Abluft-Abströmöffnung 24 auf, an die eine Abluft-Rückführleitung 25 zur Verbindung mit einer rein schematisch dargestellten Filteranlage 26 dient.
Entlang der Gehäuselängsachse 17 sind die Umluft-Abströmöffnung 23 und die Abluft-Abströmöffnung 24 oberhalb der Zuströmöffnung 22 angeordnet. Die Zuströmöffnung 22 verbindet die Umluft-Abströmöffnung 23 und die Abluft-Abströmöffnung 24 über einen Strömungskanal, der durch das Gehäuse 21 der Absaughaube 16 gebildet ist. Das Gehäuse 21 weist einen Innendurchmesser D_A auf, der eine Strömungsquerschnittfläche des Strömungskanals definiert.
Der Strömungskanal ist Teil einer Strömungsbeeinflussungseinheit, die passiv ausgeführt ist. Die Strömungsbeeinflussungseinheit ist eine Partikelabscheideeinheit. Die Strönningsbeeinflussungseinheit umfasst ein Strömungsleitelement 29, das in Fig. 2 näher dargestellt ist. Im Bereich der Zuströmöffnung 22 ist die um eine Schwenkachse 30 schwenkbare Klappe angeordnet. Die Strömungsbeeinflussungseinheit weist ein Anschlagelement 31 auf, an dem das Strömungsleitelement 29 anliegen kann, wenn kein oder ein zu geringer Abgasstrom aus der Trockeneinheit 5 in die Absaughaube 16 vorliegt. Das Anschlagelement ist insbesondere vertikal unterhalb der Drehachse 30 angeordnet, so dass das Strömungsleitelement 29 in einem nicht betätigten Zustand vertikal nach unten hängend ausgerichtet ist. Die Klappe ist derart angeordnet, dass eine Projektion der Klappe senkrecht zur Zuströmöffnung 22 innerhalb der Zuströmöffnung 22 angeordnet ist. Anschaulich ragt die Klappe in den von der Zuströmöffnung 22 gebildeten Zuströmquerschnitt hinein.
Nachfolgend wird die Funktion der Anlage 1 und insbesondere der Absaughaube 16 näher erläutert. Über die Einlaufschurre am Materialeinlauf 27 wird Material der Trockeneinheit 5 zugeführt. In der Trockeneinheit 5 wird das Material durch Zuführen von Heißgas an der ersten Stirnwand 10 erwärmt und durch Drehung der Drehtrommel um die Drehachse 6 umgewälzt. Die Trockeneinheit 5 wird im Gegenstromverfahren betrieben, d. h. die zugeführte Wärme, also das Heißgas, strömt entgegen der Materialströmungsrichtung 28 von der ersten Stirnwand 10 zu der zweiten Stirnseite 15. Getrocknetes Material wird über die Schurre 11 an den Materialauslauf 12 abgegeben.
Partikelhaltiges abgekühltes Gas aus der Trockeneinheit 5 gelangt über die Zuströmöffnung 22 in die Absaughaube 16. Die Strömungsquerschnittfläche der Absaughaube 16 ist derart groß gewählt, dass sich eine Strömungsgeschwindigkeit des zuströmenden Gases ergibt, die gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel kleiner ist als 2 m/s. Aufgrund der reduzierten Strömungsgeschwindigkeit und insbesondere der Tatsache, dass das aufströmende Gas von der Zuströmöffnung 22 zu mindestens einer der beiden Abströmöffnungen 23 und/oder 24 strömt, werden Partikel in dem Gas selbsttätig infolge der Schwerkraft aus dem Gasstrom abgeschieden und im Sammelbehälter 18 gesammelt. Die in dem Sammelbehälter 18 gesammelten Partikel werden über die Förderschnecke 19 und das Förderband 20 zu dem Materialauslauf 12 gefördert. Die aus der Absaughaube 16 abgegebene Luft, die entweder als Abluft in die Filteranlage 26 abgeführt oder als Umluft dem Heißgaserzeuger 3 zugeführt wird, ist gereinigt. Die damit verbundenen Rohrleitungen werden nicht zusätzlich verschmutzt. Eine Strömungsgeschwindigkeit der Abluft bzw. Umluft in den Rohrleitungen beträgt etwa 20 m/s.
Das Strömungsleitelement 29 bewirkt eine zusätzlich verbesserte Partikelabscheidung. Ein anhand der Strömungspfeile 32 symbolisch dargestellter Abgasstrom aus der Trockeneinheit 5 kann aufgrund des Strömungsleitelements 29 nicht ungehindert durch die Zuströmöffnung 22 in die Absaughaube 16 strömen. Das im Wesentlichen horizontal einströmende Abgas muss das Strömungsleitelement 29 umströmen und wird dadurch zumindest bereichsweise nach unten, zu dem Sammelbehälter 18 hin beschleunigt. Durch die Beschleunigung nach unten kann die Abgasströmung in diesem Bereich etwa bis zu 6 m/s betragen. Anschließend ändert die Abgasströmung 32 ihre Richtung hin zu den Abströmöffnungen 23, 24. Durch die vergleichsweise starke Beschleunigung im Bereich des Strömungsleitelements 29 werden insbesondere schwere Partikel aus dem Materialstrom abgeschieden. Anschließend steigt der Abgasstrom mit der reduzierten Strömungsgeschwindigkeit von etwa 2 m/s zu den Abströmöffnungen 23, 24.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 3 und Fig. 4 der Heißgaserzeuger 3 näher erläutert. Der Heißgaserzeuger 3 weist ein im Wesentlichen bezüglich einer Längsachse 33 zylindrisches Außengehäuse 34 auf.
Das Außengehäuse 34 weist eine Umluft-Zuströmöffnung 35 auf, über die Umluft aus der Absaughaube 16 und die Umluft-Rückführleitung zugeführt wird. Die Umluft-Zuführöffnung 35 ist an einer Unterseite des Außengehäuses 34 angeordnet. Die zugeführte Umluft durchströmt den Heißgaserzeuger 3 gemäß Fig. 3 im Wesentlichen von links nach rechts und verlässt den Heißgaserzeuger 3 über die Heißgas-Abführöffnung 36, an die die Heißgasleitung 4 zur Verbindung mit der Trockeneinheit 5 angeschlossen ist. Aus darstellerischen Gründen ist die Heißgasleitung 4 in Fig. 3 und 4 nicht gezeigt.
An einem in Fig. 3 rechts dargestellten Stirnseitendeckel 37 ist die nicht dargestellte Wärmequelle an das Außengehäuse 34 des Heißgaserzeugers 3 anschließbar. An dem Stirnseitendeckel 37 ist eine Hitze schutzklappe 38 angeordnet, die gegenüber der Längsachse 33 mit einem Neigungswinkel n angeordnet ist. Der Neigungswinkel beträgt etwa 3 °. Durch die geneigte Anordnung der Hitzeschutzklappe 38 ist gewährleistet, dass die Flamme des Brenners der Wärmequelle 2 der Heißgas-Abströmöffnung 36 abgeneigt angeordnet ist. Dadurch wird verhindert, dass die Flamme des Brenners unmittelbar in die Heißgasleitung 4 eingezogen wird. Ein Unfallrisiko ist dadurch reduziert.
Der Heißgaserzeuger 3 weist ferner ein Innengehäuse 39 auf, das in Fig. 4 gestrichelt dargestellt ist. Das Innengehäuse 39 weist einen Innendurchmesser D_H auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser D_A der Absaughaube 16. Über die Umluft-Zuführöffnung 35 gelangt die Umluft in das Innengehäuse 39. Die Umluft kann mit einem ersten Teilstrom innerhalb eines kegelstumpfförmig ausgeführten Abschirmelements 44 strömen. Ein weiterer Teilstrom der Umluft umströmt das Abschirmelement 44 von außen. Der erste, im Inneren des Abschirmelements 44 angeordnete Teilstrom wird unmittelbar von der Flamme des Brenners beaufschlagt. Der zweite, das Abschirmelement 44 umströmende Teilstrom ermöglicht eine Kühlung des Abschirmelements 44. Die Zuführung der Wärme, also der Brennerflamme, ist dem zu erwärmenden Luftstrom bei dem Heißgaserzeuger 3 im Wesentlichen entgegengesetzt. Der Heißgaserzeuger 3 wird im Gegenstromverfahren betrieben. Der Heißgaserzeuger 3 kann grundsätzlich auch im Gleichstrom- oder Kreuzstromverfahren betrieben werden.
Der Brenner 2 ist gegenüber dem Heißgaserzeuger 3 entlang einer Fahrrichtung 40 verfahrbar. Dazu sind an einer Unterseite des Brenners 2 Rollen vorgesehen, mit welchen der Brenner 2 auf korrespondierenden Schienen 41 abrollen kann. Die Fahrbewegung des Brenners 2 entlang der Fahrrichtung 40 erfolgt mittels eines Aktuators, der gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Pneumatikzylinder ausgeführt ist. Der Aktuator ist ein linear wirkendes Stellelement und bewirkt eine unmittelbare Verlagerung entlang der Fahrrichtung 40, entweder zu dem Heißgaserzeuger 3 hin oder von dem Heißgaserzeuger 3 weg. Der Aktuator kann beispielsweise auch ein elektrisch angetriebener Linearmotor sein. Anstelle des Pneumatikzylinders kann auch ein Hydraulikzylinder verwendet werden.
Aufgrund der Verfahrbarkeit des Brenners 2 ist es möglich, nach einem Befeuern des Heißgaserzeugers 3 den Brenner 2 entlang der Fahrrichtung 40 von dem Heißgaserzeuger 3 zu entfernen. In einer maximal verfahrbaren Anordnung ist der Brenner 2 in einem Abstand von mindestens 0,3 m, insbesondere mindestens 0,5 m und insbesondere mindestens 1 m gegenüber dem Heißgaserzeuger 3, insbesondere dem Stirnseitendeckel 37, angeordnet. Eine Brenneröffnung 42 am Stirnseitendeckel 37 kann mittels der Hitzeschutzklappe 38 abgeschlossen werden. Dabei schwenkt die Hitzeschutzklappe 38 um eine im Wesentlichen horizontale Schwenkachse 43. Die Schwenkbewegung der flächigen Hitzeschutzklappe 38 erfolgt in einer vertikalen Ebene. Die Flächennormale der vertikalen Ebene ist entsprechend dem Neigungswinkel n gegenüber der Behälterlängsachse 33 geneigt.
Dadurch, dass die Hitzeschutzklappe 38 in der vertikalen Ebene verschwenkbar ist, kann die Brenneröffnung 42 schneller und unkomplizierter geschlossen werden. Insbesondere ist ein vergleichsweise geringer Verfahrweg des Brenners 2 entlang der Fahrrichtung 40 ausreichend, um die Hitzeschutzklappe 38 zu schließen. Ein erforderlicher Mindestabstand des Brenners gegenüber dem Stirnseitendeckel 37 des Heißgaserzeugers 3 ist reduziert.
Dadurch, dass der Brenner 2 gegenüber dem Heißgaserzeuger 3 nach Abschluss eines Brennvorgangs entfernt werden kann, ist das Risiko einer Schädigung des Brenners 2 reduziert. Der Heißgaserzeuger 3 strahlt über sein Außengehäuse 34 und insbesondere über den Stirnseitendeckel 37 hohe Temperaturen ab. An dem Brenner vorhandene Komponenten, insbesondere Elektronikkomponenten wie eine Flammüberwachung, Zündeinrichtung und der Gebläsemotor, aber auch elektrische Leitungen, insbesondere Zündkabel, könnten dadurch geschädigt werden. Dadurch, dass der Brenner 2 in einem vergrößerten Abstand zu dem Heißgaserzeuger anordenbar ist, ist die thermische Beeinträchtigung der elektronischen Komponenten reduziert.
Als Brennstoff für den Brenner 2 dient gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel Gas und/oder Braunkohle. Es sind auch andere Brennstoffe möglich wie beispielsweise Öl.
Nachfolgend wir anhand von Fig. 5 und 6 eine Brenner-Schutzvorrichtung 43 näher erläutert. Die Brenner-Schutzvorrichtung 43 umfasst die nachhitzende Einrichtung 3, an die der Brenner 2 angeschlossen ist. Der Brenner 2 ist an einer Brenneröffnung 42 des Heißgaserzeugers 3 angeordnet. Die Brenner-Schutzvorrichtung 43 umfasst ferner einen Brenner-Antrieb 44 in Form eines Hydraulikzylinders. Der Brenner-Antrieb 44 ist an einer Unterseite des Brenners 2 angeordnet. Ein Betätigen des Brenner-Antriebs bewirkt ein Verlagern des Brenners 2 entlang der Brenner-Verlagerungsrichtung 40, die einer Fahrrichtung entspricht. An einer dem Heißgaserzeuger abgewandten Seite des Brenners 2 ist ein Schalldämpfer 45 vorgesehen und fest mit dem Brenner 2 verbunden. Mit dem Brenner 2 wird gleichzeitig der Schalldämpfer 45 verlagert.
Die Brenner-Schutzvorrichtung 43 weist ein Hitzeschutzelement 38 auf, das mittels einem in Fig. 5 und 6 nicht dargestellten Hitzeschutzelement-Antrieb verlagerbar ist. Das Hitzeschutzelement 38 ist als Hitzeschutzklappe ausgeführt, die auch als Schottblech bezeichnet wird.
Die Brenner-Schutzvorrichtung 43 weist eine Verlageningseinheit auf, die mehrere an dem Brenner 2 befestigte Räder 46 sowie eine Verlagerungsbahn 41 beispielsweise in Form einer Schiene aufweist, auf der Räder 46 abrollen können. Die Verlagerungsbahn kann auch in Form einer Lafette ausgeführt sein.
Ausgehend von der Betriebsanordnung der Brenner-Schutzvorrichtung 43 in Fig. 5, bei der der Brenner 2 an der Brenneröffnung 42 des Heißgaserzeugers 3 angeordnet ist, und in der der Brenner betrieben wird, erfolgt zunächst ein Beenden des Brennvorgangs, also ein Abschalten des Brenners 2. Danach wird der Brenner 2 entlang der BrennerVerlagerungsrichtung 40 gemäß Fig. 6 nach rechts verlagert, also von dem Heißgaserzeuger 3 entfernt. Anschließend wird die Brenneröffnung 42 von dem Hitzeschutzelement 38 verschlossen, in dem der Hitzeschutzelement-Antrieb aktiviert wird. Die Aktivierung kann mittels einer Steuerungseinheit erfolgen, die aus Darstellungsgründen nicht gezeigt ist. Die Steuerungseinheit steht mit dem Brenner 2, dem Brenner-Antrieb 44 und dem Hitzeschutzelement-Antrieb in Signalverbindung.
Die Verlagerung des Hitzeschutzelements 38 erfolgt in einer Ebene, die senkrecht zu der Brenner-Verlagerungsrichtung 40 orientiert ist. Je nach Ausgestaltung des Hitzeschutzelement-Antriebs kann die Verlagerung des Hitzeschutzelements 38 auf einer Kreisbahn, also eine Schwenkbewegung um eine horizontale Achse oder als eine Vertikalbewegung ausgeführt sein. Durch die Hitzeschutzklappe 38 verschließt die Brenneröffnung 42 zuverlässig und schützt den Brenner 2 vor Überhitzung.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a.
Der wesentliche Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass der Brenner 2a teilbar ausgeführt ist. Die Trennebene ist insbesondere durch einen Flansch 47 vorgegeben. Eine Flächennormale der Brennebene ist parallel zu der Brenner-Verlagerungsrichtung 40, das bedeutet, dass eine Teilung des Brenners 2a entlang der Brenner-Verlagerungsrichtung 40 erfolgt. Der Brenner ist in einen ersten Teil 48 und einen zweiten Teil 49 teilbar. Der erste Teil 48 ist fest mit dem Heißgaserzeuger 3 verbunden und ist beispielsweise mit dem Heißgaserzeuger 3 verrohrt. Der erste Teil 48 umfasst hitzerobuste Komponenten, insbesondere den Brennerkopf. Der zweite Teil 49 umfasst hitzeempfindliche Komponenten, die vor einer Überhitzung zu schützen sind wie beispielsweise elektronische Sensoren, eine Flammüberwachung, eine Zündeinrichtung und/oder ein Gebläsemotor. Durch die teilbare Ausführung des Brenners 2a ist es möglich, die hitzeempfindliche Komponenten von dem Heißgaserzeuger 3 zu trennen und damit vor Hitze zuverlässig zu schützen, obwohl der Brennerkopf nach Abschluss des Brennvorgangs in dem Heißgaserzeuger verbleiben muss.

Claims

Brenner-Schutzvorrichtung umfassend
a. einen an eine nachhitzende Einrichtung (3) anschließbaren Brenner (2),

b. einen Brenner-Antrieb (44) zum Verlagern des Brenners (2) entlang einer Brenner-Verlagerungsrichtung (40),

c. ein Hitzeschutzelement (38) für den Brenner (2).
Brenner-Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Hitzeschutzelement-Antrieb zum Verlagern des Hitzeschutzelements (38) entlang einer Hitzeschutzelement-Verlagerungsrichtung (4), die insbesondere in einer quer, insbesondere senkrecht, zur Brenner-Verlagerungsrichtung (40) orientierten Ebene definiert ist.
Brenner-Schutzvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner-Antrieb (44) und/oder der Hitzeschutzelement-Antrieb als Pneumatikzylinder ausgeführt sind.
Brenner-Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner-Antrieb (44) und/oder der Hitzeschutzelement-Antrieb derart gedämpft einstellbar sind, dass bei einem Ausfall der Energieversorgung ein kollisionsfreies Verlagern des Brenners (2) und/oder des Hitzeschutzelements (38) gewährleistet ist.
Brenner-Schutzvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinheit, die mit dem Brenner, dem Brenner-Antrieb (2) und dem Hitzeschutzelement-Antrieb in Signalverbindung steht.
Brenner-Schutzvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Verlagerungseinheit, die insbesondere mehrere an dem Brenner (2) befestigte Räder (46) und eine Verlagerungsbahn (41) zum Abrollen der Räder (46) aufweist.
Brenner-Schutzvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (2a), insbesondere entlang der Brenner-Verlagerungsrichtung (40), teilbar ausgeführt ist, wobei hitzerobuste Komponenten, insbesondere umfassend einen Brennerkopf, von hitzeempfindlichen Komponenten, insbesondere elektronische Sensoren, trennbar sind.
Brenner-Schutzvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schalldämpfer (45), der insbesondere an einer der nachhitzenden Einrichtung (3) abgewandten Seite des Brenners (2) angeordnet ist.
Anlage zum Erwärmen von Material umfassend,
a. eine nachhitzende Einrichtung (3),

b. eine Brenner-Schutzvorrichtung (43) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Brenner-Verlagerungsrichtung (40) derart orientiert ist, dass der Brenner (2) relativ zur nachhitzenden Einrichtung (3) verlagerbar ist.
Anlage gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die nachhitzende Einrichtung (3) als Heißgaserzeuger ausgeführt ist.
Anlage gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (2) stirnseitig an der nachhitzenden Einrichtung (3) angeordnet ist.
Verfahren zum Schützen eines Brenners an einer nachhitzenden Einrichtung (3) vor Überhitzung umfassend die Verfahrensschritte
- Betreiben eines an einer nachhitzenden Einrichtung (3) angeschlossenen Brenners (2),

- Beenden des Brennens,

- Entfernen des Brenners (2) entlang einer Brenner-Verlagerungsrichtung (40) von der nachhitzenden Einrichtung (3),

- Schließen einer Brenneröffnung (42) an der nachhitzenden Einrichtung (3) mittels eines Hitzeschutzelements (38).
Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Beenden des Brennens ein Teilen des Brenners (2) erfolgt, wobei hitzerobuste Komponenten, insbesondere umfassend einen Brennerkopf, mit der nachhitzenden Einrichtung (3) verbunden bleiben, und wobei hitzeempfindliche Komponenten, insbesondere elektronische Sensoren, von der nachhitzenden Einrichtung (3) entfernt werden.