EP3982072A1 - Umwälzdüse für einen brennofen - Google Patents

Umwälzdüse für einen brennofen Download PDF

Info

Publication number
EP3982072A1
EP3982072A1 EP21201140.7A EP21201140A EP3982072A1 EP 3982072 A1 EP3982072 A1 EP 3982072A1 EP 21201140 A EP21201140 A EP 21201140A EP 3982072 A1 EP3982072 A1 EP 3982072A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
circulating
mixing chamber
gas
heat transfer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21201140.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dipl.Ing.Stefan PUKAS
Dipl.Ing.Dr. Bernhard STREIBL
Dipl.Ing. Mario PICHLER
Dipl.Ing. Florian WESENAUER
Dipl.Ing. Christian JORDAN
Dipl.Ing.Dr. Michael HARASEK
Dipl.Ing.Dr. Franz WINTER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wienerberger AG
Original Assignee
Wienerberger AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wienerberger AG filed Critical Wienerberger AG
Publication of EP3982072A1 publication Critical patent/EP3982072A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001—Heating elements or systems
    • F27D99/0033—Heating elements or systems using burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B1/16—Arrangements of tuyeres
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • F23D14/045—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with a plurality of burner bars assembled together, e.g. in a grid-like arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/002—Gaseous fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B1/22—Arrangements of heat-exchange apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers

Definitions

  • the invention relates to a circulation nozzle according to the preamble of patent claim 1.
  • a non-combustible gas in particular air, is blown through nozzles at high speed into the interior of the kiln in order to reduce the number of different temperature stratifications due to the induced turbulence and thus achieve a more uniform interior temperature of the kiln.
  • the object of the invention is therefore to specify a circulating nozzle of the type mentioned at the beginning, with which the disadvantages mentioned can be avoided, with which a high circulating capacity is achieved with simultaneous economic efficiency.
  • the circulating capacity of the circulating nozzle is greatly increased and thus the mass flow of the air blown in does not have to be increased, which in turn does not increase the energy requirement for operating the circulating nozzle.
  • the gas line and the intake line are thermally coupled to one another via a heat transfer device, the gas is preheated before it exits the motive nozzle.
  • This preheating of the gas in front of the propulsion nozzle increases the momentum of the gas jet, which increases the circulation capacity and throwing distance of the gas jet.
  • the mass flow of the blown-in air can even be reduced in order to still achieve a circulation performance in accordance with common jet pumps and energy at the same time to save or to significantly increase the circulation capacity with the same mass flow as with conventional jet pumps.
  • the circulating nozzle can be used either only for circulating the atmosphere in the interior of the kiln or as a burner for the kiln.
  • the invention further relates to a kiln according to claim 11.
  • the invention therefore also has the object of specifying a kiln of the type mentioned at the beginning, with which the disadvantages mentioned can be avoided, with which a uniform temperature in the kiln is achieved.
  • the advantages of the kiln correspond to the advantages of the circulating nozzle mentioned above.
  • the 1 and 2 show at least parts of a preferred embodiment of a circulating nozzle 1 for a kiln 2, the circulating nozzle 1 having a jet pump 3 with a driving nozzle 4, a suction inlet 5 and a mixing chamber 6, wherein a mixing chamber outlet 7 of the mixing chamber 6 is arranged on an outlet side 8 of the circulating nozzle 1, wherein the motive nozzle 4 is connected via a gas line 9 to a gas inlet 10 of the circulating nozzle 1, wherein the suction inlet 5 is connected via a suction line 11 to a, on the outlet side 8 of the circulating nozzle 1 arranged suction opening 12 is connected, wherein the gas line 9 and the suction line 11 are thermally coupled to each other via a heat transfer device 13.
  • a kiln 2 for firing ceramic product blanks comprising at least one circulating nozzle 1 is also provided.
  • the mass flow of the blown-in air can even be reduced in order to still achieve a circulation capacity in accordance with common jet pumps and at the same time save energy or the circulation capacity can be significantly increased with the same mass flow as with common jet pumps.
  • the circulating nozzle 1 can either only be used to circulate the atmosphere in the interior of the kiln 2 or as a burner for the kiln 2 .
  • the circulation nozzle 1 has a jet pump 3 with a propulsion nozzle 4 , a suction inlet 5 and a mixing chamber 6 .
  • a jet pump 3 is a pump in which the pumping action is generated by a fluid jet, with another so-called suction medium, in particular air, being sucked in and accelerated by an exchange of momentum.
  • a propellant medium emerges from the propellant nozzle 4 at high speed.
  • the propellant meets the suction medium located there, in particular air, and momentum is transferred from the propellant medium to the suction medium, as a result of which the suction medium is accelerated and entrained. According to Bernoulli, this results in a drop in pressure for the suction medium, as a result of which further suction medium is sucked into the mixing chamber 6 .
  • the principle of a jet engine is used, with the heat absorption taking place in the jet engine by combustion being replaced by heat absorption via a heat transfer device 13 .
  • the preheating of the gas jet increases the speed of sound of the gas and gas speeds that are significantly higher than the speed of sound at a temperature of 20° C. can be achieved even with a conventional nozzle, which significantly increases the circulation effect in the interior of the furnace 2 will.
  • a mixing chamber outlet 7 of the mixing chamber 6 is arranged on an outlet side 8 of the circulation nozzle 1 .
  • the outlet side 8 is that side of the circulating nozzle 1 which faces the kiln 2 .
  • the driving nozzle 4 is connected to a gas inlet 10 of the circulating nozzle 1 via a gas line 9 .
  • the gas inlet 10 is arranged in particular on a side opposite the outlet side 8 and thus facing away from the furnace 2 .
  • the suction inlet 5 is a Suction line 11 is connected to a suction opening 12 arranged on the outlet side 8 of the circulating nozzle 1 .
  • the term connected here means in particular fluidically connected.
  • the gas line 9 and the intake line 11 are thermally coupled to one another via a heat transfer device 13 .
  • the thermal coupling causes heat to be transferred from the intake line 11 to the gas line 9 and thus to the gas in the gas line 9, as a result of which the gas is heated.
  • the heat transfer device 13 can preferably be a heat exchanger.
  • the circulating nozzle 1 can preferably be configured essentially in the shape of a cylinder, in particular in the shape of a circular cylinder.
  • the heat transfer device 13 forms the cylinder jacket.
  • the heat transfer device 13 and thus also the circulating nozzle 1 can be designed to be particularly space-saving.
  • the circulating nozzle 1 is essentially open on the outlet side 8 and essentially closed on the side opposite the outlet side 8 and facing away from the furnace 2 .
  • the gas line 9 runs in a meandering shape in the heat transfer device 13 and thereby covers a relatively long distance and thus forms a large surface in the heat transfer device 13, as a result of which the heat transfer to the gas line 9 in the heat transfer device 13 works particularly well.
  • the advantage here is that the large area of the suction opening 12 allows gas or air to be sucked in from the interior of the furnace 2 as unhindered as possible.
  • the fact that the mixing chamber 6 is arranged essentially in the intake line 11 enables a very compact design of the circulating nozzle 1, which is exemplified in 1 is shown.
  • the advantage here is that the intake line 11 can be made as short as possible and the gas or air can flow unhindered.
  • the length of the mixing chamber 6 is at least 30%, in particular at least 40%, preferably at least 50% of the length of the circulating nozzle 1 .
  • the mixing chamber 6 can in particular be tubular, which enables a simple configuration of the mixing chamber 6 .
  • the mixing chamber 6 is designed in one piece.
  • the mixing chamber 6 can in particular consist of a temperature-resistant material, preferably a metal, an alloy or a ceramic.
  • the suction inlet 5 is ring-shaped. Gas or air can be sucked in well from the intake line 11 through the annular intake inlet 5 .
  • one end of the mixing chamber 6 widens at the suction inlet 5, as a result of which the sucked air can easily penetrate into the mixing chamber 6.
  • the mixing chamber 6 is fastened to the heat transfer device 13 via a holder 14 .
  • the holder 14 can in particular connect the mixing chamber 6 to the heat transfer device 13 .
  • the kiln 2 has a large number of stoke holes, with a circulating nozzle 1 being arranged in at least one, in particular in at least one third, preferably in at least half, of the stoke holes.
  • a circulating nozzle 1 being arranged in at least one, in particular in at least one third, preferably in at least half, of the stoke holes.
  • the kiln 2 is in particular a tunnel kiln.
  • the kiln 2 can also be a chamber kiln.
  • the oxygen in the sucked-in air comes in particular from kiln 2.
  • the preheating of the gas also causes the gas to ignite earlier, which in turn means that the circulating nozzle 1 can also be used as a burner in comparatively cooler sections of the furnace 2 .
  • the circulating nozzle 1 is only used to circulate the atmosphere in a furnace 2 , with a non-combustible gas being introduced into the gas line 9 .
  • a combustible or a non-combustible gas can be introduced into the gas line 9 .
  • the non-combustible gas can be air, for example.
  • a section of a preferred embodiment of a kiln 2 with a preferred embodiment of the circulating nozzle 1 is shown as an example.
  • circulating nozzles 1 are arranged in several stoking holes.
  • the circulating nozzles 1 can function as burners or as nozzles for circulating the air in the interior of the kiln 2 without combustible gas.
  • ceramic wares 15 for firing are arranged in the interior of the kiln 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

Bei einer Umwälzdüse (1) für einen Brennofen (2), wobei die Umwälzdüse (1) eine Strahlpumpe (3) mit einer Treibdüse (4), einem Ansaugeinlass (5) und einer Mischkammer (6) aufweist, wobei ein Mischkammerauslass (7) der Mischkammer (6) an einer Auslassseite (8) der Umwälzdüse (1) angeordnet ist, wobei die Treibdüse (4) über eine Gasleitung (9) mit einem Gaseinlass (10) der Umwälzdüse (1) verbunden ist, wobei der Ansaugeinlass (5) über eine Ansaugleitung (11) mit einer, an der Auslassseite (8) der Umwälzdüse (1) angeordneten Ansaugöffnung (12) verbunden ist, wird vorgeschlagen, dass die Gasleitung (9) und die Ansaugleitung (11) über eine Wärmeübertragungsvorrichtung (13) thermisch miteinander gekoppelt sind.

Description

    Die Erfindung betrifft eine Umwälzdüse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Es ist bekannt, Luftdüsen zur Vergleichmäßigung der Raumtemperatur in Brennöfen einzusetzen. Hierbei wird ein nicht brennbares Gas, insbesondere Luft, durch Düsen mit hoher Geschwindigkeit in den Innenraum des Brennofens eingeblasen, um durch die induzierten Verwirbelungen die Anzahl voneinander unterschiedlicher Temperaturschichtungen zu reduzieren und somit eine einheitlichere Innenraumtemperatur des Brennofens zu erreichen.
  • Nachteilig daran ist, dass die Umwälzleistung solcher Luftdüsen, in der Regel Strahlpumpen, gering ist. Hierdurch resultieren viele unterschiedliche Temperaturschichtungen wodurch die Innentemperatur des Brennofens nicht einheitlich ist, sondern heißere und kältere Zonen auftreten. Es kann zwar zur Erhöhung der Umwälzleistung der Massenstrom der eingeblasenen Luft erhöht oder spezielle Lavaldüsen verwendet werden, wodurch jedoch der Energiebedarf stark steigt und diese Methode unwirtschaftlich wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Umwälzdüse der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welcher eine hohe Umwälzleistung bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit erreicht wird.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
  • Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Umwälzleistung der Umwälzdüse stark erhöht wird und somit der Massenstrom der eingeblasenen Luft nicht erhöht werden muss, wodurch wiederum der Energiebedarf zum Betreiben der Umwälzdüse nicht erhöht wird. Dadurch, dass die Gasleitung und die Ansaugleitung über eine Wärmeübertragungsvorrichtung thermisch miteinander gekoppelt sind, wird das Gas vorgewärmt, bevor es aus der Treibdüse austritt. Durch diese Vorerwärmung des Gases vor der Treibdüse wird der Impuls des Gasstrahles erhöht, wodurch das Umwälzvermögen und die Wurfweite des Gasstrahles erhöht werden. Es kann sogar der Massenstrom der eingeblasenen Luft reduziert werden, um trotzdem eine Umwälzleistung gemäß gängiger Strahlpumpen zu erzielen und gleichzeitig Energie zu sparen oder bei gleichem Massenstrom wie bei gängigen Strahlpumpen die Umwälzleistung deutlich erhöht werden. Die Umwälzdüse kann wahlweise je nach Anforderung entweder lediglich zum Umwälzen der Atmosphäre in dem Innenraum des Brennofens oder als Brenner für den Brennofen verwendet werden.
  • Die Erfindung betrifft weiters einen Brennofen gemäß dem Patentanspruch 11.
  • Die Erfindung hat daher weiters die Aufgabe einen Brennofen der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welchem eine einheitliche Temperatur im Brennofen erreicht wird.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 11 erreicht.
  • Die Vorteile des Brennofens entsprechen den Vorteilen der oben genannten Umwälzdüse.
  • Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Patentansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.
  • Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Umwälzdüse in einem Montagezustand in einem Brennofen in einem vertikalen Schnitt, und
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnittes einer bevorzugten Ausführungsform eines Brennofens mit mehreren Umwälzdüsen und in dem Brennofen befindlichen Gütern.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen zumindest Teile einer bevorzugten Ausführungsform einer Umwälzdüse 1 für einen Brennofen 2, wobei die Umwälzdüse 1 eine Strahlpumpe 3 mit einer Treibdüse 4, einem Ansaugeinlass 5 und einer Mischkammer 6 aufweist, wobei ein Mischkammerauslass 7 der Mischkammer 6 an einer Auslassseite 8 der Umwälzdüse 1 angeordnet ist, wobei die Treibdüse 4 über eine Gasleitung 9 mit einem Gaseinlass 10 der Umwälzdüse 1 verbunden ist, wobei der Ansaugeinlass 5 über eine Ansaugleitung 11 mit einer, an der Auslassseite 8 der Umwälzdüse 1 angeordneten Ansaugöffnung 12 verbunden ist, wobei die Gasleitung 9 und die Ansaugleitung 11 über eine Wärmeübertragungsvorrichtung 13 thermisch miteinander gekoppelt sind.
  • Es ist weiters ein Brennofen 2 zum Brennen keramischer Warenrohlinge umfassend wenigstens eine Umwälzdüse 1 vorgesehen.
  • Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Umwälzleistung der Umwälzdüse 1 stark erhöht wird und somit der Massenstrom der eingeblasenen Luft nicht erhöht werden muss, wodurch wiederum der Energiebedarf zum Betreiben der Umwälzdüse 1 nicht erhöht wird. Dadurch, dass die Gasleitung 9 und die Ansaugleitung 11 über eine Wärmeübertragungsvorrichtung 13 thermisch miteinander gekoppelt sind, wird das Gas vorgewärmt, bevor es aus der Treibdüse 4 austritt. Durch diese Vorerwärmung des Gases vor der Treibdüse 4 wird der Impuls des Gasstrahles erhöht, wodurch das Umwälzvermögen und die Wurfweite des Gasstrahles erhöht werden. Es kann sogar der Massenstrom der eingeblasenen Luft reduziert werden, um trotzdem eine Umwälzleistung gemäß gängiger Strahlpumpen zu erzielen und gleichzeitig Energie zu sparen oder bei gleichem Massenstrom wie bei gängigen Strahlpumpen die Umwälzleistung deutlich erhöht werden. Die Umwälzdüse 1 kann wahlweise je nach Anforderung entweder lediglich zum Umwälzen der Atmosphäre in dem Innenraum des Brennofens 2 oder als Brenner für den Brennofen 2 verwendet werden.
  • Die Umwälzdüse 1 weist eine Strahlpumpe 3 mit einer Treibdüse 4, einem Ansaugeinlass 5 und einer Mischkammer 6 auf.
  • Eine Strahlpumpe 3 ist eine Pumpe, in der die Pumpwirkung durch einen Fluidstrahl erzeugt wird, wobei durch einen Impulsaustausch ein weiteres sogenanntes Saugmedium, insbesondere Luft, angesaugt und beschleunigt wird.
  • Hierbei tritt ein Treibmedium mit hoher Geschwindigkeit aus der Treibdüse 4 aus. In der Mischkammer 6 trifft das Treibmedium auf das dort befindliche Saugmedium, insbesondere Luft, und es erfolgt eine Impulsübertragung von dem Treibmedium auf das Saugmedium, wodurch das Saugmedium beschleunigt und mitgerissen wird. Hierdurch entsteht nach Bernoulli für das Saugmedium ein Druckabfall, wodurch weiteres Saugmedium in die Mischkammer 6 angesaugt wird.
  • Bei der Verwendung der Umwälzdüse 1 als Brenner wird das Prinzip eines Strahltriebwerkes ausgenutzt, wobei die im Strahltriebwerk stattfindende Wärmeaufnahme durch Verbrennung durch eine Wärmeaufnahme über eine Wärmeübertragungsvorrichtung 13 ersetzt wird.
  • Abhängig von dem Druckniveau der Wärmeaufnahme wird ein Teil der aufgenommenen Wärme in kinetische Energie des aus der Treibdüse 4 austretenden Gas-Strahles umgesetzt. Diese höhere kinetische Energie bewirkt ein verbessertes Massenstromverhältnis in der Mischkammer 6 und damit eine verbesserte Umwälzwirkung in dem Innenraum des Brennofens 2. Je höher das Druckniveau der Wärmeaufnahme ist, umso größer ist der Wirkungsgrad.
  • Durch die Vorerwärmung des Gas-Strahles steigt die Schallgeschwindigkeit des Gases an und es können bereits mit einer konventionellen Düse Gasgeschwindigkeiten erreicht werden, die signifikant über der Schallgeschwindigkeit bei einer Temperatur von 20°C liegen, wodurch die Umwälzwirkung in dem Innenraum des Brennofens 2 deutlich erhöht wird.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass ein Gasauslass der Treibdüse 4 beabstandet und in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Ansaugeinlass 5 der Mischkammer 6 angeordnet ist.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass zumindest der Gasauslass der Treibdüse 4 in die Mischkammer 6 hineinragt.
  • Ein Mischkammerauslass 7 der Mischkammer 6 ist an einer Auslassseite 8 der Umwälzdüse 1 angeordnet. Die Auslassseite 8 ist hierbei jene Seite der Umwälzdüse 1, welche dem Brennofen 2 zugewandt ist. Die Treibdüse 4 ist über eine Gasleitung 9 mit einem Gaseinlass 10 der Umwälzdüse 1 verbunden. Der Gaseinlass 10 ist insbesondere an einer der Auslassseite 8 gegenüberliegenden und somit dem Brennofen 2 abgewandten Seite angeordnet. Der Ansaugeinlass 5 ist über eine Ansaugleitung 11 mit einer, an der Auslassseite 8 der Umwälzdüse 1 angeordneten Ansaugöffnung 12 verbunden. Mit dem Begriff verbunden ist hierbei insbesondere strömungstechnisch verbunden gemeint.
  • Weiters sind die Gasleitung 9 und die Ansaugleitung 11 über eine Wärmeübertragungsvorrichtung 13 thermisch miteinander gekoppelt. Durch die thermische Kopplung erfolgt eine Wärmeübertragung von der Ansaugleitung 11 auf die Gasleitung 9 und somit auf das in der Gasleitung 9 befindliche Gas, wodurch das Gas erwärmt wird.
  • Die Wärmeübertragungsvorrichtung 13 kann bevorzugt ein Wärmetauscher sein.
  • Es kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung 13 an einer Außenwandung der Umwälzdüse 1 angeordnet ist.
  • Bevorzugt kann hierbei die Umwälzdüse 1 im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet sein, insbesondere kreiszylinderförmig.
  • Hierzu kann auch besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung 13 den Zylindermantel ausbildet. Hierdurch kann die Wärmeübertragungsvorrichtung 13 und somit auch die Umwälzdüse 1 besonders platzsparend ausgebildet werden.
  • Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung 13 hohl-zylinderförmig ausgebildet ist, wobei die Wärmeübertragungsvorrichtung 13 im Wesentlichen die Ansaugleitung 11 umgibt, wodurch Platz gespart werden kann.
  • Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Umwälzdüse 1 an der Auslassseite 8 im Wesentlichen offen und an der, der Auslassseite 8 gegenüberliegenden und dem Brennofen 2 abgewandten Seite im Wesentlichen geschlossen ist.
  • Es kann weiters bevorzugt vorgesehen sein, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung 13 mehrere, parallel zur Mischkammer 6 verlaufende Wärmetauscherkammern aufweist, welche an wenigstens einer Stirnseite der Wärmeübertragungsvorrichtung 13 miteinander verbunden sind. Hierzu kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Gasleitung 9 in der Wärmeübertragungsvorrichtung 13 mäanderförmig verläuft und hierdurch einen verhältnismäßig langen Weg zurücklegt und damit eine große Oberfläche in der Wärmeübertragungsvorrichtung 13 ausbildet, wodurch die Wärmeübertragung auf die Gasleitung 9 in der Wärmeübertragungsvorrichtung 13 besonders gut funktioniert.
  • Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Fläche der Ansaugöffnung 12 mindestens 50%, bevorzugt mindestens 75 %, der Fläche der Auslassseite 8 beträgt.
  • Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die große Fläche der Ansaugöffnung 12 ein möglichst ungehindertes Ansaugen von Gas bzw. Luft aus dem Innenraum des Brennofens 2 ermöglicht wird.
  • Es kann weiters bevorzugt vorgesehen sein, dass die Ansaugleitung 11 die Mischkammer 6 umgibt. Dadurch, dass die Mischkammer 6 im Wesentlichen in der Ansaugleitung 11 angeordnet ist, wird eine sehr kompakte Bauweise der Umwälzdüse 1 ermöglicht, was beispielhaft in Fig. 1 dargestellt ist.
  • Weiters kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Ansaugleitung 11 im Wesentlichen parallel zu einer Längserstreckung der Mischkammer 6 von der Ansaugöffnung 12 zu dem Ansaugeinlass 5 verläuft.
  • Vorteilhaft ist hierbei, dass die Ansaugleitung 11 möglichst kurz ausgestaltet werden kann und das Gas bzw. die Luft ungehindert strömen kann.
  • Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Mischkammer 6 im Wesentlichen koaxial zu der Ansaugleitung 11 angeordnet ist, wodurch ein einfacher und platzsparender Aufbau ermöglicht wird.
  • Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Längserstreckung der Mischkammer 6 mindestens 30%, insbesondere mindestens 40%, bevorzugt mindestens 50%, der Längserstreckung der Umwälzdüse 1 beträgt.
  • Es kann auch bevorzugt vorgesehen sein, dass die Längserstreckung der Mischkammer 6 maximal 80%, insbesondere maximal 70%, bevorzugt maximal 60%, der Längserstreckung der Umwälzdüse 1beträgt.
  • Die Mischkammer 6 kann insbesondere rohrförmig sein, wodurch eine einfache Ausbildung der Mischkammer 6 ermöglicht wird.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die Mischkammer 6 einstückig ausgebildet ist.
  • Die Mischkammer 6 kann insbesondere aus einem temperaturbeständigen Material, bevorzugt aus einem Metall, einer Legierung oder einer Keramik bestehen.
  • Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Durchmesser der Mischkammer 6 wenigstens 15%, insbesondere wenigstens 20%, bevorzugt wenigstens 25%, des Durchmessers der Umwälzdüse 1 beträgt.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass der Durchmesser der Mischkammer 6 maximal 50%, insbesondere maximal 40%, bevorzugt maximal 30%, des Durchmessers der Umwälzdüse 1 beträgt.
  • Weiters kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Ansaugeinlass 5 ringförmig ausgebildet ist. Durch den ringförmigen Ansaugeinlass 5 kann Gas bzw. Luft aus der Ansaugleitung 11 gut angesaugt werden.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass sich ein Ende der Mischkammer 6 an dem Ansaugeinlass 5 aufweitet, wodurch die angesaugte Luft gut in die Mischkammer 6 eindringen kann.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Mischkammer 6 über eine Halterung 14 mit der Wärmeübertragungsvorrichtung 13 befestigt ist. Die Halterung 14 kann hierbei insbesondere die Mischkammer 6 mit der Wärmeübertragungsvorrichtung 13 verbinden.
  • Weiters kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Brennofen 2 eine Vielzahl an Schürlöchern aufweist, wobei in wenigstens einem, insbesondere in wenigstens einem Drittel, bevorzugt in wenigstens der Hälfte, der Schürlöcher eine Umwälzdüse 1 angeordnet ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass bestehende Schürlöcher einfach mit einer Umwälzdüse 1 ausgestattet werden können und keine weiteren Modifikationen am Brennofen 2 zur Befestigung der Umwälzdüse 1 vorgenommen werden müssen.
  • Der Brennofen 2 ist insbesondere ein Tunnelofen. Der Brennofen 2 kann aber auch ein Kammerofen sein.
  • Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass eine Umwälzdüse 1 als Brenner für den Brennofen 2 verwendet wird, wobei in die Gasleitung 9 ein brennbares Gas eingeleitet wird. Hierbei ist vorteilhaft, dass zum Entzünden des Gases keine zusätzliche Zündvorrichtung benötigt wird, da in der Regel das brennbare Gas zumindest beim Eintritt in die Mischkammer 6 bereits soweit erwärmt wurde, dass dieses in Kontakt mit Sauerstoff der angesaugten Luft in der Mischkammer 6 zu brennen beginnt. Durch die Vorerwärmung des Gases wird der Impuls des Gas-Strahles erhöht, wodurch das Umwälzvermögen und die Wurfweite der Flamme erhöht werden.
  • Der Sauerstoff der angesaugten Luft stammt hierbei insbesondere aus dem Brennofen 2.
  • Durch die Vorerwärmung des Gases wird weiters eine zeitigere Zündung des Gases bewirkt was wiederum bedeutet, dass die Umwälzdüse 1 als Brenner auch in vergleichsweise kühleren Abschnitten des Brennofens 2 eingesetzt werden kann.
  • Es kann alternativ vorgesehen sein, dass die Umwälzdüse 1 lediglich zum Umwälzen der Atmosphäre in einem Brennofen 2 verwendet wird, wobei in die Gasleitung 9 ein nicht brennbares Gas eingeleitet wird.
  • Je nach Anwendung kann somit ein brennbares oder ein nicht-brennbares Gas in die Gasleitung 9 eingeleitet werden. Das nicht-brennbares Gas kann beispielsweise Luft sein. In Fig. 2 ist beispielhaft ein Ausschnitt einer bevorzugten Ausführungsform eines Brennofens 2 mit einer bevorzugten Ausführungsform der Umwälzdüse 1 dargestellt. In dem Brennofen 2 sind in mehreren Schürlöchern Umwälzdüsen 1 angeordnet. Die Umwälzdüsen 1 können als Brenner oder als Düsen zur Umwälzung der Luft im Innenraum des Brennofens 2 ohne brennbarem Gas fungieren. In dem Innenraum des Brennofens 2 sind beispielsweise keramische Waren 15 zum Brennen angeordnet.
  • Nachfolgend werden Grundsätze für das Verständnis und die Auslegung gegenständlicher Offenbarung angeführt.
  • Merkmale werden üblicherweise mit einem unbestimmten Artikel "ein, eine, eines, einer" eingeführt. Sofern es sich aus dem Kontext nicht anders ergibt, ist daher "ein, eine, eines, einer" nicht als Zahlwort zu verstehen.
  • Das Bindewort "oder" ist als inklusiv und nicht als exklusiv zu interpretieren. Sofern es sich aus dem Kontext nicht anders ergibt, umfasst "A oder B" auch "A und B", wobei "A" und "B" beliebige Merkmale darstellen.
  • Bei Wertebereichen sind die Endpunkte mitumfasst, sofern es sich aus dem Kontext nicht anders ergibt.

Claims (14)

  1. Umwälzdüse (1) für einen Brennofen (2), wobei die Umwälzdüse (1) eine Strahlpumpe (3) mit einer Treibdüse (4), einem Ansaugeinlass (5) und einer Mischkammer (6) aufweist, wobei ein Mischkammerauslass (7) der Mischkammer (6) an einer Auslassseite (8) der Umwälzdüse (1) angeordnet ist, wobei die Treibdüse (4) über eine Gasleitung (9) mit einem Gaseinlass (10) der Umwälzdüse (1) verbunden ist, wobei der Ansaugeinlass (5) über eine Ansaugleitung (11) mit einer, an der Auslassseite (8) der Umwälzdüse (1) angeordneten Ansaugöffnung (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitung (9) und die Ansaugleitung (11) über eine Wärmeübertragungsvorrichtung (13) thermisch miteinander gekoppelt sind.
  2. Umwälzdüse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung (13) an einer Außenwandung der Umwälzdüse (1) angeordnet ist.
  3. Umwälzdüse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung (13) hohl-zylinderförmig ausgebildet ist, wobei die Wärmeübertragungsvorrichtung (13) im Wesentlichen die Ansaugleitung (11) umgibt.
  4. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung (13) mehrere, parallel zur Mischkammer (6) verlaufende Wärmetauscherkammern aufweist, welche an wenigstens einer Stirnseite der Wärmeübertragungsvorrichtung (13) miteinander verbunden sind.
  5. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Ansaugöffnung (12) mindestens 50%, bevorzugt mindestens 75 %, der Fläche der Auslassseite (8) beträgt.
  6. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugleitung (11) die Mischkammer (6) umgibt.
  7. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugleitung (11) im Wesentlichen parallel zu einer Längserstreckung der Mischkammer (6) von der Ansaugöffnung (12) zu dem Ansaugeinlass (5) verläuft.
  8. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (6) im Wesentlichen koaxial zu der Ansaugleitung (11) angeordnet ist.
  9. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugeinlass (5) ringförmig ausgebildet ist.
  10. Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (6) über eine Halterung (14) mit der Wärmeübertragungsvorrichtung (13) befestigt ist.
  11. Brennofen (2) zum Brennen keramischer Warenrohlinge umfassend wenigstens eine Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
  12. Brennofen (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennofen (2) eine Vielzahl an Schürlöchern aufweist, wobei in wenigstens einem, insbesondere in wenigstens einem Drittel, bevorzugt in wenigstens der Hälfte, der Schürlöcher eine Umwälzdüse (1) angeordnet ist.
  13. Verwendung einer Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Brenner, wobei in die Gasleitung (9) ein brennbares Gas eingeleitet wird.
  14. Verwendung einer Umwälzdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Umwälzen der Atmosphäre in einem Brennofen (2), wobei in die Gasleitung (9) ein nicht brennbares Gas eingeleitet wird.
EP21201140.7A 2020-10-07 2021-10-06 Umwälzdüse für einen brennofen Pending EP3982072A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50861/2020A AT524257B1 (de) 2020-10-07 2020-10-07 Umwälzdüse für einen brennofen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3982072A1 true EP3982072A1 (de) 2022-04-13

Family

ID=78085506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21201140.7A Pending EP3982072A1 (de) 2020-10-07 2021-10-06 Umwälzdüse für einen brennofen

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3982072A1 (de)
AT (1) AT524257B1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3741166A (en) * 1972-02-10 1973-06-26 F Bailey Blue flame retention gun burners and heat exchanger systems
DE102005005832A1 (de) * 2005-02-08 2006-08-10 Air Liquide Deutschland Gmbh Rekuperatorbrenner und Verfahren zum Erhitzen eines Industrieofens unter Einsatz des Brenners
CN203702676U (zh) * 2014-01-27 2014-07-09 北京北分麦哈克分析仪器有限公司 蒸汽喷射泵
WO2014108353A1 (de) * 2013-01-11 2014-07-17 Basf Se Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen umsetzung von flüssigkeiten mit gasen
EP3048389A1 (de) * 2015-01-22 2016-07-27 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Ejektor und wärmepumpenvorrichtung
EP3141845A1 (de) * 2015-09-07 2017-03-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Ejektor und wärmepumpenvorrichtung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6802178B2 (en) * 2002-09-12 2004-10-12 The Boeing Company Fluid injection and injection method
CN201449130U (zh) * 2009-07-16 2010-05-05 南京中圣园机电设备有限公司 尾气再循环煅烧窑
CN207893756U (zh) * 2018-02-12 2018-09-21 岳阳恒盛石化科技有限公司 一种烟气内循环超低NOx排放燃气燃烧器
CN212029500U (zh) * 2020-03-11 2020-11-27 北京泷涛环境科技有限公司 燃烧装置及水套加热炉

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3741166A (en) * 1972-02-10 1973-06-26 F Bailey Blue flame retention gun burners and heat exchanger systems
DE102005005832A1 (de) * 2005-02-08 2006-08-10 Air Liquide Deutschland Gmbh Rekuperatorbrenner und Verfahren zum Erhitzen eines Industrieofens unter Einsatz des Brenners
WO2014108353A1 (de) * 2013-01-11 2014-07-17 Basf Se Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen umsetzung von flüssigkeiten mit gasen
CN203702676U (zh) * 2014-01-27 2014-07-09 北京北分麦哈克分析仪器有限公司 蒸汽喷射泵
EP3048389A1 (de) * 2015-01-22 2016-07-27 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Ejektor und wärmepumpenvorrichtung
EP3141845A1 (de) * 2015-09-07 2017-03-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Ejektor und wärmepumpenvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
AT524257A2 (de) 2022-04-15
AT524257A3 (de) 2022-12-15
AT524257B1 (de) 2022-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2841105C2 (de) Vergasungsbrenner
DE1252974B (de) Gleichraumbrennkammer
DE1401853A1 (de) Brenner fuer Tiefoefen od.dgl.
AT524257B1 (de) Umwälzdüse für einen brennofen
DE10200524C1 (de) Brennkammerbaugruppe, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät
AT223729B (de) Industriebrenner
DE1501970A1 (de) Brenner fuer OEfen
EP0134907B1 (de) Vorrichtung zur impulsweisen Einbringung eines gasförmigen Mediums in einem Brennofen oder dgl.
DE488292C (de) Vorrichtung zur Zufuehrung hocherhitzter Zusatzluft in die Heizzuege von Feuerungen
DE288727C (de)
DE3614440A1 (de) Heizungsgeraet mit nachbrenner
DE10043091C2 (de) Nach dem Rekuperatorprinzip arbeitender Gasbrenner
DE685742C (de) Schutzeinrichtung an Fluessigkeitserhitzern mit Duesenbrennern fuer OEl oder Pech
DE3132186C2 (de) Vorrichtung zur Vergleichmäßigung der oberen und unteren Besatztemperaturen im Vorwärmbereich von keramischen Tunnelöfen
DE2053805B2 (de) Rekuperativ-Brenner
DE4428097A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes sowie Heizgerät zur Durchführung des Verfahrens
DE102016112103B4 (de) Hochtemperaturofen mit Wärmerückgewinnung
DE293954C (de)
JPH033778Y2 (de)
SU1084315A1 (ru) Термическа печь
DE4227368C1 (de) Ofen oder Kamin mit übereinander angeordneten Feuerräumen
DE2943289A1 (de) Brenner fuer fluessige und/oder gasfoermige brennstoffe, insbesondere fuer industrielle oefen
SU389153A1 (ru) Горелочное устройство
DE212009000229U1 (de) Strahlungsbrenner sowie Strahlungsbrenneranordnung
SU1411301A1 (ru) Горелка стекловаренной печи

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: WINTER, FRANZ

Inventor name: HARASEK, MICHAEL

Inventor name: JORDAN, CHRISTIAN

Inventor name: WESENAUER, FLORIAN

Inventor name: PICHLER, MARIO

Inventor name: PUSKAS, STEFAN

Inventor name: STREIBL, BERNHARD

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220824

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR