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Brenner für Industriefeuerungen, insbesondere Trockenöfen Bei der
Beheizung von Industrieöfen, Trockenöfen u. dgl. ist es erwünscht, außer der Wärmestrahlung
auch einen starkenWärmeübergang durchKonvektion auf das zu wärmende Gut herbeizuführen.
Hierzu dienten bereits im Ofenraum angeordnete Umwälzaggregate, wie Propeller od.
dgl. Als Heizgase finden neuerdings außer den im Werk selbst in Generatoren erzeugten
Schwachgasen mehr und mehr hochwertige Kraftgase Verwendung, die als Ferngas oder
Erdgas, oftmals auch als Kohlenstaub oder zerstäubtes Öl
unter verhältnismäßig
hohem Druck zugeliefert werden.
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Es ist bereits bekannt, die Brennstoffe mit Luft gemischt durch ein
nachgeschaltetes gemeinschaftliches Rohr hindurch in den Vorherd von Heizkesseln
od. dgl. einzuführen. Diese werden in Venturirohre eingeblasen, wobei sie aus dem
Vorherd noch unverbrannt gebliebene Gase ansaugen, sich mit diesen mischen und beim
Austritt aus den Venturirohren im Vorherd verbrennen, so daß letztlich eine vollständige
Verbrennung erzielt wird. Die Zuleitungsrohre für das Brennstoff-Luft-Gemisch und
die Venturirohre selbst sind mittels Dampf oder Wasser gekühlt, wodurch eine erwünschte
Vorwärmung des Brennstoff-Luft-Gemisches unterbunden wird Demgegenüber weist der
erfindungsgemäße Brenner eine Ausbildung auf, bei welcher ohne besondere Kühlmittel
das Mischrohr vor übermäßiger Erhitzung geschützt bleibt. Aus diesem Grunde wird
es vonVerbrennungIsluft durchströmt. Dabei ergibt sich zugleich der Vorteil, daß
die durch den Hohlraum des Mischrohres strömende Verbrennungsluft vorgewärmt wird.
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Gegenstand vorliegender Erfindung ist somit ein Brenner für mit gasförmigem
oder einen flüssigen Brennstoff enthaltendemGemisch befeuerteIndustrieofenfeuerungen,
der Verbrennungsgase mittels eines im Ofenraum angeordneten Mischrohres und einer
zentrisch in demselben angeordneten Treibdüse unter Druck zugeführte Brennmittel
umwälzt, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß das Mischrohr doppelwandig ist
und am Austrittsende Austrittsöffnungen für in seinen Hohlraum eingeführte Verbrennungsluft
aufweist. Als weitere Erfindungskennzeichnung ist vorgesehen, daß das Mischrohr
nur von der Luftzuführungsleitung und die Treibdüse nur von der Brennstoffzuführungsleitung
getragen wird.
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Der Brennstoff strömt somit zentral durch eine Treibdüse in den Brenner
ein und saugt durch eine hintere Öffnung des Brenners aus dessen Umgebung heiße
verbrannte Gase an, mischt sich mit diesen und wird je nach dem Mischungsverhältnis
angewärmt. Die Verbrennungsluft wird durch ein den Brenner umhüllendes Mischrohr
mit Doppelmantel zugeleitet, und dieser ist von innen und außen von den heißen Abgasen
umspült, die einen Teil ihrer Wärme an die Verbrennungsluft abgeben. Die heiße Verbrennungs-Itift
strömt dann durch ringförmig angeordnete Austrittsöffnungen oder Düsen dem heißen
Brennstoff-Abgas-Genlisch zu und verbrennt in kurzem Abstand vom Brenner zu einer
großen milden Flamme. Die kalt zugeführte Verbrennungsluft kühlt dabei das Mischrohr
und schützt den ganzen Brenner, der von den heißen Abgasen umspült ist, gegen Überhitzung.
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Durch die Beimischung der Abgase zu dem Brennstoff wird der Heizwert
des Gemisches entsprechend verringert, jedoch die Eigenwärme desselben erhöht und
damit wieder eine genügend hohe Flammentemperatur unter Vermeidung von Stichflammen
erreicht. Das Ansaugen der Abgase aus dem Verbrennungsraum und deren Beimischting
zum Brennstoff bewirkt eine kräftige Umwälzung der gesamten Ofenatmosphäre.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Brenners wiederge geben, und zwar zeigt Fig. 1 die Seitenansicht des Brenners
im Schnitt und Fig. 2 die Draufsicht auf die Brennermündung. Der Brenner hängt frei
in Richtung der gewünschten Gasumwälzung im Ofenraum, sei es an der Ofendecke, an
den Seitenwänden oder gegebenenfalls auch vom Boden aus. Bei Rundöfen empfiehlt
sich eine Anordnung mehrerer Brenner in einer Kreislinie, um eine entsprechend kreisende
Ofenatmosphäre zu erreichen. Die durch die Ofenwand tretenden Zuführungen für Luft
und Frischgas enden bei der Luftzuführungsleitung 1 in einem hohlzylindrischen
Mischrohr 4, gegebenenfalls mit einem Ringkanal zur gleichmäßigeren Verteilung.
Die Mündung dieses Mischrohres ist nach innen abgeschrägt, und auf dem schrägen
Mündungsring sind um den gesamten Um-ZD
fang herum Austrittsöffnungen
oder Düsen 5 vorgesehen.
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Die Brennstoffzuführungsleitung 2 führt in die Mitte des Mischrohres
und mündet in einer koaxialen Treibdüse mit beispielsweise konisch ausgestalteter
Mündungsöffnung. Die Gasmündung der Treibdüse ist von den Austrittsöffnungen des
Mischrohres ein Stück zurückversetzt, und der unter erhöhtem Druck austretende Gasstrahl
bewirkt im Innern des Mischrohres eine starke Saugwirkung, durch welche die Verbrennungs,-ase3
der Ofenatmosphäre durch den Brenner hindurchgesaugt werden. Diese Wirkung wird
durch die Strahlen der Luftaustrittsdüsen noch verstärkt bzw. ergänzt.
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Bei Betrieb des Brenners wird das unter Druck zu-Cre g leitete
Frischgas somit noch vor seiner Vermischung mit der Verbrennungsluft durch die angesaugten
Verbrennungsgase verdünnt, worauf diese Gas-Abgas-Mischung in annähernd gleichem
Volumenverhältnis auf die eingepreßte Verbrennungsluft trifft, mit dieser durch
entsprechende Brennerausbildung gleichfalls eine gute Mischung eingeht und mit längerem
Flammenkern 6 verbrennt.
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Infolge der vollständigen Umspülung aller Brennerteile durch die Ofenatmosphäre
und durch die unmittelbare Zumischung der Verbrennungsgase erhalten die Gas-Luft-Anteile
eine spürbare Vorwärmung, welche sich auf den Verbrennungsprozeß günstig auswirkt
und eine stetige Zündung sichert, und zwar in einem Maße, wie sie durch übliche
Rekuperator-Vorwärmung kaum erreicht werden kann. Andererseits kühlen die durchtretendenFrischgas-
undLuftmengen den Brenner selbst ausreichend ab, um eine Zerstörung oder Verzunderung
des zweckmäßigerweise hitzebeständigen Materials zu verhindern.
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Zum Betrieb des Brenners eignet sich insbesondere auch Ferngas und
Erdgas, das an sich schon unter höherem Druck angeliefert wird. Bei entsprechend
hohem Druck der Verbrennungsluft und angepaßter Richtung und Dimensionierung der
Austrittsöffnungen 5 können als Heizstoffe jedoch auch andere Heizgase oder
auch flüssige Vergasungsbrennstoffe Verwendung finden. In gewissen Fällen kann es
auch vorteilhaft sein, das Mischrohr als Gaszuführung und die Treibdüse als Luftzufuhr
zu verwenden.