DE2336693A1 - Strahlheizrohr - Google Patents

Description

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' PnisW.iiw^t* 17. Juli I975

Ρ,Πό R.troui bsi Köln L./Li.

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Jean Faseheuer,
Industrieofenbau und Elektrotechnik,

Troisdorf

Strahlheiarohr

Die Erfindung betrifft ein Strahlheisrohr mit einem in dessen Luftzuführungsrohr eingesetzten Scheibenbrenner mit einer Mit« talöffnung, durch die sich ein Gaszuführungsrohr hinduroherstredet, und mit rund um di© Mittelöffnung herum vorgesehenen Luftdurchgangsöffnungen.

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Zum. Zünden derartiger Strahlheizrohre ist es "bekannt, eine dünne Gaslanze mit an ihrem Zündende "brennender Flamme von der Außenseite des Ofens her durch das Luftzuführungsrohr und den Scheibenbrenner in den Flamrsraum einzuführen und dort am Austritt des Gaszuführungsrohrs die Zündung einzuleiten.

Bei Strahlheizrahren mit einer zum Flammrohr ionisch erweiterten Terbrennungsdüse ist es bereits bekannt, automatische Zünd- und Flammenüberwachungseinrichtungen zu verwenden. Diese bekannten Zünd- und Flannaenüberwaohungseinrichtungen bestehen aus einer spannungsführenden Elektrode und einer mit dieser zusammenwirkenden Gegenelektrode, die auf Massepotential liegt. Zur Zündung des sich im Bereich der Brennerdüse im Flammrohr verwirbelnden Gas-Luft-Gemisches wird an die Elektrode eine hohe Wechselspannung angelegt, die nach erfolgter Zündung zur Flammenüberwachung durch eins geringere Wechselspannung ersetzt wird. Durch die Flamme wird infolge deren ionisierender Wirkung ein Gleichrichtereffekt erzielt. Die Gleichspannung wird einem Anzeige- oder Überwachungsgerät zugeführt.

Bei den in Verbindung mit Strahlheizrohren mit zum Flammrohr konisch erweitertem Brenner bekannten Zünd- und Flammenüberwachungseinrichtungen erstreokt sioh die spannungsführende Elektrode zentrisch durch das Gaszuführungsrohr bis weit hinein

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in den konisch erweiterten Teil des Brenners, in dem die
Mischung von Gas und Verbrennungsluft erfolgt. Die Gegenelektrode ist von dem G_a3zuführungsrohr getragen. Diese bekannten Zünd- und Flammenüberwachungseinriohtungen weisen eine sehr kurze lebensdauer auf, da die Elektroden sehr schnell .abbrennen, und geben nur bei optimal eingestellter Flamme eine zuverlässige Überwaohungsanzeige.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strahlheizrohr der eingangs genannten Art mit einer elektrischen Zünd- und
Flammenüberwachungseinrichtung zu versehen, die bei beliebig eingestellter Flamme eine zuverlässige Überwachung liefert und
darüber hinaus eine hohe Lebensdauer aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe duroh eine an sich bekannte Zünd- und Flammenüberwachungseinriohtung gelöst, bei der die spannungsführende Elektrode exzentrisch außerhalb des Gaszuführungsrohres im Flammrohqliegt.

Das erfindungsgemäße-Strahlheizrohr kann in einfachster Weise durch Anlegen einer Hochspannung an das Elektrodenpaar gezündet werden, da die spannungsführende'Elektrode in dem Bereioh liegt, in dem die Verbrennungsluft mit dem zugeführten Gas verwirbelt wird, also ein zündfähiges Gemisoh vorhanden ist. Dieser Be-

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reich liegt bei einem. Soheibenbrenner, duroh dessen Mitbelöffnung sich das Gaszuführungsrohr hinduroherstreckt, etwa doppelt so weit vor dem Scheibenbrenner im Flammrohr, wie sich das

, Gaszuführungsrohr über den Scheibenbrenner hinauserstreokt. Ferner ist bei dem erfindungegemäßen Strahlheizrohr die Flammenüberwachung voll gewährleistet, da die spannungsführende Elektrode im äußeren Randbereich des Flammenkegele liegt, in dem der Ionisationseffekt der Flamme besonders ausgeprägt ist. Schließ-

: lieh verbleibt die spannungsführende Elektrode unabhängig von der Flammeneinstellung immer in deren Randbereich.

■ Um auch bei minimaler Beaufsohlagung des Brenners, also bei i

■ kleiner blakender Flamme, eine Flammenüberwachung zu gewährleisten, liegt die spannungsführende Elektrode vorzugsweise oberhalb der Gaszufuhr. Auf diese Weise ist auch bei sehr kleiner Flamme ein Ionisationsstrom gewährleistet.

ι Um eine einwandfreie Zündung und eine ausreichende Ionisationsspannung zu gewährleisten sowie ein Überspringen des Zündfunkens von der spannungsführenden Elektrode auf das Flammrohr

¹ oder einen anderen, auf Massepotential liegenden Teil des Strahlheizrohres zu verhindern, kann die Gegenelektrode vom Soheibenbrenner getragen werden, der auf Massepotential liegt. Dabei liegt der zwisohen beiden Elektroden befindliche Raum etwa in

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der Mitte zwischen der Innenwand des Flammrohres und der Mit-

', telachse des Strahlheizrohres. Beide Elektroden liegen auf diei
se Weise sowohl im günstigsten Zündbereioh des Gemisohes als

auch in dem die beste Gleichriohterwirkung gewährleistenden
Außenrand äes Flammkegels,

! Vorzugsweise verläuft die spannungsführende Elektrode duroh das Luft zuführung sr ohr und erstreokt sioh duroh den Soheibenbr emier,'

j wobei zwischen der spannungsführenden Elektrode und deoi Sehet- j benbrenner eine Isolierung vorgesehen ist« Auf diese Weise kann j ; die spannungsführende Elektrode von der Rückseite des Strahl- j j heizrohres aus duroh dieses hindurch bis 2!ur Zünd- und Über-» J

wachungsstelle geführt werden« Selbst "bei mioht vollständiger
." Abdichtung könnte somit allenfalls Verbremiuiagsluf1₉ jeöooh kein Gas austreten.

Die Isolierung, die die spannungsführend© Elektrode zweckmäßig \ über den gesamten, im Luftzuführungsrohr "befindlichen Bereich \

der Elektrode umgibt, erstreckst sioh -vorzugsweise vom Scheiben-» j brenner aus etwa über die hal"be länge äee in fi©s, Flsmmraum ra- ■

der enanr«¹*"·*⁴""·" "''^renden

BAD ORiQfNAl

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im. einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.

In der Zeichnung ist ein Teilsohnitt durch ein Strahlheizrohr

in dem Bereich dargestellt, in dem sioh der Scheibenbrenner und die Zünd- und Flammenüberwaohungseinriohtung befinden. Im Man- ' telrohr 2 des Strahlheizrohres ist koaxial zu diesem ein Flammrohr 4 angeordnet, das von Stützen 6 getragen wird. In das Flammrohr 4 mündet ein von der entgegengesetzten Seite kommen-

des, von der Ofenaußenseite beaufsohlagbares luftzuführungarohr j 8. An das freie Ende des luftzuführungsrohrs 8 ist eine Muffe ι 10 angeschweißt, die lose in das Eingangsende des Flammrohrs 4 eingesteckt ist. In das in das Flammrohr 4 eingreifende Ende der Muffe 10 ist ein Soheibenbrenner 12 eingesetzt, der mit der Huf fe 10 verschweißt ist.^

Duroh das Luftzuführungsrohr 8 ist ein Gaszuführungsrohr 14 geführt, das konzentrisch zu dem Luftzuführungsrohr 8 angeordnet ist und d"-""·¹- »ine in dem Soheibenbrenner 12 vorgesehene

~· 7 —

Brenngas beschleunigt wird und duroh hinter der Düse in dem Gas-'

zuführungsrohr 14 rund um. dessen Umfang angeordnete Durohtritts-!

■ bohrungen 22 luft ansaugt, so daß am Ausgangsende des Gaszu- ^! führungsrohres bereits ein brennbares Gasgemisoh vorliegt. j

In dem Scheibenbrenner sind rund um die zentrieohe Bohrung 16
luftdurchgangsöffnungen 24 vorgesehen, die koaxial zu dem Gaszuführungsrohr verlaufen. Außerdem weist der Soheibenbrenner im ; Bereich seines äußerenUafangs gleichsinnige tangential angestellte Luftdurohgangsöffnungen 26 auf, die eine Verwirbelung der
Verbrennungsluft und damit die Erzeugung eines optimalen Brenn-

gasgemisches unterstützen.

Zur Zündung und Überwachung der Flamme weist das Strahlheizrohr zwei Elektroden 28 und 30 auf, wobei die Elektrode 28 mit einer Wechselspannung unterschiedlicher Höhe beaufsohlagbar ist,
während die Elektrode 30 an Masse liegt'.

^; Die spannungsführende Elektrode 28 verläuft oberhalb des Gas- \ ! zuführungsrohres 14 duroh das Luftzuführungsrohr 8 und er- ' . streokt sich duroh eine über der zentrisohen Bohrung 16 in dem ; ! Scheibenbrenner 12 vorgesehene Durohgangsbohrung 32 in den i Fa-lammraum 18. Bis nahe an das im Flammraum 18 befindliche freie! Ende der spannungsführenden Elektrode 28 ist diese mit einem

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isolierenden Keramikmantel 34 umgeben, der gleichzeitig als
j Isolierung zwisohen der spannungsführenden Elektrode 28 und dem : ^! Scheibenbrenner 12 dient.

ι Die Gegenelektrode 30 ist als dünner Stahlstab ausgebildet und

wird an einer Stelle zwisohen der zentrisohen Bohrung 16 und der

ί ;

Durohgangsbohrung 32 von dem Scheibenbrenner 12 getragen, über !

I den sie auf Massepotential liegt.

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Die beiden Elektroden 28 und 30 ragen weiter in den Flammraum 8 j hinein als das Ausgangsende des Gaszuführungsrohrs. Die Anord- j i nung der Elektrodenenden ist so gewählt, daß sie beim Betrieb j des Strahlheizrohrs im Außenbereich des Flammkegels liegen. j Während sioh der Keramikmantel der spannungsführenden Elektrode

vom Soheibenbrenner aus etwa über die halbe Länge des in den

! Flammraum 18 ragenden Absohnitts der spannungsführenden Elektro-

i de 28 erstreckt, endet die Gegenelektrode 30 etwa auf halber | Länge des freiliegenden Endabsohnitts der spannungsführenden !

_; Elektrode 28. j

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ί ι

J Zur Einleitung des Zündvorgangs des bereits mit Gas beaufsohlag-₍

ten Strahlheizrohrs wird an die Elektrode 28 eine hohe Weohsel-
; spannung angelegt, die sioh über die Gegenelektrode 30 entlädt,
' da diese über den Soheibenbrenner 12, die Muffe 10 und das Luft-

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! zuführungsrohr 8 an Masse liegt. Nach der Zündung des Gasge- ;

j misches wird die Wechselspannung reduziert und wird infolge des ; Ionisationseffektes im Außenbereioh des Flammkegels gleichgerichtet. Der daduroh entstehende gleichgerichtete Strom wird an
einem außerhalb des Ofens befindlichen Meßgerät zur Anzeige gebracht oder mit einem optisohen bzw. akustischen Signal gekop- ^₁

: pelt, das bei Ausfall des Ionisationsstroms in Tätigkeit tritt !

! und den Ausfall der Flamme anzeigt.

, Da von der kleinsten, bei minimaler Beaufsohlagung des Brenners ; ; entstehenden und naoh oben blakenden Flamme bis zur größten, bei

voller Beaufsohlagung des Brenners gebildeten Flamme, die Elektro-

: den in den Außenrand der Flamme hineinragen, ist eine Flammen-I ■ -

ι überwachung von der kleinsten bis zur größten Flamme gewähr-

■ ■* ' ι

j leistet. Da die Elektroden nur in den Außenrand des Flammkegels _:

i !

, hineinragen und sioh nicht in den heißesten Flammenbereich ' ^; hineinerstreoken, isb eine lange lebensdauer beider Elektroden ■ , gewährleistet.

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Claims (5)

1. Patentansprüche ι

   /I J Strahlheizrohr mit einem in dessen Iiuftzuführungsrohr eingesetzten Soheibenbrenner mit einer zentrisohen Bohrung, durch die sioh ein Gaszuführungsrohr in den Flammraum erstreckt, und mit rund um die zentrisohe Bohrung herum, vorgesehenen luf tdurohgangsöffnungen, gekennzeichnet d u r ο h eine Zünd- und Flammenüberwachung mit einer spannungsführenden Elektrode (28) und einer an Massepotential liegenden Gegenelektrode (50), wobei die spannungsführende , Elektrode (28) exzentrisch außerhalb des Gaszuführungsrohres (14) liegt. ;
2. 2. Strahlheizrohr naoh Anspruoh 1, /da du roh gekennzeichnet, daß die spannungsführende Elektrode (28) ; oberhalb des Gaszuführungsrohres (14) liegt.
3. 3. Strahlheizrohr naoh Anspruoh 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Gegenelektrode (30) vom Soheibenbrenner (12) getragen ist, der auf Massepotential liegt. j
4. 4. Strahlheizrohr naoh einem der Ansprüohe 1 bis 3, d a d u r oh gekennzeichnet , daß die spannungsführende

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   Elektrode (28) durch das Luftzuführungsrohr (8) verläuft und sich durch den Scheibenbrenner (12) hinduroherstreokt, wobei j zwischen der spannungsführenden Elektrode und dem Soheibenbrenner eine Isolierung (34) vorgesehen ist.
5. 5. Strahlheizrohr nach Anspruch 3 und 4, dadurch g e kennzeiohnet , daß sich die Isolierung (34) vom. Scheibenbrenner (12) aus etwa über die halbe Länge des in den Flammraum (18) ragenden Abschnitts der spannungsführenden Elektrode (28) erstreckt und daß die Gegenelektrode etwa auf j halber Länge des freiliegenden Endabsohnitts der spannungs- j führenden Elektrode (28) endet. ;

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