DE2802640A1

DE2802640A1 - Rekuperativer brenner fuer stroemende brennstoffe

Info

Publication number: DE2802640A1
Application number: DE19782802640
Authority: DE
Inventors: Trevor Ward
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-01-21
Filing date: 1978-01-21
Publication date: 1978-07-27
Also published as: FR2378236A1; JPS5392926A; US4210411A; CA1112552A; ES466236A1; ES468700A1; BE863145A; GB1597234A; AU3253778A; NL7800615A; SE7800715L; FR2378236B1; AU525466B2

Description

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Beschreibungseinleitung

Die Erfindung bezieht sich auf einen rekuperativen Brenner für strömende flüssige oder gasförmige Brenn- bzw. Kraftstoffe zum Beheizen von öfen vorzugsweise in einem Temperaturbereich über 800 C.

Erfindungsgemäß ist ein rekuperativer Brenner für strömende Kraftstoffe vorgesehen, der eine Kraftstoffzuführung zum Verbrennungsbereich, einen Wärmetausch zwischen einander benachbarten Leitungssystemen, eine Luftzuführung in den Verbrennungsbereich über eines der einander benachbarten Leitungssysteme und Abgasleitungen zum Abtransport der Verbrennungsprodukte aus dem Verbrennungsbereich aufweist. Der Wärmetausch zwischen den einander benachbarten Leitungssystemen wird zwischen der im einen Leitungssystem geführten Luft und einem im anderen Leitungssystem geführten anderen Strömungsmittel bewirkt, das insbesondere die Verbrennungsprodukte in der Form der Verbrennungsgase ist. Mittels der in den Verbrennungsbereich geförderten Luft und des in den Verbrennungsbereich geförderten Kraftstoffes wird dort die Verbrennung bewirkt und aufrechterhalten. Durch den Wärmetausch wird die Verbrennungsluft vorgewärmt, wobei der Wärmetausch im Leitungssystem unter Einschluß des Brennerkopfes

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selbt erfolgt, ehe sie den Verbrennungsbereich erreicht. Das Leitungssystem für den Kraftstoff weist sowohl die eigentlichen Fördermittel für flüssigen Kraftstoff als auch die Mittel zur Aufbereitung des Kraftstoffes für eine gute Verbrennung im Verbrennungsbereich auf.

Das Leitungssystem für die Zuführung des Kraftstoffes schließt Kanäle ein, die sich durch den Brenner hindurch in den Verbrennungsbereich erstrecken und die die Möglichkeit der Förderung und Aufbereitung von flüssigem Kraftstoff einschließen, aber auch zur Förderung gasförmigen Kraftstoffes zum Verbrennungsbereich angepaßt sind. Deshalb kann ein solcher Brenner mit flüssigem und mit gasförmigem Kraftstoff betrieben werden, wobei die verschiedenen Kraftstoffe gleichzeitig oder in beliebiger zeitlicher Aufeinanderfolge verwendet werden können. Dieses Merkmal ist deswegen besonders zweckmäßig, weil es der Bedienungsperson die Auswahl des insbesondere von den Kosten her günstigeren Kraftstoffes ermöglicht. Eine bevorzugte Ausführung eines Brenners mit diesem Aspekt der Erfindung ist so ausgebildet bzw. angeordnet, daß die Mittel zum Fördern und zur Aufbereitung des flüssigen Kraftstoffes in den vorgenannten Kanälen herausnehmbar angeordnet sind und diese Kanäle so ausgestaltet sind, daß sie den gasförmigen Kraftstoff in den Verbrennungsbereich fördern können, wenn die Mittel zum Fördern und Aufbereiten des flüssigen Kraftstoffes aus ihnen entfernt worden sind.

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In der Praxis werden die Mittel zum Aufbereiten des flüssigen Kraftstoffes so ausgebildet sein, daß sie ein Zerstäuben des dem Verbrennungsbereich zugeführten flüssigen Kraftstoffes bewirken. Hierzu werden sie einen geeigneten Zerstäuber enthalten sowie Führungen, die die Verbrennungsluft als Preßluftstrom hinter den Zerstäuber leiten. Zweckmäßigerweise ist der Zerstäuber einem Ende des Speiserohres für den flüssigen Kraftstoff zugeordnet. Dabei bildet die Kraftstoffzuführung einen Ringkanal um das Kraftstoffspeiserohr und die Führungen, die die Preßluft hinter den Zerstäuber leiten, sind so ausgebildet, daß sie den Preßluftstrom entlang dem Ringkanal dem Zerstäuber zuführen.

Gelegentlich ist es notwendig, der Kraftstoffzuführung Mittel zuzuordnen, die Wärme von dem zu fördernden flüssigen Kraftstoff abführen, also den dem Brenner bzw. Zerstäuber zuzuführenden Kraftstoff zu kühlen. Zweckmäßigerweise erfolgt eine solche Kühlung mit einem Rohrkörper, der eine Doppelwand aufweist und der den Kraftstoff-Fördermitteln zuzuordnen ist. Der flüssige Kraftstoff wird dem Verbrennungsbereich durch die Bohrung des Rohrkörpers zugeführt, der von dem Hohlraum zwischen den beiden Rohrwänden umgeben ist. Dieser Hohlraum ist in einen inneren und einen äußeren Ringraum unterteilt, wobei die beiden Ringräume an dem dem Verbrennungsbereich

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näher liegenden Ende des Rohrkörpers miteinander verbünden sind und das strömungsfähige Kühlmittel am anderen Ende des Rohrkörpers in den inneren Ringraum eingeführt und am gleichen Ende aus dem äußeren Ringraum abgeführt wird. Als zweckmäßiges Kühlmittel hat sich Luft erwiesen und insbesondere Luft, die der Luftquelle entnommen wird, der auch die Luft entnommen wird, die beim Betrieb des Brenners dem Verbrennungsbereich zuzuführen ist. Der Rohrkörper kann die Mittel enthalten, die den Ringkanal um das Kraftstoffspeiserohr bilden. Der Rohrkörper sitzt vorzugsweise mit Gleitsitz in der Kanalanordnung und ist dem Kraftstoffspeiserohr zugeordnet, um mit ihm eine in ihrer Gesamtheit ausbaubare Einheit zu bilden.

Ein konventioneller rekuperativer Brenner kann erfindungsgemäß so umgerüstet werden, daß er vom Gasbetrieb auf Flüssigkeitsbetrieb, beispielsweise öl, uiagestallt werden kann, indem ihm eine ausbaubare Einheit wie oben beschrieben zugeordnet wird.

Die Kanäle für den Wärmeaustausch, die Luftführungskanäle und der Abgaskanal sind vorzugsweise als eine Baugruppe aus konzentrischen Rohren ausgebildet, wobei eines der Rohre eine gemeinsame Wand zwischen der Abgasführung und der Luftzuführung

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bildet, die ihrerseits die einander benachbarten Kanäle des Wärmetauschers bilden. Der Brenner kann einen Brennerkopf zum Mischen von Luft und Kraftstoff einschließen, um das Verbrennen des Luft-Kraftstoffgemisches im Brennbereich zu begünstigen. Der Brenner sollte dann außerdem Mittel zum Tragen und Lokalisieren des Brennerkopfes im Verbrennungsbereich aufweisen sowie eine Lagerung, die eine relative axiale Verschiebung zv/ischen Brennerkopf und dem ihn tragenden Rohrende zuläßt. Zweckmäßigerweise ist die vom einen der Rohre gebildete gemeinsame Wand die radial außen liegende Wand des Luftzuführungskanales und die radial innen liegende Wand des Abgaskanals, und sie umschließt mit einem Teil den Brennerkopf. Die die Gleitlagerung bildenden Mittel schließen Abstandsstücke ein, die mit Abstand in ümfangsrichtung um einen Ringspalt zwischen dem Außenumfang des Brennerkopfes und dem vorerwähnten Teil der gemeinsamen Wand angeordnet sind. Jedes dieser Abstandsstücke ist auf dem Brennerkopf oder der gemeinsamen Wand befestigt, um sich gleitend am anderen dieser beiden Teile abzustützen. Die Gruppe der zwischen den Abstandsstücken in ümfangsrichtung aufeinanderfolgenden Spaltabschnitte steht mit dem Luftzuführungskanal in Verbindung, so daß beim Betrieb des Brenners ein Teil der Luft durch diese Spaltabschnitte hindurch in den Verbrennungsbereich gelangt. Das führt dazu, daß der Brennerkopf, der

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erwähnte Abschnitt des Rohrkörpers und zumindest das nachstliegende Teil des erwähnten einen Rohres durch die Luft gekühlt werden,die durch die Rohrabschnitte gelangt. Insbesondere wenn die KraftstoffZuführungen Kanäle einschliessen, die sich durch den Brenner in den Verbrennungsbereich erstrecken, und die Kraftstoff-Fördermittel und die Kraftstoff auf bereitungsmittel in diesen Kanälen angeordnet sind und entweder der Brennerkopf oder der erwähnte Abschnitt des Rohrkörpers ein Ventil trägt, das mit dem erwähnten Abschnitt des Rohrkörpers bzw. dem Brennerkopf zusammenarbeitet/ um die Luftströmung von dem erwähnten Luftzuführungskanal durch die Gruppe der Spaltabschnitte zu drosseln, ist die Anordnung so getroffen, daß die Drosselung dieser Luftströmung durch die Gruppe der Spaltabschnitte, wie sie durch die Drosselwirkung des genannten Ventiles und des mit ihm zusammenwirkenden Teiles bewirkt wird, in dem Maße geringer wird, wie die Temperaturdifferenz zwischen den erwähnten Kanälen und dem erwähnten einen Rohr größer wird. Diese Lösung bringt zwei Vorteile. Zunächst steigt die Luftströmung durch die Gruppe der Spaltabschnitte in dem Maße an, wie die genannte Temperaturdifferenz ansteigt mit dem Ergebnis, daß der Kühleffekt dieser Luftströmung größer wird. Zweitens ist die Tendenz des Druckanstieges im Brenner weniger ausgeprägt als der Anstieg der genannten Temperaturdifferenz, was wünschenswert ist. Zweckmäßigerweise v/eist das Ventil einen Ringteil auf.

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der vom Brennerkopf getragen ist und der sich vom Brennerkopf radial nach außen erstreckt, während das mit dem Ventil zusammenwirkende Teil eine Ringfläche aufweist, die vom benachbarten Ende des genannten Rohrteiles zusammenwirkt. Das Ventil und die mit ihm zusammenwirkende Fläche sind manuell relativ zueinander einstellbar. Zumindest ein Teil des Verbrennungsbereiches wird von einem Teil einer Aussparung des Tragkörpers des Brennerkopfes gebildet, wobei in einem anderen Teil dieser Aussparung der vorgenannte Rohrabschnitt gleitend gelagert ist. Der Tragkörper kann aus einem temperaturbeständigen Material gefertigt sein.

Der Abgaskanal einer bevorzugten Ausführungsform eines rekuperativen Brenners gemäß der Erfindung mit dem zuletzt genannten Erfindungsmerkmal endet in einem Abgasstutzen, durch den die Verbrennungsprodukte bzw. Verbrennungsrückstände aus dem Brenner abgeführt werden, während die Luftzuführungskanäle einen Einlaß aufweisen, durch den die für die Verbrennung im Verbrennungsbereich benötigte Frischluft in den Brenner eingeführt wird. Dieser Frischlufteinlaß ist vorzugsweise in der Außenwand einer Ringkammer gebildet, die den Abgasstutzen umgibt, so daß die Abgase durch die frische Luft gekühlt werden, die über den Frischlufteinlaß in die Ringkammer gelangen. Während die Kanäle für den Wärmeaustausch,

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die Luftzuführung und die Abgase durch eine Anordnung von im wesentlichen konzentrischen Rohre gebildet werden, wobei eines dieser Rohre die Trennwand zwischen dem Abgaskanal und dem Luftzuführungskanal bildet, die ihrerseits wieder das Wärmeaustauschsystem bilden, kann die Ringkammer von einem Rohrkörper gebildet werden, der den Abgasstutzen umgibt und lösbar mit der übrigen Anordnung verbunden ist, so daß er durch einen anderen Rohrkörper von anderer axialer Länge ersetzt werden kann, so daß die Gesamtlänge des Wärmeaustausches zwischen der Luftzuführung und der Abgasführung unterschiedlichen Bedürfnissen angepaßt werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann, wenn die gemeinsame Wand die radial innere Wand des Abgasführungskanals und die radial äußere Wand des Luftzuführungskanales ist, das Ende der zum Verbrennungsbereich führenden Rohranordnung in einem Block aus temperaturbeständigem Material eingeschlossen sein, wobei die Enden dieser Rohranordnung aus diesem Block herausgeführt sind und den Abgasstutzen tragen. Die Außenflächen der aus dem Block herausgeführten Rohranordnung kann von einem zylindrischen Gehäuse gebildet sein, von dem aus sich die Ringkammer radial nach außen erstreckt und ein Ringraum um die Außenwand dieses Teiles der Abgasführung bildet, der sich zwischen dem Block aus temperaturbeständigem Material und dem Abgasstutzen erstreckt, wobei das Innere der Ringkammer mit dem Ringraum in Verbindung steht und in dem Ringraum eine Prallvorrichtung

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angeordnet ist, die die in den Ringraum eintretende Luft veranlaßt, gegen den Block aus temperaturbeständigem Material zu strömen und den Teil der Abgasführung zu umströmen, der sich zwischen dem Block aus temperaturbeständigem Material und dem Abgasstutzen erstreckt, ehe sie in den Teil der Luftführung eintritt, der in dem vorgenannten einen Rohr und durch dessen Ende verläuft, das dem Verbrennungsbereich abgekehrt ist und auf der Gegenseite zum Abgasstutzen von dem Block aus temperaturbeständigem Material verläuft.

Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal wird ein Verfahren zum Betrieb eines Brenners vorgeschlagen, bei dem die Verbrennungsluft in einer Luftführung zum Verbrennungsbereich des Brenners geführt wird, wo sie zusammen mit flüssigem Kraftstoff verbrennt und die Verbrennungsgase dieser Verbrennung ihre Wärme-an die in der Luftführung geführte Verbrennungsluft abgeben, um den Wärmeausstoß des Brenners zu erhöhen.

Vorzugsweise enthält dieses Verfahren Maßnahmen, um Wärme von flüssigem Kraftstoff fernzuhalten, der durch den Brenner hindurchgeführt und dem Verbrennungsbereich zugeführt wird, um dort mit der zugeführten Luft zu verbrennen.

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Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal ist ein rekuperativer 3renner für strömende Kraftstoffe mit einem Brennerkopf im Bereich der Verbrennungszone vorgesehen und ferner eine Rohranordnung ,die Kanäle zur Förderung von Luft und Kraftstoff unabhängig voneinander zum Brennerkopf bildet, der seinerseits zur Erleichterung der Verbrennung des Kraftstoffes in der "Luft im Verbrennungsbereich Luft und Kraftstoff miteinander mischt, wobei eines der Rohre die radial außen liegende Wand eines der Kanäle bildet, der der Förderung der Verbrennungsluft zum Brennerkopf dient, sowie die radial innen liegende Wand eines anderen Kanales, der als Abgaskanal die Verbrennungsgase aus dem Verbrennungsbereich durch den Brenner hindurch abführt, wobei ferner Mittel zum Tragen und Lokalisieren des Brennerkopfes nahe dera Verbrennungsbereich vorgesehen sind, die eine Gleitlagerung zwischen dem Brennerkopf und einem von dem einen genannten Rohr getragenen Rohrabschnitt bilden, um relative Axialbewegungen zwischen dem Brennerkopf und dem genannten Rohrabschnitt zuzulassen. Die Anordnung ist dabei so, daß die Verbrennungsluft, die durch den einen Kanal zum Brennerkopf fließt, durch den Wärmefluß durch die gemeinsame Wand aus dem anderen, die Verbrennungsabgase führenden Kanal beheizt wird. Die die Gleitlagerung bzw. Gleitverbindung bildenden Mittel schließen Abstandsstücke ein, die mit Abstand in XJmfangsrichtung eines Ringspaltes angeordnet sind, der

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zwischen dem Außenumfang des Brennerkopfes und dem vorgenannten Rohrabschnitt besteht, wobei jedes der Abstandsstücke entweder am Brennerkopf oder an dem Rohrabschnitt befestigt ist und gleitend mit dem jeweils anderen dieser beiden Bauteile zusammenwirkt. Die Gruppe der in Umfangsrichtung mit Abstand aufeinanderfolgenden, durch die Abstandsstücke voneinander getrennten Ringspaltabschnitte stehen mit dem erwähnten einen Kanal in Verbindung, so daß beim.Betrieb des Brenners ein Teil der Luftzufuhr über diesen Kanal in den Verbrennungsbereich durch die Gruppe der in ümfangsrichtung aufeinanderfolgenden Ringspaltabschnitte gerichtet ist.

Gemäß noch einem weiteren Erfindungsmerkmal ist ein rekuperativer Brenner für strömende Kraftstoffe vorgesehen, der Fördermittel für die Zuführung des strömenden Kraftstoffes zu einem Verbrennungsbereich aufweist, sowie Mittel zum Wärmeaustausch, bestehend aus einander benachbarten Kanalsystemen zum Verbringen von zwei Strömungsmitteln zum Wärmeaustausch miteinander, mit Luftzufuhrkanälen zum Verbringen von Luft über einen der benachbarten Kanäle des Wärmeaustauschsystems in den Verbrennungsbereich, um dort die Verbrennung des in diesen Bereich geführten Kraftstoffes zu bewirken und mit einem Einlaß, durch den Frischluft zur Verbringung in den Verbrennungsbereich in den Brenner gelangt.

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Ferner ist ein Abgassystem für die Verbrennungsabgase vorgesehen, über das die Verbrennungsprodukte aus dem Verbrennungsbereich abgeführt werden und das in einen Abgasstutzen mündet, durch den die Verbrennungsabgase aus dem Brenner abgeführt werden. Diese Verbrennungsabgase werden zwischen dem Verbrennungsbereich und dem Abgasstutzen durch den anderen Kanal des Wärmeaustauschsystems geführt, so daß die dem Verbrennungsbereich zuzuführende Luft mittels der Verbrennungsabgase im Brenner erwärmt wird, ehe sie den Verbrennungsbereich erreicht. Der Frischlufteinlaß ist in der Außenwand einer Ringkammer gebildet, die den Abgasstutzen umgibt, so daß die Abgase durch die in die Ringkammer gelangende Frischluft gekühlt werden.

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Figurenbeschreibung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen rekuperativen Brenner in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung, v/ie er in eine Ofenv/and eingesetzt ist,

Fig. 2 einen Schnitt durch diesen Brenner entlang der Linie II - II in Fig. 1,

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung eine Einzelheit des Brenners gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 4 einen Teilschnitt der Anordnung gemäß Fig. 1 bis 3 entlang der Linie IV - IV der Fig. 1 und

Fig. 5 im Schnitt die ausbaubare ölzufuhr des Brenners gemäß Fig. 1 in größerer Darstellung, wobei Teile zur besseren Verdeutlichung der dargestellten Teile weggelassen sind.

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Der in der Zeichnung dargestellte Brenner 10 hat am einen Ende einen Rohrkörper 11 aus feuerfestem Material, einen Brennerkopf 12 innerhalb des Rohrkörpers 11 an dem Ende des Rohrkörpers, das das eine Ende des Brenners 10 bildet, eine konzentrisch angeordnete Rohr- bzw. Leitungsanordnung 13, die sich koaxial vom anderen Ende des Rohrkörpers 11 erstreckt und die der Führung von Verbrennungsluft und flüssigem oder gasförmigem Kraftstoff zum Brennerkopf 11 dient und einen rohrförmigen Abgasstutzen 14, der sich von dem Teil der Rohranordnung 13 aus erstreckt, der außerhalb des Rohrkörpers 11 liegt.

Der Rohrkörper 11 aus feuerfestem Material ist wie ein Zapfen in einem ringförmigen Lagerauge 15 gehalten, das in einer vertikalen Ofenwand so gehalten ist, daß der den Abgasstutzen 14 aufweisende Teil des Brenners 10 außerhalb des Öffeninnenraumes liegt. Zum einfacheren Verständnis sind einige Mauersteine 16 der Ofenwand in Fig. 1 dargestellt. Die Längsachse des Lagerauges liegt im wesentlichen horizontal. Die Bohrung des Rohrkörpers 11 ist an dem Ende, das dem inneren Ende des Lagerauges 15 benachbart ist, erweitert. In diesem Teil 18 der Bohrung ist ein Tragkörper 17 aus feuerfestem Material

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angeordnet. Der Tragkörper 17 weist einen Hauptring 19 auf und vier Radialstege 21, wobei der Hauptring 19 eine horizontale zylindrische Außenfläche hat, von der aus sich die Stege 21 radial nach außen erstrecken, um in Kontakt mit der Oberfläche der Bohrung 18 zu kommen. Die Bohrung des Tragkörpers 17 ist in entgegengesetzter Richtung wie die Bohrung 18 erweitert.

Die Rohranordnung 13 weist ein zylindrisches Außengehäuse auf, das völlig außerhalb des Lagerauges 15 liegt. Der Durchmesser des Gehäuses 22 ist größer als der Durchmesser des erweiterten Teiles der Bohrung 18. Das Gehäuse 22 ist an seinem äußeren Ende durch eine Platte 23 geschlossen und hat am anderen Ende eine kreisringförmige Endplatte 24. Die Endplatte 24 liegt am äußeren Ende des Rohrkörpers T1 an. Ihr Innendurchmesser ist im wesentlichen dem kleineren Durchmesser der Bohrung des Rohrkörpers 11 gleich. Das Außengehäuse 22 hat eine kreisförmige öffnung 25 in seiner Oberseite, die von einem nach oben gerichteten Ring 26 des Gehäuses 22 umgeben ist. Der Durchmesser der kreisförmigen öffnung 25 ist größer als der Abgasstutzen 14, der durch die öffnung 25 hindurchragt. An das äußere Ende des Ringes 26 schließt sich nach oben ein Rohr 27 an und bildet eine rohrförmige Kammer 28, die den Abgasstutzen 14 umgibt und mit dem Inneren des Außengehäuses 22 über die öffnung 25

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in Verbindung steht. Das obere Ende des Rohres 27 bzw. der Kammer 28 ist durch eine Ringplatte 29 verschlossen, die den Abgasstutzen 14 unter Einhaltung eines geringeren Spieles umgibt. Abgasstutzen 14, Rohr 27 und Ring 26 sind koaxial angeordnet. Im Rohr 27 ist ein horizontaler Lufteinlaß 30 vorgesehen.

Der Abgasstutzen 14 nimmt seinen Ausgang an einer zylindrischen Trommel 31. Von dieser Trommel aus erstreckt sich der Abgasstutzen 14 radial nach außen bzw. oben. Die Trommel 31 ist im Außengehäuse 22 gehalten. Der Abstand zwischen der Längsachse des Abgasstutzens 14 und dem dem Rohrkörper 11 näheren Ende der Trommel 31 ist kleiner als der Radius der kreisförmigen Öffnung 25, während der Abstand zwischen der Längsachse des Abgasstutzens 14 und dem anderen Ende der Trommel 31 größer als der Radius der Öffnung 25 ist. In jeder der Endplatten 34, 35 der Trommel 31 ist eine kreisförmige Öffnung 32, 33 vorgesehen. Die Öffnung 33 in der Endplatte 35, die dem Rohrkörper 11 näher als die Endplatte 34 liegt, ist größer als die Öffnung 32 in der anderen Endplatte 34.

Durch die Öffnung 33 der Trommel 31 und durch die zentrale Öffnung der Endplatte 34 erstreckt sich ein äußeres Metallrohr 36, dessen eines Ende als Zapfen in der Bohrung des

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Rohrkörpers 11 gehalten ist. Das andere Ende des äußeren Metallrohres 36 endet mit einem Abstand vor der Endplatte 34 der Trommel 31, der kleiner als der Abstand zwischen der Endplatte 34 und dem Abgasstutzen 14 ist. Ein weiteres Metallrohr 37 erstreckt sich durch das äußere Metallrohr 36 und ragt über beide Enden des Metallrohres 36 hinaus. Dieses längere Metallrohr 37 weist an dem in dem Rohrkörper 11 liegenden Ende einen nach innen gerichteten Flansch auf. In der zentralen öffnung dieses Ringflansches ist ein kurzes Rohr 40 so gehalten, daß es mit seinen Enden über beide Seiten des Ringflansches hinausragt, jedoch derart, daß der Ringflansch dem Ende des kurzen Rohres näher liegt, das der Trommel 31 zugekehrt ist. Daher weist das kurze Rohr 40 einen Rohrabschnitt auf, der vom längeren Rohr 37 gehalten ist. Der längere Teil des kurzen Rohres 40, der sich vom Ringflansch des längeren Rohres 37 aus auf der der Trommel 31 abgekehrten Flanschseite erstreckt, sitzt mit Gleitsitz im weiteren Bohrungsabschnitt des Tragkörpers 17, wodurch in diesem sowohl das kurze Rohr 40 als auch das längere Rohr 37 gehalten sind. Der Durchmesser des längeren Rohres 37 ist kleiner als der Außen-Durchmesser des Tragkörpers 17. Die beiden Rohre 36, 37 v/erden in ihrer Lage relativ zueinander auch von Abstandsstücken 38 so gehalten, daß zwischen ihnen ein Ringkanal besteht, während Axialverschiebungen zwischen

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beiden Rohren infolge unterschiedlicher Wärmedehnungen möglich sind. Die Abstandsstücke 38 sind in axial gegeneinander versetzten Gruppen angeordnet, und innerhalb jeder Gruppe sind mehrere Abstandsstücke auf den Umfang des Rohres 37 gleichmäßig verteilt. Die Abstandsstücke stehen in Gleitkontakt mit der Innenseite des Rohres 36. Die Abstandsstücke jeder Gruppe sitzen auf einer gemeinsamen Muffe, die spiellos das Rohr 37 umschließt. Das eine Ende des zwischen den Rohren

36 und 37 bestehenden Kanales steht mit dem Ofeninnenraum in Verbindung, und zwar durch den achsgleichen Ringkanal, der zwischen dem Rohr 37 und der Bohrung des Rohrkörpers 11 besteht sowie durch die vier bogenförmigen Verbindungsabschnitte zwischen dem Tragkörper 17 und dem weiteren Bohrungsteil 18 des Rohrkörpers 11 und zwischen den Radialstegen 21. Das andere Ende dieses Kanales zwischen den Rohren 36 und 37 steht mit dem Abgasstutzen 14 in Verbindung, und zwar über den Zwischenraum zwischen dem Außenrohr 36 und der Endplatte 34 der Trommel 31.

Ein drittes Metallrohr 39 wird am einen Ende von der Verschlußplatte 23 getragen und ragt in das zweite Metallrohr

37 hinein, das deshalb von jetzt an als mittleres Rohr bezeichnet wird. Zwischen dem dritten, inneren Rohr 39 und dem zweiten, mittleren Rohr 37 ist so ein weiterer Ringkanal

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gebildet. An dem der Verschlußplatte 23 abgekehrten Ende ist das dritte Rohr mit einem nach innen gerichteten Radialflansch 41 versehen, der sich in vorbestimmten* Abstand von dem kurzen Rohr 40 befindet. Der Durchmesser des inneren, dritten Rohres 39 ist zumindest etwa gleich dem Durchmesser des kurzen Rohres 40. Die beiden Rohre 37 und 39 werden im vorbestimmten Abstand zueinander gehalten, ohne daß Längsbewegungen relativ zueinander infolge unterschiedlicher Wärmedehnungen behindert sind. Hierzu dienen Abstandsstücke 42, die am dritten Metallrohr 39 befestigt sind und in Gleitverbindung mit der Innenseite des mittleren Rohres 37 stehen.

In dem zylindrischen Ringraum zwischen dem zylindrischen Außengehäuse 22 und der zylindrischen Trommel 31 ist eine Prallfläche angeordnet, die aus einem flachen Bogenstück 43 und zwei flachen, parallelen Fußstücken 44, 45 besteht (Fig. 2,3). Eine innere Aussparung der eigentlichen Prallfläche 43 hat einen Innenradius, der zumindest etwa dem Außenradius des Außenrohres 36 ist, während der Außenradius der Prallfläche 43 zumindest etwas dem Innendurchmesser des Außengehäuses 22 entspricht. Die Prallfläche 43 liegt in einer vertikalen Ebene und stützt sich an der der Verschlußplatte 23 des Gehäuses 22 näher liegenden Endplatte 34 der Trommel 31 ab. Die Enden des bogenstückförmigen Teiles 43 liegen in oder nahe einer Horizontalfläche, in der die Längs-

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achse des dritten Rohres 39 liegt (Fig. 2). Durch die Prallfläche ist die obere Hälfte des Ringkanales zwischen der Trommel 31 und dem Gehäuse 22 an dem Ende der Trommel verschlossen, das der Verschlußplatte 23 näher liegt. Die beiden Fußstücke 44,45 sind nahe den Enden des Bogenstückes 43 an diesem befestigt. Jedes Fußstück 44, 45 verläuft im rechten Winkel zum Bogenstück 43. Sie erstrecken sich im Ringkanal zwischen dem Gehäuse 22 und der Trommel 31 von dem Bogenstück 43 aus über eine Länge, die zumindest etwa der Länge der Trommel 31 entspricht. Ihre Breite ist so bemessen, daß eine ihrer Längskanten die Außenfläche der Trommel 31 und ihre anderen Längskanten die Innenfläche des¹ Gehäuses 22 berühren. Damit ist der obere Teil des Ringkanales, der die Trommel 31 umgibt, von dem unteren Teil dieses Ringkanales durch die Fußstücke getrennt, von denen sich eines auf der einen, das andere auf der anderen Seite der Trommel 31 erstreckt.

Der Brennerkopf 12 ist auf das Ende eines Kraftstoffzuführungsrohres 46 aufgesetzt, das durch eine abgedichtete öffnung 47 hindurchgeführt ist. Die Öffnung 47 ist in der Verschlußplatte 23 vorgesehen. Das Zuführungsrohr 46 ist weiter durch eine öffnung im Radialflansch 41 des dritten Rohres 42 und durch dieses Rohr hindurchgeführt. Der Brennerkopf weist eine tassenförmige Brennelementhülse aus Metall und

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einen Zylinderkörper 48 aus hitzebeständigem Material auf, der durch Einschmelzen im Hohlraum der Brennelementhülse eingeformt worden ist. Die Basis der Hülse wird von einer runden Scheibe 49 gebildet, die achsgleich am Ende des Rohres 46 befestigt ist und die eine zentrale Öffnung aufweist, deren Durchmesser dem Durchmesser des Rohres 46 entspricht. Die Seitenwand der Hülse wird von einem zylindrischen Ring 51 gebildet, in dessen einem Ende die Scheibe 49 eingesetzt ist und der sich axial von der Seite der Scheibe 49 erstreckt, die der Leitung 46 abgekehrt ist. Die Innenseite des Ringes 51 ist hinterschnitten, um einen in axialer Richtung wirkenden Sitz für den Zylinderkörper 48 zu ergeben. An dem Ende des Ringes 51, in das die Scheibe 49 eingesetzt ist, ist ein Außenflansch 52 gebildet. Sin Drosselventil in der Form eines Ringes 53 umgibt den zylindrischen Ring 51 und liegt an dem Plansch 52 an. Im Brennerkopf 12 sind auf einem gemeinsamen konzentrischen Kreis sechs Rohre 54 angeordnet, von denen jedes in einer eigenen Aussparung der Scheibe 49 sitzt. Der Radius des Kreises, auf dem die Rohre 54 liegen, ist etwa halb so groß wie der Durchmesser des Brennerkopfes 12. Die Länge jedes Rohres 54 beträgt etwa 2/3 der axialen Länge des zylindrischen Ringes 51. Der Zylinderkörper 48 ist mit sechs Bohrungen 55 versehen, von denen jeweils eine achsgleich zu einem der Rohre 54 angeordnet ist

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und einen Durchmesser aufweist, der dem Innendurchmesser
des jeweiligen Rohres zumindest angenähert entspricht, so
daß die Rohre um die jeweilige Bohrung verlängert sind.
Der Zylinderkörper ist mit einer zentralen Bohrung 56 versehen, die achsgleich zur Bohrung des Rohres 46 angeordnet
ist und deren Durchmesser dem Bohrungsdurchmesser des Rohres 46 entspricht.

Auf der Außenseite des zylindrischen Ringes 51 sind umfangssymmetrisch Distanzleisten 57 befestigt, die sich zwischen
dem Ventilring 53 und etwa dem entgegengesetzten Ende des
Ringes 51 erstrecken. Die radial außen liegenden Flächen der Distanzleisten 57 liegen gleitbar an der Innenseite des kurzen Rohres 40 an. Der Ringraum zwischen der Innenseite des kurzen Rohres 40 und dem Außenumfang des Brennerkopfes 12 ist durch die Distanzleisten in in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte bogenförmige Spalte unterteilt. Dadurch wird der
Brennerkopf 12 durch den Tragkörper 17 getragen und lokalisiert, und zwar mittels der Gleitverbindung zwischen dem Außenumfang des Brennerkopfes 12 und dem kurzen Rohr 40, das von dem Tragkörper 17 getragen wird, wobei jedoch durch unterschiedliche Wärmedehnungen verursachte relative Axialbewegungen zwischen dem Brennerkopf 12, dem mittleren Rohr 37 und dem Tragkörper 17 infolge der Gleitberührung zwischen den Distanzleisten 57 und dem kurzen Rohr 40 und infolge des Gleitsitzes des Rohres 40 in der Bohrung des Tragkörpers 17 möglich sind.

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Nahe der Verschlußplatte 23 ist innerhalb des dritten Metallrohres 39 auf dem Rohr 46 eine Scheibe 50 aufgesetzt. Durch Gewindelöcher in der Verschlußplatte 23 sind von außen Schraubenbolzen 60 geschraubt, und an ihren inneren Enden mit der Scheibe 50 gekoppelt. Die Verbindung zwischen der Scheibe 50 und den Schraubenbolzen 60 ist so gewählt, daß die Schraubenbolzen gegenüber der Scheibe drehbar, aber nicht axial verstellbar sind. Dadurch kann die Stellung des Kraftstoffzufuhrrohres 46 und des Brennerkopfes 12 gegenüber der Rohrleitungsanordnung 13 in axialer Richtung manuell verändert werden, und zwar von außen her durch Betätigen der Schraubenbolzen 60, die hierzu beispielsweise mit einem Kopf versehen sind, an dem ein Werkzeug angreifen kann.

Innerhalb des Kraftstoffzufuhrrohres 46 ist eine ölspeisevorrichtung 58 angeordnet, die sich von dem Ende des Rohres 46, das dem Brennerkopf 12 abgekehrt ist, aus erstreckt, wenn sie zum Gebrauch in das Rohr 46 eingebaut ist. Die ölspeisevorrichtung 58 enthält ein rohrförmiges Gehäuse 59, das doppelwandig ausgeführt ist (Fig. 5). Das Gehäuse umschließt eine an ihren beiden Enden geschlossene Ringkammer. Die Ringkammer ist durch eine rohrförmige Trennwand 61 in einen inneren und einen äußeren Ringraum unterteilt. Diese beiden Ringräume sind an dem dem Brennerkopf 12 zugekehrten Ende miteinander verbunden. Die rohrförmige Trennwand 61

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20.1.78 - 37 -

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ist an dem Ende des rohrförmigen Gehäuses 59, das dem Ende des Kraftstoffzuführungsrohres 46 außerhalb des Gehäuses 22 zugeordnet ist, mit einer das Gehäuse 59 verschließenden Scheibe verbunden/ während sie am anderen Ende, d.h. dem dem Brennerkopf 12 zugehörigen Ende, kurz vor der Scheibe endet, die dort das Gehäuse 59 verschließt. An dem außerhalb des Gehäuses 22 liegenden Ende ist das Gehäuse 59 mit einem Lufteinlaß 62 versehen, der mit der gleichen Luftquelle verbunden ist, mit dem auch der Lufteinlaß 30 verbunden ist. Der Lufteinlaß 62 führt zu dem radial inneren der beiden Ringräume, die mit der Trennwand 61 in dem Gehäuse 59 gebildet sind. Am gleichen Ende ist auch ein Luftauslaß 63 vorgesehen, der mit dem äußeren Ringraum in Verbindung steht. Koaxial erstreckt sich durch das rohrförmige Gehäuse 59 von dessen einem zu dessen anderem Ende das Kraftstoffzufuhrrohr 64. Das eine Ende dieses Rohres 64 führt in die Bohrung 56 des Brennerkopfes 12 bzw. des Zylinderkörpers 48 und trägt einen konventionellen Zerstäuber 65. Das Kraftstoff- bzw. ölzufuhrrohr 64 umgibt unmittelbar und innerhalb des rohrförmigen Gehäuses 97 einen Ringkanal, der an dem Ende außerhalb des Gehäuses 22 geschlossen ist. An der diesen Verschluß bewirkenden Wand 67 ist ein Einlaß 66 vorgesehen, der mit einer Preßluftquelle in Verbindung steht, die die gleiche Luftquelle sein kann, mit der auch die Lufteinlässe 30 und 62 in Verbindung stehen, vorzugsweise aber eine separate Luftquelle mit höherem Druck ist.

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~ 38

Im Abgasstutzen 14 ist nahe seinem äußeren Ende eine den Gasabzug begünstigende Abzugsvorrichtung angeordnet (nicht gezeichnet). Diese Abzugsvorrichtung ist ein Lufteinlaß, der an die gleiche Luftquelle wie die Lufteinlässe 30 und 62 angeschlossen sein kann, über ihn wird ein Luftstrom in den Abgasstutzen eingeblasen und gegen das offene Ende des Abgasstutzens gerichtet, um den Gasabzug aus den Inneren der zylindrischen Trommel durch den Abgasstutzen zu begünstigen.

Während des Betriebes des Brenners 10 wird Luft durch die Einlaßöffnung 30 in die Ringkammer 28 eingeblasen. Diese Luft gelangt von der Ringkammer 28 durch die öffnung 25 in das zylindrische Gehäuse 22.

Die Luft, die aus der Ringkammer 28 in das zylindrische Gehäuse 22 gelangt, wird durch das Bogenstück 43 und die Fußstücke 44, 45, die zusammen die Prallfläche bilden, gezwungen, entlang der Außenfläche des oberen Teiles der Trommel 31 in den Ringraum zu strömen, der innerhalb des Außengehäuses zwischen der Trommel 31 und dem Rohrkörper 11 besteht, wo sie um das Außenrohr 36 zirkuliert und an das untere Ende des Gehäuses 22 gelangt. Dann strömt die Luft unter den Fußstücken 44, 45 entlang dem unteren Teil der Trommel zurück zu dem Ringraum, der innerhalb des Gehäuses 22 um das dritte

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Rohr 39 herum besteht und zwischen die Trommel 31 und die;Verschlußplatte 23. .

Die Luft, die in den Bereich zwischen der Trommel 31 und der Versschlußplatte 23 gelangt, tritt dann durch das offene Ende mit dem äußeren Teil der Ringöffnung 32 in den Ringkanal zwischen dem dritten Rohr 39 und dem mittleren Rohr 37. Diese Luft strömt entlang dem Ringkanal zwischen den Rohren 37 und 39 hinter die Abstandsstücke 42 zum Brennerkopf 12. Auf diese Weise wird dem Brennerkopf 12 die Verbrennungsluft zugeführt. Diese Luft kühlt auf ihrem Weg zum Brennerkopf die dem Brennerkopf nahen Teile des mittleren Rohres 37 und des dritten Rohres 39.

Erreicht der beschriebene Luftstrom den Brennerkopf 12/ so wird er in mehrere parallele Teilluftströme unterteilt, die durch und hinter den Brennerkopf in den Raum gelangen, der von der Bohrung des ringförmigen Tragkörpers 17 umschlossen wird. Die parallelen Teilluftströme werden durch die sechs Luftführungen durch den Brennerkopf geführt, die von den Rohren 54 und den gleichachsigen Bohrungen 55 im Zylinderkörper 48 aus feuerfestem Material gebildet werden, sowie durch die bogenförmigen Durchlässe, die von den Distanzstücken 57 zwischen dem zylindrischen Ring 51 des Brenner-

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kopfes 12 und dem kurzen Rohr 40 gebildet werden. Die zwischen dem Brennerkopf 12 und dem kurzen Rohr 40 strömende Luft kühlt den Brennerkopf 12 und seine Tragelemente.

Die Leitungsanordnung 13 und die Prallflächenanordnung in dem Ringraum um die zylindrische Trommel 31 sind so angeordnet bzw. bemessen, daß der Querschnitt der Führung zur Zuführung der Verbrennungsluft vom Einlaß 30 bis zum Brennerkopf 12 des Brenners 10 über die ganze Länge im wesentlichen konstant ist.

Der Brennstoff, beispielsweise öl, wird dem Zerstäuber 65 über das Kraftstoffzuführungsrohr 64 zugeführt, während Preßluft von einer separaten Luftquelle aus durch den Ringkanal zwischen dem Kraftstoffzuführungsrohr 64 und dem dieses umgebenden rohrförmigen Gehäuse 59 hindurch zu dem Ringraum in der zentralen Bohrung 56 des Brennerkopfes 12 und um den Zerstäuber 65 herum gelangt. Der Zerstäuber 65 ist in konventioneller Bauweise aufgebaut und ist in ebenso konventioneller Weise angeordnet, um im Zusammenwirken mit dem ringförmigen Strahl aus komprimierter Luft, die um ihn herum geführt wird, das dem Zerstäuber 65 zugeführte öl so aufzubereiten, daß in der eigentlichen Brennzone ein Brennstoff-Luftgemisch mit fein verteilten, kleinen Brennstofftropfen

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vorliegt, um eine Verbrennung mit hohe.r Effizienz zu gewährleisten. Die Vermischung der Kraftstofftropfen, wie sie vom Zerstäuber 65 aufbereitet werden, mit der Luft, die aus dem Ringkanal zwischen dem mittleren und dem dritten Rohr 37 und 39 durch und hinter den Brennerkopf 12 gelangt, erfolgt in der Bohrung des ringförmigen Tragkörpers 17, und das so gebildete Gemisch erzeugt eine Flamme, die in das Ofeninnere reicht.

Die zwischen dem Brennerkopf 12 und dem kurzen Rohr 40 aus den in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden bogenförmigen Auslassen als ein bewegter Luftschleier austretende Luft bildet eine Flüssigkeitsdichtung gegen eine Rückströmung zwischen dem kurzen Rohr 40 und dem erweiterten Abschnitt der Bohrung des Tragkörpers 17 aus dem Brennbereich heraus, so daß die Gefahr weiter verringert ist, daß Hitze an das kurze Rohr 40 gelangt und dieses zerstört.

Verbrennungsprodukte, die im Ofeninneren anfallen, werden mit der Abzugsvorrichtung im Abgasstutzen 14 aus dem Ofeninneren abgesaugt und gelangen in den Brenner 10. Diese Verbrennungsprodukte gelangen in den Brenner durch die bogenförmigen Führungen, die vom Rohrkörper 11 und dem Tragkörper 17 zwischen den Radialstegen 21, dem Ringkanal 18 und der

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zylindrischen Außenfläche des Hauptringes 19 des Tragkörpers 17 gebildet werden. Diese Verbrennungsprodukte gelangen dann entlang dem Ringkanal zwischen dem mittleren Rohr 37 und, zunächst, der Bohrung des Rohrkörpers 11 sowie, anschliessend, dem äußeren Rohr 36 in das Innere der zylindrischen Trommel 31, von wo sie dann abgesaugt und durch den Abgasstutzen 14 abgeführt v/erden.

Der Abgasstutzen 14 wird durch die in den Ringkanal 28 durch den Lufteinlaß 30 gelangende Luft gekühlt. In gleicher Weise wird die Trommel 31 und der Teil des äußeren Rohres 36 gekühlt, der sich zwischen der Trommel 31 und der kreisförmigen Endplatte 24 erstreckt. Dieser Kühlung dient die Luft, die in den Ringraum zwischen der Trommel 31 und der Platte 23 gelangt. Die Luft, die in dem Ringkanal zwischen dem mittleren Rohr 37 und dem dritten Rohr 39 zu dem Brennerkopf 12 strömt, wird weiter aufgeheizt durch Wärmeaufnahme von den Verbrennungsprodukten, die aus dem Inneren des Ofens durch die ringförmige Abgasführung zwischen der Außenseite des mittleren Rohres 37 und entweder der Bohrung des Rohrkörpers 11 oder dem äußeren Rohr 36 strömt bzw. durch die Wärme, die durch die beiden Strömungskanäle gemeinsame Wand des mittleren Rohres 37 tritt, die vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Material besteht. Die nebeneinander liegenden

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Luftzuführungs- und Abgasführungskanäle, die voneinander durch die gemeinsame Wand des mittleren Rohres 37 getrennt sind, wirken somit als Wärmetauscher.

Auf diese Weise ist die Temperatur der Luft, die den Brennerkopf 12 über den Ringkanal zwischen dem mittleren Rohr 37 und dem dritten Rohr 39 erreicht, höher als die Temperatur dieser Luft, wenn sie über den Lufteinlaß 30 in die Ringkammer 28 gelangt. Die zusätzliche thermische Energie aus der Tatsache der höheren Temperatur der zum Brennerkopf 12 gelangenden Luft erhöht die Brennerleistung gegenüber der Brennerleistung, wenn die Luft vom Einlaß 30 zum Brenner ohne vorherige Aufheizung gelangt. Dadurch wird also ein Teil der Abwärme in den Verbrennungsprodukten des Ofens erneut verwendet und geht nicht verloren.

Der Ventilring 53 wirkt mit dem benachbarten Ende des kurzen Rohres 40 zusammen, um die Luftströmung durch die bogenförmigen Abschnitte zwischen dem Brennerkopf 12 und dem kurzen Rohr automatisch zu drosseln. Wenn die Temperaturdifferenz zwischen der Kraftstoffzuführung 46 und dem mittleren Rohr 37 ansteigt, wird der Abstand zwischen dem Ventilring 53 und dem kurzen Rohr 40 größer, weil sich die unterschiedlichen Wärmedehnungen auswirken. Entsprechend wird die Luftströmung zwischen dem

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Brennerkopf 12 und dem kurzen Rohr 40 weniger gedrosselt, was dazu führt, daß der Kühlungseffekt der Luft ansteigt. Entsprechend wird die Tendenz zum Druckaufbau stromaufwärts des Brennerkopfes 12 verringert. Die Stellung des Ventilringes 53 und des kurzen Rohres 40 relativ zueinander kann durch Verstellen der Gewindebolzen 60 manuell verändert werden.

An der Stelle von oder mit dem öl kann als Brenn- oder Kraftstoffein gasförmiger Kraftstoff verwendet werden, der dem Brennerkopf zugeführt wird. Im Fall der Verwendung von gasförmigem Kraftstoff mit flüssigem Kraftstoff wird die Zufuhr komprimierter Luft über den Lufteinlaß 66 unterbrochen, und an der Stelle komprimierter Luft wird dem Einlaß 66 gasförmiger Brennstoff unter Druck zugeführt. Die gleiche Modifikation kann im anderen Fall vorgenommen werden, wenn die ölzufuhr unterbrochen wird. Alternativ kann die "lanzenförmige" ölzufuhrvorrichtung 58 aus der Bohrung des Kraftstoffzufuhrrohres A6 herausgezogen werden, und das Rohr 46 kann an einen Speicher für gasförmigen Kraftstoff angeschlossen werden, so daß der gasförmige Kraftstoff durch das Rohr 46 zum Brennerkopf 12 gelangt, um mit Luft gemischt zu werden, die dem Brennerkopf 12 über den Ringkanal zwischen dem mittleren Rohr 37 und dem dritten Rohr 39 zur Verbrennung zugeführt wird. Hierzu sind dann entsprechende Verbindungen zum Anschluß der

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Bohrung der Kraftstoffleitung 46 mit dem Druckgasspeicher vorzusehen, nachdem die olzuführungsvorrichtung 58 ausgebaut worden ist.

Die Luft, die durch die Einlaßöffnung 62 in den Ringraum des Gehäuses 59 eingespeist worden ist, dient beim Strömen durch diesen Ringraum als Kühlmittel, das Wärme aus der ölspeiseleitung 6 4 abführt und aus der darum herum geführten strömenden Luft, so daß gewährleistet ist, daß das öl in der Leitung 64 ohne zu kochen zum Zerstäuber 65 gelangt bzw. die Tendenz zum Kochen zumindest verringert wird.

Die Wahrscheinlichkeit, daß das durch die Leitung 64 zu dem Zerstäuber 65 geförderte öl zum Kochen kommt, bzw. überhitzt wird, ist von der Ofentemperatur und davon abhängig, ob der Brenner 10 im Maximalbereich oder in einem Teilbereich gefahren wird. Wenn die Ofentemperatur nicht zu hoch ist, wird die Gefahr der ölüberhitzung auch dann gering sein, wenn der Brenner im Maximalbereich betrieben wird, so daß die Notwendigkeit nicht gegeben ist, das zuzuführende Öl zu kühlen. In diesem Fall kann ein einfaches ölzuführungsrohr mit einem aufgesetzten Zerstäuber verwendet werden, wie das ölzuführungsrohr 64 und sein Zerstäuber 65. Auf die beschriebene und in der Zeichnung dargestellte besondere ölzuführungs-

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vorrichtung 53 kann dann also varziehtet werden. Soll jedoch der Brenner 10 im Maximalbereich betrieben werden, oder besteht bereits im Teilbereich die Gefahr einer überhitzung des Öles, ehe es den Brennerkopf erreicht, so ist es auf jeden Fall zweckmäßig, die dargestellte und beschriebene Ölzufuhrvorrichtung 58 vorzusehen oder eine entsprechende Vorrichtung, mit der dem. dem Zerstäuber zugeführten öl Wärme entzogen wird.

Der zylindrische Metallring 51, der die äußere Umfangsfläche des Brennerkopfes 12 bildet, kann durch einen Hing aus Keramik oder einen anderen Werkstoff ersetzt werden, der eine größere Wärmewiderstandsfähigkeit als der Metallring 51 besitzt. Die Verwendung der Gleitverbindung zum Tragen und Lokalisieren des Brennerkopfes 12 macht die Anwendung von Schweißverbindungen überflüssig, wo sie hohen Temperaturen und großen Beanspruchungen ausgesetzt wären.

Die Strömung des Abgases durch den Brenner 10 kann gegebenenfalls durch das vom Brenner in den Ofen eingeführte Gas bewirkt werden statt durch die oben beschriebene Absaugvorrichtung im Abgasstutzen 14.

Die Länge des Bereiches mit Wärmeaustausch im Brenner zum Wärmeaustausch zwischen den Verbrennungsprodukten und der

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zuzuführenden. Verbrennungsluft ist u.a. von der Länge
des rohrförmigen Gehäuses 27 abhängig. Die nutzbare Länge des rohrförmigen Gehäuses 27 ist deswegen entsprechend der erforderlichen Länge des Wärmeaustauschbereiches gewählt. Verschieden lange Gehäuse können gegebenenfalls gegeneinander austauschbar sein.

Die Länge des Teiles des äußeren Rohres 36 innerhalb der
zylindrischen Trommel 31 kann verringert werden, so daß das Ende des Rohres 36 der Endplatte 35 wesentlich näher ist, als es bei dem Rohr 36 in Fig. 1 der Fall ist.

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-Mg-

L e e r s e i

Claims

Titel: Rekuperativer Brenner für strömende Brennstoffe Patentansprüche

Γΐ) Rekuperativer Brenner für strömende Brennstoffe, gekennzeichnet durch

1.1 eine Zuführung für den strömenden Brenn- bzw. Kraftstoff für die Führung des Brennstoffes in den Verbrennung sbereich zur Verbrennung in diesem Bereich,

1.2 einen Wärmetauscher mit einander benachbarten Kanälen zum Wärmetausch zwischen zwei strömenden Medien,

1.3 eine Luftführung zur Förderung von Luft über einen der benachbarten Kanäle des Wärmetauschers in den Bereich der Verbrennung, um dort die Verbrennung des zugeführten Kraftstoffes zu bewirken,

1.4 eine Abgasführung zum Abführen der Verbrennungsprodukte aus dem Verbrennungsbereich,

1.5 die Abgasführung die Abgase der Verbrennung durch einen zweiten der benachbarten Kanäle des Wärmetauschers fördert, so daß die dem Verbrennungsbereich zuzuführende Luft durch den Wärmetausch im Wärmetauscher von den Verbrennungsabgasen geheizt wird, ehe sie den Verbrennungsbereich erreicht, wobei weiter

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ORIGINAL INSPECTED

1.6 die Zuführung des strömenden Kraftstoffes in den Bereich der Verbrennung Mittel für die eigentliche Kraftstoff-Förderung und im Bereich der Verbrennung Mittel zur Aufbereitung des diesem Bereich zugeführten Kraftstoffes in eine die Verbrennung begünstigende Form aufweist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Kraftstoff zuführung Kanäle (46,56) aufweist,, die sich durch den Brenner (10) in den Verbrennungsbereich erstrecken, wobei die Mittel für die Förderung von flüssigem Kraftstoff und die Mittel für die Aufbereitung von flüssigem Kraftstoff in diesen Kanälen angeordnet sind, die ihrerseits zur Führung gasförmigen Kraftstoffes in den Bereich der Verbrennung bestimmt sind.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für flüssigen Kraftstoff bestimmten Kraftstoff-Fördermittel und die Mittel für die Kraftstoffaufbereitung ausbaubar in den Kanälen (46,56) angeordnet sind, die gasförmigen Kraftstoff in den Verbrennungsbereich fördern, wenn die Mittel für die Förderung und Aufbereitung flüssigen Kraftstoffes ausgebaut sind.

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4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Mittel für die Aufbereitung flüssigen Kraftstoffes einen Kraftstoff-Zerstäuber und eine Leitvorrichtung zur Luftführung hinter den Zerstäuber aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber (65) dem einen Ende eines Zuführungsrohres (64) für den flüssigen Kraftstoff zugeordnet ist, das den Kraftstoff in den Bereich der Verbrennung führt, wobei die Kraftstoff-Zuführung einen Ringkanal um das Kraftstoffzuführungsrohr einschließt und die Mittel zum Führen der Luft hinter den Zerstäuber die Luft entlang dem Ringkanal gegen den Zerstäuber richten.

5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff-Zuführung Mittel zum Abführen von Wärme vom Kraftstoff-Fördermittel aufweist.

6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Abführen von Wärme vom Kraftstoff-Fördermittel ein Rohr (59) mit einer Doppelwand aufweisen, das dem Kraftstoff-Fördermittel so zugeordnet ist, daß der flüssige Kraftstoff durch die Bohrung des Rohres dem Verbrennungsbereich zugeführt wird, wobei der Ringkanal zwischen den doppelten Wänden des Rohres in einen inneren

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und einen äußeren Ringraum unterteilt ist, wobei beide Ringräume an dem dem Verbrennungsbereich, zugehörigen Rohrende miteinander verbunden sind und am anderen Rohrende in den inneren Ringraum Kühlmittel eingeführt und aus dem äußeren Ringraum Kühlmittel abgeführt wird.

7. Brenner gemäß den Ansprüchen 4 und 6, dadurch, gekennzeichnet, daß das Rohr (59) den Ringkanal um das Zuführungsrohr (64) enthält.

8. Brenner gemäß den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (59) mit Gleitsitz in den Kanälen (46,56) für die Kraftstoff-Führung angeordnet und mit dem Zuführungsrohr (64) zu einer ausbaubaren Baueinheit (58) zur Führung des flüssigen Kraftstoffes ausgebildet ist.

9. Brenner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle des Wärmetauschers, der Luftzuführungskanal und der Abgasführungskanal konzentrisch ineinander angeordnete Rohre sind und eines dieser Rohre eine gemeinsame Wand (37) zwischen dem Abgasführungskanal und dem Luftzuführungskanal bildet, die die benachbarten Kanäle des Wärmetauschers bilden und gekennzeichnet weiter durch, einen Brennerkopf (12)

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zum Vermischen der dem Verbrennungsbereich zugeführten Luft mit dem ebenfalls dem Verbrennungsbereich zugeführten Kraftstoff zur Begünstigung der Verbrennung, der von einer Gleitführung zwischen dem Brennerkopf und einem Rohrteil (40) im Verbrennungsbereich getragen und lokalisiert wird, wobei der Rohrteil auf dem die gemeinsame Wand bildenden Rohr (37) der Rohranordnung getragen wird und axiale Relativbewegungen zwischen diesem Wandrohr und dem Brennerkopf zugelassen sind.

10. Brenner gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

10.1 die gemeinsame Wand (37) die radial außen liegende Wand der Luftzuführung und die radial innen liegende Wand der Abgasführung bildet,

10.2 der Rohrteil (40) den Brennerkopf (12) umschließt,

10.3 die Gleitlagerung Abstandsstücke (57) aufweist, die

mit Abstand in ümfangsrichtung um einen Ringraum zwischen dem Brennerkopf (12) und dem Rohrteil (40) angeordnet sind,

10.4 die Abstandsstücke (57) mit dem Brennerkopf (12) oder dem Rohrteil (40) verbunden sind und gleitend am anderen der beiden Teile anliegen,

10.5 die Gruppe der in Ümfangsrichtung aufeinanderfolgenden Ringraumabschnitte zwischen den Abstandstücken (57) mit der Luftführung, für die die Zwischenwand (37) die Außenwand bildet, in Verbindung steht, um beim Betrieb des

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Brenners (10) einen Teil der dem Verbrennungsbereich zuzuführenden Luft durch die in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Ringraumabschnitte zu führen.

11. Brenner nach den Ansprüchen 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß entweder der Brennerkopf (12) oder das Rohrteil (40) ein mit dem jeweils anderen dieser beiden Bauteile zusammenwirkendes Ventil trägt, um den Luftstrom vom Luftführungskanal durch die Gruppe der Ringraumabschnitte zu drosseln, wobei die Drosselung der Luftströmung durch die Ringraumabschnitte mittels des Ventiles und der mit ihm zusammenwirkenden Teile in dem Maße geringer wird, wie die Temperaturdifferenz zwischen dem Luftführungskanal und der Zwischenwand (37) ansteigt.

12. Brenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einen Ring (53) auf v/eist, der vom Brennerkopf (12) getragen wird und der sich vom Außenumfang des Brennerkopfes radial nach außen erstreckt, während das mit dem Ventil zusammenarbeitende Teil eine Ringfläche des Rohrteiles (40) ist.

13. Brenner nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil und das mit ihm zusammenwirkende Teil

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manuell relativ zueinander verstellbar sind (Stell^ mittel 60) .

14« Brenner nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Verbrennungsbereiches eine Aussparung in einem Tragkörper (17) für den Brennerkopf (12) ist, wobei mit einem anderen Teil der Aussparung das Rohrteil (40) im Gleitsitz zusammenwirkt.

15. Verfahren zum Betrieb eines rekuperativen Brenners mit einem Kanal zur Führung der Verbrennungsluft zu einem Verbrennungsbereich des Brenners, dadurch gekennzeichnet, daß flüssiger Brenn- oder Kraftstoff im Bereich der Verbrennung zusammen mit der in diesem Bereich geführten Verbrennungsluft verbrannt wird und daß Wärme, die aus dieser Verbrennung resultiert, ■ entlang der Luftführung auf die Luft übertragen wird, um den Wärmeausstoß des Brenners (10) zu erhöhen.

16. Verfahren zum Betrieb eines Brenners nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem dem Verbrennungsbereich durch den Brenner hindurch zuzuführenden flüssigen Kraftstoff Wärme entzogen wird.

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17. Rekuperativer Brenner für strömende Kraft- bzw. Brennstoffe mit einem Brennerkopf in der Nähe eines Verbrennungsbereiches, dadurch gekennzeichnet, daß

17.1 ein Rohrsystem mit Kanälen für die getrennte Führung von Luft und Kraftstoff zu dem Brennerkopf vorgesehen ist, in dem Luft und Kraftstoff zur Verbesserung der Verbrennung miteinander gemischt werden,

17.2 eines der Rohre die radial äußere Wand eines der Kanäle bildet, der die Verbrennungsluft in den Verbrennungsbereich führt und die radial innere Wand eines anderen der Kanäle bildet, der ein Abgaskanal ist, um den Strom der Verbrennungsrückstände aus dem Verbrennungsbereich durch den Brenner zu führen,

17.3 Mittel zum Tragen und Lokalisieren des Brennerkopfes nahe dem Verbrennungsbereich vorgesehen sind, die eine Gleitlagerung zwischen dem Brennerkopf und einem Rohrteil einschließt, das seinerseits von dem vorgenannten Rohr getragen wird, so daß relative Axialbewegungen zwischen dem Brennerkopf und dem Rohrteil möglich sind,

17.4 die Anordnung so getroffen ist, daß ein Wärmeübergang durch die gemeinsame Wand von Abgasstrom im einen Kanal auf die durch den anderen Kanal zum Brennerkopf geführte Luft gegeben ist, wobei weiter

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17.5 die Gleitlagerung Abstandsstücke (57) einschließt, die mit Abstand zueinander in Umfangsrichtung um einen Ringraum angeordnet sind, der zwischen dem Außenumfang des Brennerkopfes (12) und dem Rohrteil (40) angeordnet ist,

17.6 jedes der Abstandsstücke (57) auf dem Brennerkopf (12) oder dem Rohrstück (40) befestigt ist und mit dem jeweils anderen dieser beiden Teile in Gleitverbindung steht,

17.7 die Gruppe der in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Ringraumabschnitte zwischen den Abstandsstücken (57) beim Betrieb des Brenners (10) mit einem der Kanäle in Verbindung steht, so daß ein Teil der durch diesen Kanal geführten Luft über die Ringraumabschnitte in den Verbrennungsbereich gelangt.

18. Brenner nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die vom einen Rohr (37) gebildete gemeinsame Wand eine radial äußere Wand des einen Kanales und die radial innere Wand des anderen Kanales bildet, wobei das Rohrstück (40) den Brennerkopf (12) umschließt und entweder der Brennerkopf oder das Rohrstück ein Ventil trägt, das mit einem korrespondierenden Abschnitt des jeweils anderen Teiles zusammenwirkt, um die Luftströmung vom einen Kanal durch die Ringrauraabschnitte zu drosseln

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derart, daß eine Drosselung der Luftströmung durch die Ringraumabschnitte durch die drosselnde Wirkung des Ventiles und der mit ihm zusammenwirkenden Teile in dem Maße verringert wird, wie die Temperaturdifferenz zwischen dem Kraftstoff-Führungskanal zur Führung von Kraftstoff zum Brennerkopf (12) und dem einen Rohr größer wird.

19. Brenner nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einen Ring (53) aufweist, der vom Brennerkopf (12) getragen wird und der sich vom Außenumfang des Brennerkopfes radial nach außen erstreckt, während das mit dem Ventil zusammenarbeitende Teil eine Ringfläche, des Rohrteiles (40) ist.

20. Brenner nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil und das mit ihm zusammenwirkende Teil manuell relativ zueinander verstellbar sind (Stellmittel 50 und 60).

21. Brenner nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Verbrennungsbereiches eine Aussparung in einem Tragkörper (17) für den Brennerkopf (12) ist, wobei mit einem anderen Teil der Aussparung das Rohrteil (40) im Gleitsitz zusammenwirkt.

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22. Rekuperativer Brenner für strömende Brenn- bzw., Kraftstoffe mit Zuführung von flüssigem Kraftstoff zu einem Verbrennungsbereich, dadurch gekennzeichnet, daß

22.1 ein Wärmetauscher von benachbarten Kanälen gebildet wird, um zwei Strömungsmittel zum Wärmeaustausch untereinander zu veranlassen,

22.2 eine Luftführung über einen der benachbarten Kanäle des Wärmetauschers in den Verbrennungsbereich erfolgt, um dort die Verbrennung des in diesen Bereich geförderten Kraftstoffes zu bewirken, wobei die Luftführung einen Lufteinlaß für Frischluft aufweist, die in den Verbrennungsbereich zu fördern ist,

22.3 eine Abgasführung zur Wegführung der Abgase aus dem Verbrennungsbereich vorgesehen ist, die in einen Abgasstutzen mündet, durch den die Abgase aus dem Brenner abgeführt werden, wobei die Abgasführung in einem an-

, deren der benachbarten Kanäle des Wärmetauschers erfolgt, so daß die in den Bereich der Verbrennung gelangende Luft vorher durch Aufnahme von Wärme aus den Abgasen geheizt wird, wobei weiter

22.4 in der Außenwand (27) eines den Abgasstutzen (14) umgebenden Ringkanales (28) ein Frischlufteinlaß (30) vorgesehen ist, so daß die Abgase von der in den Ringkanal gelangenden Frischluft gekühlt werden.

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23. Brenner nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kanäle des Wärmetauschers, der Luftzuführungskanal und der Abgasführungskanal konzentrisch ineinander angeordnete Rohre sind und eines dieser Rohre eine gemeinsame Wand (37) zwischen den Abgas führungskanal und dem Luftzuführungskanal bildet, die die benachbarten Kanäle des Wärmetauschers bilden und dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (28) von einem Rohr (27) gebildet wird, das den Abgasstutzen (14) umgibt und das abnehmbar gelagert ist, so daß es gegen ein anderes Rohr anderer Länge austauschbar ist, so daß die Länge des Wärmetauschers zwischen Luftzuführungskanal und Abgasltanal veränderbar ist.

24. Brenner nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle des Wärmetauschers, der Luftzuführungskanal und der Abgasführungskanal konzentrisch ineinander angeordnete Rohre sind und eines dieser Rohre eine gemeinsame Wand (37) zwischen dem Abgasführungskanal und dem Luftzuführungskanal bildet, die die benachbarten Kanäle des Wärmetauschers bilden, wobei die gemeinsame Wand die radial innere Wand des Abgaskanales und die radial äußere Wand des Luftzuführungskanales bildet und wobei das Ende des Rohrsystemes (13), das

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zum Verbrennungsbereich führt, in einem Block (11) aus temperaturbeständigem Material gehalten ist und die Enden des Rohrsystems außerhalb dieses Blockes liegen und den Abgasstutzen (14) tragen.

25. Brenner nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseiten des außerhalb des Blockes (11) liegenden Rohrsystems (13) als zylindrisches Gehäuse (22) geformt ist, von dem aus sich der Ringkanal (28) radial erstreckt, der einen Ringraum um die Außenwand des Abgaskanales zwisehen dem Block und dem Abgasstutzen (14) bildet, wobei der Innenraum des Ringkanals mit einem Ringraum in Verbindung steht, in dem Prallbleche (43-45) angeordnet sind, um die in den Ringraum eintretende Luft gegen den Block aus temperaturbeständigem Material zu führen und um den Teil des Abgaskanales zirkulieren zu lassen, der sich zwischen dem Block und dem Abgasstutzen erstreckt, ehe sie in das Ende des Luftkanales innerhalb des einen Rohres (37) eintritt, das dem Ende des Verbrennungsbereiches entfernt ist, das auf der Gegenseite zum Abgasstutzen des Körpers aus temperaturbeständigem Material liegt.

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