DE1558041B1 - Verfahren zur befeuerung von brennraeumen mit gasfoermigen oder zerstaubten oder vergasten fluessigen brennstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befeuerung von Brennräumen mit gasförmigen oder zerstäubten oder vergasten flüssigen Brennstoffen, die mindestens einem horizontal angeordneten Brennerpaar zugeführt werden, dessen Brenner von den seitlichen Begrenzungen des Brennraumes her und in dessen unterem ■> Bereich gegeneinander gerichtet brennen.

Soll in einem größeren Brennraum durch Befeuerung mit gasförmigen oder zerstäubten oder vergasten flüssigen Brennstoffen eine relativ hohe, an allen Punkten des Brennraumespraktisch gleiche Temperatur erzeugt und aufrechterhalten werden, dann ergeben sich sehr große Schwierigkeiten, die bisher noch nicht voll befriedigend gelöst werden konnten.

Keramische Brennofen weisen Volumina bis zu mehreren hundert Kubikmetern und bei Tunnelofen lichte Weiten von sechs Metern und mehr auf. Die Brenntemperatur liegt in diesen Öfen beispielsweise bei 1250⁰C, wobei eine Brenntemperaturabweichung von + ¹Iz SK zugelassen werden kann. Die zulässige Temperaturabweichung an jeder Stelle des Ofens oder Ofenquerschnitts bei Tunnelofen liegt damit in der Größenordnung von ± 10° C, eine Forderung, die man bis jetzt nicht zu erfüllen vermochte. Aber auch bei wesentlichen kleineren Brennräumen, die bei kleinen Herdwagenofen weniger als 10 m³ Volumen aufweisen, ist es schwierig, eine ausreichende Temperaturgleichheit an jeder Stelle des Brennraumes sicherzustellen.

Das Problem der Aufrechterhaltung und Herstellung der Temperaturgleichheit an jeder Stelle des Brennraumes ist bereits sehr alt und wurde auch schon auf verschiedenste Weise zu lösen versucht.

Bei den üblichen Brennern für gasförmige oder zerstäubte oder vergaste flüssige Brennstoffe ergibt sieb, an der ins Innere des Brennraumes gerichteten Brennerdüse eine relativ hohe geballte Wärmeentwicklung, die dem Verlangen nach Temperaturgleichheit an allen Punkten im zu beheizenden Brennraum oder Brennraumquerschnitt entgegensteht. Durch Anordnung solcher Brenner in Brennkammern oder Brenn-. nischen und damit im Abstand vom Brenngut versucht man, einen Ausgleich der hohen erzeugten Temperatur an der Brennerdüse mit den im Brennraum vorhandenen Brenngasen und somit vor der unmittelbaren Berührung der Brenngase mit dem Brenngut zu erreichen.

Es sind auch bereits Brenner entwickelt worden, deren besonderes Kennzeichen darin besteht, daß mit

ίο relativ hohen Einblasedrücken sowohl des Gases als auch der Verbrennungsluft und damit mit sehr hohen Einblasegeschwindigkeiten gearbeitet wird.

Durch die hohen Geschwindigkeiten ergibt sich im Brennraum eine sehr starke Verwirbelung der Ofenatmosphäre und damit eine Verringerung der Temperaturabweichungen von dem geforderten Sollwert in den einzelnen Punkten der Brennkammer. Insbesondere bei großen Brennräumen versagt jedoch auch der Einsatz solcher Brenner, weil die hohen Einblasegeschwindigkeiten der Brenngase in den Brennraum dort einen Ringwirbel zur Folge haben, wobei sich in der Mitte der Brennkammer ein Bereich relativer Ruhe ergibt, um den herum die Ofenatmosphäre kreist. Es ist ersichtlich, daß sich dadurch zwangläufig Temperaturunterschiede in den einzelnen Punkten des Brennraumes ergeben.

Auch wenn man, wie es in der Praxis geschieht, jeweils zwei einander gegenüberliegende Brenner, die gegeneinander gerichtet brennen, verwendet, wird das Problem noch nicht gelöst. In diesem Fall ergeben sich nämlich bei einem Tunnelofen zwei Achsen relativer Ruhe, um die herum die Brenngase jeweils in einem Ringwirbel kreisen. Zwar erzielt man auf diese Weise bereits eine Verbesserung gegenüber dem Arbeiten mit nur einem solchen Hochgeschwindigkeitsbrenner, jedoch erreicht man immer noch nicht ein voll befriedigendes Ergebnis.

Zum Stande der Technik gehört auch ein Ofen, bei dem von der Decke her Flammen in Räume zwischen dem Brenngut gerichtet werden. Im Zusammenhang damit ist es auch bekannt, die diese Flammen erzeugenden Brenner so zu steuern, daß die Brenner bzw. Brennergruppen intermittierend und alternierend einspritzen, wobei die Impulse so eingestellt sind, daß innerhalb von drei Gruppen die Strahlweite zunimmt, damit der gesamte Brennraumquerschnitt möglichst gleichmäßig mit aufbereitetem Brennstoff versorgt wird. In mit solchen Brennern beheizten Brennräumen treten jedoch nicht die oben geschilderten Ringwirbel auf, so daß diese Lehre nicht für die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe herangezogen werden konnte.

Ferner ist ein Verfahren bekannt, bei dem mit Impulsbrennern gearbeitet wird, bei denen praktisch keine Zerstäubung auftritt. Diese Impulsbrenner haben eine vorgegebene, erforderlichenfalls auch einstellbare Wurfweite, wobei die Leistung des Brenners nicht durch Änderung der Wurfweite bestimmt wird, sondern durch die Anzahl der je Zeiteinheit über diese Wurfweite ausgeschleuderten Partikeln oder aber dadurch, daß man durch entsprechende Änderung der Öffnungszeiten der Brennerdüse die je Impuls ausgespritzte Ölmenge vergrößert oder verkleinert. In beiden Fällen ändert sich dabei nichts an der Wurfweite, die sich möglichst über die ganze Breite, beispielsweise eines Tunnelofens erstrecken soll. Im Zusammenhang damit hat man auch bereits versucht, den Endpunkt der Wurfweite des Brenners mechanisch

zu beeinflussen, indem man den Brennstoffstrahl auf eine zu seiner Spritzrichtung schräg stehende Fläche auftreffen läßt. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß am Auftreffpunkt das Öl zum Teil sich an der kühleren Auftreffstelle sammelt und nach unten abfließt, wodurch es zu Verschmutzungen kommen kann. Außerdem wird der brennende Strahl nur abgelenkt, aber in seiner Reichweite praktisch nicht beeinflußt. Da Impulsbrenner darüber hinaus praktisch über die ganze Wurfweite im wesentlichen gleichmäßig abbrennen, treten die Probleme der Wirbelbildung, die durch die Erfindung zu lösen versucht werden, überhaupt nicht auf.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Befeuerung von Brennräumen mit gasförmigen oder zerstäubten oder vergasten flüssigen Brennstoffen zu schaffen, mit dem es möglich ist, die Temperaturvergleichmäßigung so weit zu treiben, daß die heute beispielsweise an den Brand von keramischem Gut gestellten Forderungen optimal erfüllt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird durch die Erfindung vorgeschlagen, daß periodisch und fortlaufend die Leistung des einen Brenners des Brennerpaares von einem Minimum auf ein Maximum und zurück und gleichzeitig die Leistung des anderen Brenners des Brennerpaares von einem Maximum auf ein Minimum und zurück derart geregelt wird, daß die Brenngase aufeinandertreffen, die Summe der Leistungen beider Brenner des Brennerpaares immer im wesentlichen konstant ist und der Zusammentreffpunkt der Brenngase sich über die ganze Breite des Brennraumes hin- und herbewegt.

ίο Mit diesem Verfahren ist es möglich, die Ausbildung ortsfester Wirbelkerne innerhalb des Brennraumes mit Sicherheit zu verhindern, so daß solche Wirbelkerne einer Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung nicht mehr entgegenstehen können.

Die Leistungsänderung der beiden Brenner ist somit gewissermaßen gekoppelt, derart, daß trotz der periodischen Schwankungen, denen man die Brenner unterwirft, die Summe der Leistungen beider Brenner immer konstant bleibt. Es bedarf also weder der Einschaltung mechanischer Mittel noch der gruppenweisen Schaltung hintereinander angeordneter Brenner, um das durch die Erfindung angestrebte Ziel zu erreichen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Befeuerung von Brennräumen mit gasförmigen oder zerstäubten oder vergasten flüssigen Brennstoffen, die mindestens einem horizontal angeordneten Brennerpaar zugeführt werden, dessen Brenner von den seitlichen Begrenzungen des Brennraumes her und in dessen unterem Bereich gegeneinander gerichtet brennen, dadurch gekennzeichnet, daß periodisch und fortlaufend die Leistung des einen Brenners des Brennerpaares von einem Minimum auf ein Maximum und zurück und gleichzeitig die Leistung des anderen Brenners des Brennerpaares von einem Maximum auf ein Minimum und zurück derart geregelt wird, daß die Brenngase aufeinandertreffen, die Summe der Leistungen beider Brenner des Brennerpaares immer im wesentlichen konstant ist und der Zusammentreffpunkt der Brenngase sich über die ganze Breite des Brennraumes hin- und herbewegt.