DE2323920A1

DE2323920A1 - Brenner

Info

Publication number: DE2323920A1
Application number: DE2323920A
Authority: DE
Inventors: George Bickley Remmey
Original assignee: Bickley Furnaces Inc
Current assignee: Bickley Furnaces Inc
Priority date: 1973-04-10
Filing date: 1973-05-11
Publication date: 1974-10-17
Also published as: CA1014844A; GB1461309A; US3843317A; GB1461310A; BR7402826D0; JPS559603B2; DE2323920C2; JPS501427A; IT1004136B

Description

Priorität: 10. April 1973, USA, Nr. 349,717

Die Erfindung betrifft Brenner für öfen, insbesondere für keramische Öfen oder Schachtöfen oder metallurgische Öfen.

Bei Schachtöfen und dergleichen ist es wesentlich, die Heizung so zu steuern, daß die Ware von Zimmertemperatur auf Rottemperatur mit einer Geschwindigkeit aufgeheizt wird, daß sie dabei nicht zerstört wird. Es ist ferner wünschenswert, den Temperaturgradienten innerhalb der Ware so gering als möglich zu halten, während die Ware aufgeheizt wird. Steigt nämlich die Temperatur an der Oberfläche der Ware zu schnell, so kann es infolge des hohen Temperaturgradienten in der Ware zu Fehlern oder Ausschuß kommen. Ferner. ist es wünschenswert, die Ware gleichmäßig Über ihre gesamte Oberfläche zu erhitzen und punktförmige Aufheizungen zu vermeiden.

In der US-PS 3 055 652 ist ein Brenner beschrieben, mit dem die oben erläuterte Heizungssteuerung erreicht werden soll. Hierbei wird den vollkommen verbrannten Verbrennungsprodukten des Brenners Luft zugemischt, um so die Temperatur des Gasstroms abzusenken und

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seine Massengeschwiiidigkeit zu erhöhen. Hierdurch wird der schädliche Einfluß einer, zu hohen Gas Stromtemperatur auf ein Minimum abgesenkt und die Ware wird gleichmäßig erhitzt, weil der Gasstrom zusätzlich beschleunigt wird und er so die gesamte Ofenkammer überstreicht, bevor er anzusteigen beginnt. In der. US-PS 3 174 735 ist ferner ein Brenner mit erhöhtem Arbeitsbereich beschrieben, der es gestattet, den Schachtofen bei extrem hohen Temperaturen zu betreiben, bei denen der Brennstoff bedarf sehr hoch ist. Gleichzeitig kann der Ofen bei gesteuerter Feuerung bei sehr niedrigen Temperaturen betrieben werden, ohne daß die Steuer- oder'Regelfähigkeit oder Temperaturgleichmäßigkeit nachteilig beeinflußt würde.

Die Erfindung richtet sich auf einen verbessexten Brenner der erwähnten Art zur Erzielung gleichmäßiger Heizbedingungen. Der erfindungsgemäße Brenner ist so aufgebaut und angeordnet, daß Strahlen oder Feuerstrahlen mit wesentlich höherer Geschwindigkeit als-bisher angewendet werden können, daß eine Höhere Massengeschwindigkeit des .Gaststroms möglich ist, um die Zirkulation zu erhöhen, und daß ein größerer Schub über den Ofen erreicht werden kann. Ferner wird ein größerer Einstellbereich oberhalb des minimalen Betriebsniveaus erreicht, bei dem Zirkulation und Schub über den Ofen aufrechterhalten werden. Der erfindungsgemäße Brenner arbeitet ferner mit höherem Wirkungsgrad und es werden höhere Temperaturen in der Brennkammer erreicht. Auch hat die Anwendung des erfiridungsgemäßen Brenners zur ^f Folge, daß die Lebensdauer des Brennkammerteils des Brennerserhöht wird. Der erfindungsgemäße Brenner ist wirtschaftlich hinsichtlich Konstruktion, Installation, Reparaturen und Wartung. Auch ist die Konstruktion so gewählt, daß auch bei höheren Brennkammerdrücken eine bessere Dichtigkeit als bishex¹ erreicht wird.

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Der erfindungsgemäße Brenner enthält eine Brennermündung oder -düse, durch die die Brenngase mit hoher Geschwindigkeit in eine Brennkammer ausgestoßen -werden. Die Brennkammer ist von einer metallenen Halterung umschlossen, so daß sich ein dichter Aufbau ergibt, der höhere Drücke und Temperaturen in der Brennkammer zuläßt. Aus der Brennkammer werden die Gase durch einen Axialkanal in einem Rezirkulationsblock in die Ofenkammer herausgeführt. Der Rezirkulationsblock ist mit mehreren Rezirkulationskanälen versehen, die eine Verbindung zwischen der Ofenkammer und dem Axialkanal im Rezirkulationsblock herstellen. Durch den Gasstrom aus der Brennkammer durch den Axialkanal im Rezirkulationsblock wird ein beträchtliches Grasvolumen aus der Ofenkammer durch die Äezirkulationskanäle gesaugt. Die mit hoher Geschwindigkeit strömenden Strahlen, die in Verbindung mit dem Rezirkulationsblock verwendet werden, ziehen die Ofengase durch die Venturi-Anordnung, vermischen sie innig mit den die Brennkammer verlassenden Gasen und bilden einen Strahl mit mehrfach höherer Masse. Durch das zusätzliche Gewicht der angesaugten Gase besteht zwar die Neigung zur Absenkung der Geschwindigkeit des Strahls, wenn Bie der Masse des Strahls hinzugefügt werden. Mit dem Brenner können -so hohe Strahlgeschwindigkeiten erreicht werden, daß die resultierende Geschwindigkeit des wesentlich höheren, den Rezirkulationeblock verlassenden Kanals noch ebenso hoch ist wie bei bekannten Strahlbrennern. Da wesentlich mehr Gas mit hoher Geschwindigkeit in den Ofen gedruckt wird, werden durch den erfindungsgemäßen Brenner die Gase in der Ofenkammer wesentlich besser vermischt. Ferner- ergibt sich unter den obigen Bedingungen eine Abnahme der Temperaturdifferenz zwischen den Gasen und der aufgeheizten Ware,da die sehr heißen, aus der Brennkammer kommenden Gase durch die aus dem Ofen angesaugten Gase verdünnt werden. Dies verhindert, daß die extrem heißen Gase die aufgeheizte Ware berühren und vermindert gleichzeitig die Möglichkeit punktförmiger Aufheizungen oder der Überhitzung einzelner Flächenbereiche, und zwar mehr als bei den bisher bekannten Brennern.

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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Brenners liegt darin, daß er den Brennstoff besser ausnutzt, da der Brennstoff beim Stöchiometrischen Brennstoff-Luft-Verhältnis verbrannt wird, bei dem die maximale Temperatur und die beste Ausnutzung des Brennstoffs erreicht wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners sind Einrichtungen zur Einleitung von Diffusionsluft mittels zweier einander entgegengesetzter Strahlen vorgesehen, die die Luft stromab von der Brennkammer unter einem Winkel einführen, so daß die Luft längs der Brennerachse in Richtung der Strömung durch diesen strömt. Bei diesem Brenner wird ein Vakuum erzeugt, so daß im Betrieb des Brenners oder der Diffusionsluftstrahlen oder beider ein Vakuum für die r.ezirkulierenden Gase gebildet wird. Demzufolge i'.st eine gute Temperaturregulierung über einen weiten Betriebsbereich möglich. Dies ist hinsichtlich der Steuerung oder Regelung eine ideale Möglichkeit der Einleitung der Diffusions- ·· luft, da diese in ein Vakuum bzw. in ein Gebiet, in dem ein Unterdruck herrscht, eingeleitet wird, so daß eine Änderung im Betriebsniveau oder Leistungsbereich des Brenners eine vernachlässigbare Wirkung auf den Druck in der Vakuumkammer hat.

Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten Aus-

führungsbeisplele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1' den Querschnitt eines in eine Ofenwand eingebauten erfindungsgemäßen Brenners}

Fig. 2 den Schnitt 2-2 in Fig. 3}

Fig. 3 die Ansicht 3-3 gemäß Fig. 1}

Fig. 4 das Schnittbild einer Einzelheit des Brenners (Schnitt 4-4 in Fig. 3); und

Fig. 5 den Querschnitt eines anderen erfindungsgemäßen, in eine Ofenwand eingebauten Brenners.

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In den Ausführungsbeispielen werden zwar Gas-Luft-Brenner verwendet. Die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien lassen sich jedoch auch auf Destillat-Öl-Brenner anwenden, die Einrichtungen zur Zerstäubung des Brenneröls vor seiner Vermischung mit der Verbrennungsluft erfordern. Die folgende Beschreibung richtet sich auf Gas-Luft-Brenner zur Verwendung in Schachtofen mit mehreren Brennern, die im allgemeinen in den vertikalen Wandungen des Ofens befestigt sind und ihre Heizgasströme in die Ofenkammer richten. Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf Brenner anwendbar, die auf andere herkömmliche Weise angeordnet oder eingebaut sind.

Der in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Brenner ist in die Wand 10 eines Schachtofens eingebaut. Die Wand 10 ist mit geeigneten Schichten aus feuerfesten Blöcken versehen, wie es im Ofenbau üblich ist. Die Ofenwand 10 begrenzt die innerhalb derselben angeordnete Ofenkammer 12.Die Ofenwand 10 ist mit einer in Horizontalrichtung verlaufenden Öffnung 1 3 zur Aufnahme des Brenners ver-' sehen. Die Öffnung ist von einer Bodenwand 14 und zwei vertikalen Seitenwänden 16 und 18 begrenzt, die verhältnismäßig gerade Seiten über die Länge der Wand aufweisen. Die Oberwand der Öffnung 13 besteht aus einem Oberwandteil 20, der an die Ofenkammer 12 angrenzt und einem höheren Oberwandteil 22 außerhalb vom Oberwandteil 20 (Fig. 1). Die Brennkammer des Brenners ist von einer insgesamt mit 24 bezeichneten Einrichtung umschlossen. Die.Brennkammereinrichtung 24 enthält einen allgemein zylindrischen feuerfesten Teil 26, in dessen Mitte eine axial verlaufende Brennkammer 28 vorgesehen ist. Die Brennkammer 28 enthält einen eingeschnürten Teil 29, der eine eingeschränkte oder verminderte Mündung am stromab gelegenen Teil der Brennkammer bildet. Der feuerfeste Teil 26 ist von einem zylindrischen Gehäuse 30 aus hochfestem Metall umschlossen. Das Gehäuse des feuerfesten Teils 26 bildet eine luftdichte, lecksichere Konstruktion, die dazu notwendig ist, damit der Brenner bei extrem hohen Drücken und Temperaturen arbeiten kann.

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Bine Brenner-Mündungseinrichtung oder -blende 40 dient zur Zufuhr unter hoher Geschwindigkeit strömender Brenngase und zur Lenkung des schnellströmenden Strahls axial in die Brennkammer 28 in Richtung zur Ofenkammer 12. Die Blende 40 ist wie Üblich mit einer Steuereinrichtung 42 versehen. Mit dem erfindungsgemäßen Brenner können je nach den Betriebsbedingungen verschiedene Arten bekannter Brennerblenden verwendet werden.-

Am stromab gelegenen Ende der Brennkammereinrichtung 24 ist ein Rezirkulationsblock 50 befestigt. Er besteht aus einem feuerfesten Material, d. h. einem metallischen öder nichtmetallischen Material, das hohen Temperaturen widersteht, ohne seine mechanischen oder physikalischen Eigenschaften zu verlieren. Der Block 50 ist insgesamt rechteckig und kann in die durch die Bodenwand 14, die Seitenwände 16 und 18 und die Oberwand 20 der Öffnung 15 in der Ofenwand 10 gebildete Öffnung eingesetzt werden. Der Block 50 ist mit einem in Axialrichtung verlaufenden mittleren Kanal 5? vorsehen, der mit der Achse der Brennerblende 40 und der Achse der Brennkammer 28 fluchtet (Fig. 1). Der Kanal 52 hat "die Form eines Venturirohrs. Durch diese Anordnung gelangen die aus der Brennkammer 28 austretenden Gase durch den Kanal 52 in die Ofenkammer 12.

Der Rezirkulationsblock 50 ist mit vier Rezirkulationskanälen 54 versehen, die sich gemäß Fig. 3 in. den Ecken des Block befinden. Gemäß Fig. 4, die einen Schnitt des Blocks 50 zeigt, stehen die Kanäle 54 an einem Ende mit dem Einlaßteil des Yenturikanals in Verbindung und verlaufen in glatter Form radial nach außen und dann zum angrenzend an die Ofenkammer 12 liegenden Ende 56 des Rezirkulationsblocks 50. Die Kanäle 54 stehen mit der Ofenkammer 12 an Öffnungen in den Ecken des Blocks 50 in Verbindung, die teilweise durch einen gebogenen Ausschnitt 58 gebildet sind.

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Das mit hoher Geschwindigkeit aus der Brennkammer 58 durch den Venturikanal 52 zur Ofenkammer 12 strömende Gas saugt die Gase aus der Ofenkammer 12 durch den Venturieffekt durch die Rezirkulationskanäle. 54.'Die rezirkulierten Gase vermischen sich mit dem mit hoher Geschwindigkeit strömenden Gasstrom aus der Brennkammer, so daß die Massengeschwindigkeit des in die Ofenkammer 12 eintretenden Gasstroms beträchtlich erhöht wird*. Erfindungsgemäß sind die Teile bo ausgebildet, daß das aus der Brennkammer austretende Gas vorzugsweise mit einer Gewchwindigkeit in der Größenordnung von etwa 804 bis 886 km/h (etwa 223 bis 245 m/sec) strömt. Auch Geschwindigkeiten in der Größenordnung von etwa 643 km/h (180m/sec) sind möglich. Bei Geschwindigkeiten dieser Größenordnung saugt der ReZirkulationsblock Gasmengen an, die wesentlich höher sind als bei bekannten Brennereinrichtungen. Wie oben erwähnt, öaugt der Rezirkulationsblock die rezirkulierenden Gase an, um einen Gasstrahl mit mehrfach höherer Massengeschwin- · digkeit zu bilden.

Im Betrieb des in den Pig. 1 bis 4 gezeigten Brenners richtet die Brennerblende 40 einen mit hoher Geschwindigkeit strömenden Brenngasstrom axial in die Brennkammer 28, in der die Verbrennung stattfindet. Die vollständig verbrannten Gase treten dann axial aus der Brennkammer 28 durch den Venturikanal 52 in die Brennkammer 12 ein. All dies geschieht mit extrem hoher Geschwindigkeit. Der Gasstrom saugt die rezirkulierenden Gase aus der Ofenkammer 12 durch die Rezirkulationskanäle 54· Die rezirkulierenden Gase vermischen sich mit den Brenngasen und treten mit diesen durch den Venturikanal 52 wieder in die Ofenkammer 12 ein. Bei dem erfindungsgemäßen Brenner sind extrem hohe Massengeschwindigkeiten des Gasstroms erzielbar, der in die Ofenkammer abgegeben wird, so daß sich eine wesentliche Steigerung der Zirkulation und ein größerer Schub über den Ofen ergibt. Darüber hinaus kann der Brenner wegen des metallenen Gehäuses und der ventilierten Befestigung der Brennkammereinrichtung bei extrem hohen Drücken und Temperaturen arbeiten, ohne daß Wärme austritt und die angrenzenden Wände beschädigt.

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Pig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners, dessen mit dem Brenner der Fig. 1 bis 4 im wesentlichen identische' Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, denen zur Unterscheidung lediglich ein ' hinzugefügt ist. Fig. 5 zeigt einen Schnitt ähnlich Fig. 2. Der Brenner ist in der vertikalen Wand 10' befestigt, die die Ofenkammer 12' auf ihrer Innenseite begrenzt. Der Brenner ist in einer Öffnung 13' in der Ofenwand 1O^f befestigt. Die Öffnung ist von einer "Bodenwand 14' und zwei Seitenwänden 16' und 18¹ umschlossen.

Eine Brennkammereinrichtung 24' enthält einen feuerfesten Teil 26', der eine Brennkammer 28' begrenzt, die einen eine eingezogene Mündung, Blende oder Düse begrenzenden Teil 29' aufweist. Der feuerfeste Teil 26' ist von einem metallenen Gehäuse 30' umschlossen. Die Brennkammei^einrichtung 24' ist in der Öffnung 13' der Ofenwandung 10* befestigt, und zwar mittels der gleichen Befestigungsanordnung wie beim Brenner der Fig. 1 bis 4.

Die Brennerblende 40' ist identisch der Brennerblende 40 des Brenners der Fig. 1 bis 4. Der Rezirkulationsblock 50' ist identisch dem Rezirkulationsblock 50 (Fig. 1 bis 4). Er ist mit Rezirkulationskanälen versehen, die mit dem stromauf gelegenen Ende eines in Axialrichtung verlaufenden Venturikanals 52' an einer Stelle in Verbindung stehen, an der fin zylindrischer Einlaßkanal 53' ausgebildet ist. Wie beim Brenner der Fig. 1 bis 4 treten die Verbrennungsgase aus der Brennkammer 28 durch den Kanal 52' in die Brennkammer 12' ein und saugen die Gase aus der Ofenkammer 12' durch die Rezirkulationskanäle.

Bei der Ausführungsform der Fig. 5 ist zusätzlich eine Einrichtung zur Einleitung von Diffusionsluft in den Brenner mittels zweier entgegengesetzt gerichteter Strahlen vorgesehen, die die Luft stromab von der Brennkammer 28' unter einem Winkel zur Brennerachse so einleiten, daß die Luft längs der Achse der strömenden Gase strömt. Diese Einrichtung umfaßt zwei Rohre 70,

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die in zwei entsprechende Bohrungen im feuerfesten Teil 26· eingebettet sind und unter dem in Pig. 5 gezeigten Winkel verlaufen. Angrenzend an das stromab gelegene Ende der Rohre 70 sind Öffnungen 74 vorgesehen, die mit der Einlaßkammer 53' am stromab gelegenen Ende des Venturikanals 52' eine Verbindung herstellen. Die Rohre sind einander diametral gegenüberliegend und unter einem Winkel zur Brennerachse so angeordnet, daß sie einen Luftstrom in den Venturikanal 52' richten, so daß die luft längs der Brennerachse strömt.

Ferner sind Einrichtungen vorgesehen, durch die die Luft unter Druck dem stromauf gelegenen Ende der Rohre 70 zugeführt wird. Diese Einrichtungen enthalten eine Druckluftquelle 76, die mit dem stromauf gelegenen Ende zweier Leitungen 78 in Verbindung steht. Diese stehen ihrerseits an ihrem stromab gelegenen Ende mit den Rohren 70 in Verbindung (Fig. 5). An der Verbindungsstelle zwischen den Rohren 70 und den Leitungen 78 sind gegebenenfalls geeignete Dichtungen 80 vorgesehen. Die Druckluftquelle 76 ist mit einer geeigneten Steuereinrichtung 77 zur Veränderung des den Leitungen zugeführten Luftstroms versehen. Der Luftstrom ist zwischen Null und einem vorherbestimmten Maximum regelbar.

Im Betrieb richtet die Brenner-Blendeneinrichtung 40' einen mit hoher geschwindigkeit strömenden Gasstrom axial in die Verbrennungskammer 28', in der die Verbrennung stattfindet. Die Verbrennungsgase werden dann axial von der verengten Mundung der Kammer 28' durch den Venturikanal 52' mit hoher Geschwindigkeit in die Ofenkammer 12' geführt. Dieser Gasstrom saugt die rezirkulierenden Gase aus der Ofenkammer 12' durch die Rezirkulationskanäle im Block 50', die sich mit den Verbrennungsgasen vermischen und durch den Venturikanal 52' in die Ofenkammer 12' eintreten. Zusätzlich wird Diffusionsluft in das stromauf gelegene Ende des Kanals 52' am Einlaßkanal 53' eingeführt. Die Diffusionsluft dient zur Verminderung der Temperatur der in die Ofenkammer eintretenden Gase und zur

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Erhöhung der Massengeschwindigkeit'derselben. Der Brenner erzeugt am stromab gelegenen Ende der Diffusionslufteinrichtung, nämlich in der Kamer 53^f angrenzend an die Öffnungen 74 einen Unterdruck.. Dieser Unterdruck wird durch die Verbrennungsgase erzeugt, die aus der Kammer 28· durch die Kammer 52* strömen. Ferner entsteht ein Unterdruck an der Stelle in der Einlaßkammer 53' > an der die rezirkulierenden Gase in den Venturikanal 52'.eintreten, und zwar infolge der Diffusionsluftstrahlen, die aus dem Rohr 70 durch den Einlaßkanal 53' und in den Yenturikanal 52* strömen. Somit entsteht am Ende der Rezirkulationskanäle im Bereich des Einlaßkanals 53' ein Unterdruck, und zwar infolge .des Betriebs der Brennereinrichtung, die die Verbrennungsprodukte vom Kanal 28' in den Venturikanal 52' richtet, oder durch die Diffusionsluft einrichtung, die die Druckluft aus den Rohren 70' in den Venturikanal 52' lenkt. Infolge der beschriebenen Anordnung steht die Kammer 53* stets unter Unterdruck. Die Höhe dieses Unterdrucks ist von der Geschwindigkeit der aus dem Brenner austretenden Gase abhängig. Infolge der Anordnung der Diffusionsluftrohre 74^f erzeugt aber auch der Diffusionsluftstrom in der Kammer 53* einen Unterdruck, da die Verbindung der Strömung aus den beiden Diffusionsluftrohren einen kombinierten oder vermischten Strom ergibt, der sich längs der Achse des Venturikanals im Rezirkulationsblock fortsetzt. Bei periodisch arbeitenden Schachtofen, die während der anfänglichen und späteren Stufen innerhalb des Feuerzyklus sehr langsam ge- . heizt werden müssen, bietet diese Anordnung eine wesentliche Verbesserung gegenüber bekannten Brennern.

Darüber hinaus entsteht bei bekannten Brennern infolge einer Änderung der Strömung der Diffusionsluft eine Druckänderung in der Brennkammer, die die Strömung und das Verhältnis der in die Brennkammer eintretenden Gase nachteilig beeinflußt. Auch eine Änderung in der Arbeitshöhe oder -belastung der Brennkammer beeinflußt die Strömung der Diffusionsluft, wodurch die Steuereinrichtung kompliziert wird und oft Abweichungen von der wirt-

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schaftliehsten Ausnutzung des Brennstoffs eintreten. Da erwiesen ist, daß die Strahlfeuerung bestimmte Vorteile hat, ist es wünschenwert, die Strahlfeueruhg anzuwenden, auch wenn die öfen zur Reduktionsfeuerung benutzt werden, wobei in der Ofenatmosphäre keine Überschüssige Luft oder kein Überschüssiger Sauerstoff (Op) vorhanden-sein darf. Andere, mit Diffusionsluft oder Luftüberschuß arbeitende Brenner können keine gleichmäßigen Temperaturen entwickeln, da die bei diesem Brennertyp notwendige Überschußluft nicht verwendet werden kann. Bei dem Brenner der Pig. 5 wird jedoch auch bei abgeschalteter Diffusionsluftzufuhr durch die Geschwindigkeit der aus der Brennkammer austretenden Verbrennungsgase genug zusätzliches Gas aus dem Ofen angesaugt, daß die Massengeschwindigkeit für eine gute Feuerung unter Reduktionsbedingungen ausreicht. Die Reduktionsatmosphäre wird im Schachtofen aufrechterhalten, da die zusätzlichen Oase, die notwendig sind, um die Kraft

die

der Strahlen zu erhöhen, aus dem Ofen kommen, wo sämtlicher Sauerstoff in COp und HgO umgewandelt wu^^e-

Bei periodischer Feuerung ermöglicht es die Anordnung der Fig. 5, den Ofen auf sehr niedrige Temperaturen zu steuern, und zwar durch Anwendung der Luft, die durch die Diffusionsluftrohre strömt. Hierdurch wird die notwendige Strahlzirkulation erzeugt, die notwendig ist, die Verbrennungsgase auf niedrigsten Pegeln zu halten. Bei Reduktionsfeuerung, unter hohen Temperaturen, kann eine ausreichende Brennstoffmenge verwendet werden, um befriedigende Strahlstärken ohne Verwendung der Luft durch die Diffusionsluft rohre aufrechtzuerhalten.

Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind Änderungen hinsichtlich Konstruktion und Anordnung der Teile möglich. Beispielsweise kann der Brenner der Fig. 5 mit mehr als zwei einander entgegengesetzt gerichteten Strahlen zur Einleitung der Diffusionsluft arbeiten.

Patentansprüche

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Claims

- te - PATENTANSPRÜCHE · DA-K1082

1.) Brenner für Öfen mit einer eine Ofenkammer begrenzenden Wand, gekennzeichnet durch eine Brenner-Blendeneinrichtung (40) zur Zufuhr von Brennstoff mit hoher Geschwindigkeit in die Ofenkammer (12), durch eine Einrichtung (24), die eine Brennkammer (28) bildet, die mit der Brenner-Blendeneinrichtung (40) fluchtend angeordnet ist, zur Aufnahme des Brennstoffs und zur Lenkung eines mit hoher Geschwindigkeit strömenden Stroms in die Ofenkammer (12), und mit einer Rezirkulationseinrichtung (50, 54) in der Ofenwand am stromab gelegenen Ende der Brennkammer (28), wobei die Rezirkulationseinri chtung einen Axialkanal (52) enthält, durch den der mit hoher Geschwaiitligkeit strömende Strom aus der Brennkammer (28) strömt, wenn er 3ieh in die Ofenkammer (12) bewegt, und Rezirkulationskanaleinrichtungen (50, 54), die zur Verbindung mit der Ofenkammer zu einem stromauf gelegenen Teil des Axialkanals (52) verlaufen, so daß der mit hoher Geschwindigkeit durch den Axialkanal hindurchtretende Strom Gase aus der Ofenkammer (12) durch die Rezirkulationskanäle (54) zum stromauf gelegenen Ende des Axialkanals saugt, wo sich die Gase mit dem mit hoher Geschwindigkeit strömenden Strom verbinden und in die Ofenkammer zurückgeleitet werden.

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2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rezirkulationseinrichtung (24) einen Rezirkulationsblock (50) aus feuerfestem Material enthält, der in der Ofenwand (10) befestigt ist, wobei Einrichtungen (14, 16, 18, 20) vorgesehen sind, die eine Öffnung (13) in der Ofenwand begrenzen und zur sicheren Aufnahme des Rezirkulationsblocks "(50) dienen, wobei die Rezirkulationskanaleinrichtung Kanäle (54) enthält,· die am Umfang des Rezirkulationsblocks (50) in Abständen voneinander angeordnet und so im Block ausgebildet sind, daß sie eine glatte Strömung der Rezirkulationsgase ermöglichen.

3. Brenner nach Anspruch-2, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialkanal (52) die Form eines Venturirohrs hat, und daß die Rezirkulationskanäle (54) mit dem Einlaß des Venturikanals in Verbindung stehen.

4. Brenner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Brennkammereinrichtung (24) aus einem feuerfesten Teil (26) geformt ist, der die Brennkammer (28) begrenzt und ferner ein lecksicheres metallisches Gehäuse (30) enthält, das rings um das Äußere des feuerfesten Teils angeordnet ist.

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5. Brenner nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Befestigung der Brennkammereinrichtung (24) in einer aufgeweiteten Öffnung (13) in der Ofenwand (10), wobei die Brennkammereinrichtung -zur Ventilation derselben in einem Abstand von der Ofenwand angeordnet ist.

6. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rezirkulationsblock (50) insgesamt rechteckförmig ist und die Rezirkulationskanäle (54) an seinen Ecken angeordnet sind.

7. Brenner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennz e i ohne t, daß die Brenner-Blendeneinrichtung (40) und die Brennkammer (28) so ausgebildet und angeordnet sind, daß die Geschwindigkeit des aus der Brennkammer (28) in die Ofenkammer (12) eintretenden Stroms größer als etwa 180 m/sec ist.

8. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des aus der Brennkammer (28) austretenden Stroms etwa 220 bis 250 m/sec beträgt.

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9. Brenner fur öfen mit einer eine Ofenkammer begrenzenden Wand, gekennzeichnet durch eine Breriher-Blendeneinrichtung (40¹) zur Zufuhr von Brennstoff mit hoher Geschwindigkeit zur Ofenkammer (12') > durch Einrichtungen (24')_f die eine Brennkammer (28¹) bilden, die mit der Brenner-Blendeneinrichtung fluchtet, zur Aufnahme des Brennstoffes und zur Lenkung eines mit hoher Geschwindigkeit strömenden Gasstroms aus Verbrennungsprodukten in die Ofenkammer, und durch Einrichtungen (70) zur Einleitung von Diffusionsluft in den Verbrennungsgasstrom längs wenigstens zwei einander entgegengesetzt gerichteter Strahlen, die unter einem Winkel zur Brennerachse stehen, so daß die eingeleitete Luft längs der Brennerachse strömt.

10. Brenner nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch eine Blockeinrichtung (50¹), die in der Ofenwand (12') am stromab gelegenen Ende der Brennkammer (28¹) angeordnet ist und einen Axialkanal (52) e.nthält, durch den der Verbrennungs-^ gasstrom aus der Brennkammer hindurchtritt, wenn er sich zur Ofenkammer (12¹) bewegt.

11. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionsluft-Einleitungseinrichtung zwei Rohre (70) enthält, die einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

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12. . Brenner nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet ,' daß die Blockeinrichtung (50¹) mehrere Rezirkulationskanäle (54¹) enthält, die zur Verbindung mit der Ofenkammer (12¹) zu einem stromauf gelegenen Teil des Axialkanals (52¹) verlaufen, so daß der durch den Axialkanal strömende Gasstrom aus der Ofenkammer durch die Rezirkulationskanäle (54') Gase zum stromauf gelegenen Ende des Axialkanals saugt, wo sich die Gase mit dem Gasstrom verbinden und wieder in die Ofenkammer eingeleitet werden.

13. Brenner nach Anspruch 12, dadurch geke η zeichne t , daß die Diffusionsluft-Einleitungseinrichtungen (70) so angeordnet sind, daß sie die Diffusionsluft in die Axialkanäle an einer Stelle angrenzend an den stromauf gelegenen Teil des Axialkanals (52*) einleiten, wo die ReZirkulationskanäle (54¹) mit dem Axialkanal (52^f) in Verbindung stehen, so daß am Ende der Rezirkulationskanäle ein Unterdruck entsteht, durch den die Gase durch die Kanäle gesaugt werden.

14. Brenner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichzeichnet , daß die Brennkammereinrichtung (24') aus einem feuerfesten Teil gebildet ist, der die Brennkammer (28¹)

■ begrenzt, daß das Äußere des feuerfesten Teils von einem Metallmantel (3O¹) umschlossen ist, der den feuerfesten Teil (26¹) verstärkt, und durch Einrichtungen zur Befestigung der Brennkammereinrichtung (24¹) in einer aufgewei-

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teten Öffnung in der Ofenwand (10·), so daß die Brennkammer zur Belüftung derselben in einem Abstand von der Ofenwand (1O¹) angeordnet ist.

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