DE29923473U1 - Ceramic recuperator burner - Google Patents
Ceramic recuperator burnerInfo
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Dr.-Ing. R. Rüger Dipl.-Ing. H. P. Barthelt Dr.-Ing. T. Abel Patentanwälte European Patent AttorneysDr.-Ing. R. Rüger Dipl.-Ing. H. P. Barthelt Dr.-Ing. T. Abel Patentanwälte European Patent Attorneys
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Stichwort: Metall-Keramik-RekuperatorKeyword: metal-ceramic recuperator
14. Juli 2000July 14, 2000
WS-Wärmeprozesstechnik GmbH, Dornierstr. 14, 71272 Renninqen,WS-Wärmeprozesstechnik GmbH, Dornierstr. 14, 71272 Renningen,
Die Erfindung betrifft einen Rekuperatorbrenner mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a recuperative burner with the features of the preamble of patent claim 1.
Bei Rekuperatorbrennern dienen Abgas/Luft-Wärmetauscher (Rekuperatoren) zur Luftvorwärmung. Um einen guten Wirkungsgrad zu erzielen, wird angestrebt, einen möglichst großen Teil der Abgaswärme auf die Luft zu übertragen.In recuperative burners, exhaust gas/air heat exchangers (recuperators) are used to preheat the air. In order to achieve good efficiency, the aim is to transfer as much of the exhaust gas heat as possible to the air.
Aus der DE 19541922 Al ist ein keramischer Rekuperator bekannt. Er wird im Wesentlichen durch ein rohrförmiges Keramikelement gebildet, das sowohl an der Rohraußenseite als.auch an der Rohrinnenseite noppen- oder zacken-A ceramic recuperator is known from DE 19541922 Al. It is essentially formed by a tubular ceramic element that has knobs or jagged edges on both the outside and inside of the tube.
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artige Vorsprünge aufweist, die der Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen Abgas, Rekuperator und Luft dienen.like projections which serve to improve the heat transfer between exhaust gas, recuperator and air.
Der keramische Rekuperator ist temperaturfest und ermöglicht eine hohe Luftvorwärmung. Allerdings baut er größer als ein Metall-Rekuperator und ist teurer.The ceramic recuperator is temperature-resistant and enables high air preheating. However, it is larger than a metal recuperator and is more expensive.
Aus der DE-PS 1232304 ist ein Strahlheizrohr für Industrieöfen mit zwei Rekuperatoren bekannt. Das Strahlheizrohr ist in eine Mauerwerksöffnung eines Industrieofens eingesetzt. Die Rekuperatoren sind koaxial zueinander angeordnet, wobei der äußere als Mantel den inneren Rekuperator nach außen hin gegen das Mauerwerk abschirmt, auf das somit weniger Wärme übertragen wird.From DE-PS 1232304, a radiant heating pipe for industrial furnaces with two recuperators is known. The radiant heating pipe is inserted into a masonry opening of an industrial furnace. The recuperators are arranged coaxially to one another, with the outer one acting as a jacket to shield the inner recuperator from the outside against the masonry, to which less heat is thus transferred.
Beide Rekuperatoren sind aus zueinander koaxial angeordneten, glattwandigen miteinander verschweißten Blechelementen zusammengesetzt. Die Ausgangstemperatur des Rekuperators ist begrenzt.Both recuperators are made up of coaxially arranged, smooth-walled sheet metal elements welded together. The initial temperature of the recuperator is limited.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Rekuperatorbrenner zu schaffen, dessen Rekuperator für eine hohe Luftvorwärmung und eine hohe Prozesstemperatur geeignet ist und ein kleines Bauvolumen aufweist.Based on this, it is the object of the invention to provide a recuperative burner whose recuperator is suitable for high air preheating and a high process temperature and has a small construction volume.
Weiter ist es ein Ziel der Erfindung, den Wirkungsgrad zu verbessern.Another aim of the invention is to improve efficiency.
Erfindungsgemäß wird einem keramischen Rekuperator, der in Bezug auf Abmessungen und Formgebung Beschränkungen unterliegt, ein metallischer Rekuperator für den Niedertemperaturbereich vorgeschaltet. Dadurch wird die Temperaturfestigkeit eines keramischen Rekuperators mit der guten Wärmeübertragung des metallischen Rekuperators im Niedertemperaturbereich kombiniert. Der Keramik-Rekuperator fürAccording to the invention, a metal recuperator for the low temperature range is installed upstream of a ceramic recuperator, which is subject to restrictions in terms of dimensions and shape. This combines the temperature resistance of a ceramic recuperator with the good heat transfer of the metal recuperator in the low temperature range. The ceramic recuperator for
den Hochtemperaturbereich ermöglicht es, die Luftvorwärmung so zu verbessern, dass die Luft bis nahe an die Prozesstemperatur vorgewärmt wird. Die Wärmeübertragung des Keramik-Rekuperators ist dabei wegen des hohen Strahlungsanteils gut. Der Keramikrekuperator kann deshalb relativ klein ausgelegt werden. Der Niedertemperaturrekuperator hingegen, bei dem der Wärmeübergang hauptsächlich konvektiv stattfindet, ist aus Metall ausgebildet. Auch hier wird dadurch ein relativ kleines Bauvolumen erreicht. Durch die Kombination beider Rekuperatoren wird das Bauvolumen gegenüber Keramikrekuperatoren vermindert, wobei an der heißen Rekuperatorseite Temperaturen von über 11000C und somit deutlich mehr als bei Metall-Rekuperatoren erreichbar sind.The high temperature range makes it possible to improve the air preheating so that the air is preheated to close to the process temperature. The heat transfer of the ceramic recuperator is good due to the high proportion of radiation. The ceramic recuperator can therefore be designed relatively small. The low temperature recuperator, on the other hand, where the heat transfer is mainly convective, is made of metal. Here too, this results in a relatively small construction volume. By combining both recuperators, the construction volume is reduced compared to ceramic recuperators, whereby temperatures of over 1100 0 C can be achieved on the hot recuperator side, which is significantly higher than with metal recuperators.
Bei der Kombination des Keramik-Hochtemperatur-Rekuperators mit dem Metall-Niedertemperatur-Rekuperator sollte die Übergangsstelle in einem mittleren Temperaturbereich von bspw. unterhalb 5000C liegen. Dies ergibt eine gute Aufgabenteilung zwischen beiden Rekuperatoren.When combining the ceramic high-temperature recuperator with the metal low-temperature recuperator, the transition point should be in a medium temperature range of, for example, below 500 0 C. This results in a good division of tasks between the two recuperators.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich bei der Verwendung des Rekuperatorbrenners mit einem keramischen Strahlrohr. Bei dieser Ausführungsform kann der metallische Niedertemperatur-Rekuperator dazu dienen, die Dichtung zwischen keramischem Strahlrohr und metallischem Flansch und/oder eine Strahlrohrhalterung abzuschirmen, um eine zu starke Erwärmung der Dichtung zu vermeiden. Bei Ausführungsformen ohne Strahlrohr führt die Abschirmung des heißeren Rekuperators durch den kälteren Rekuperator ebenfalls zu einer termischen Entlastung der Ofenwand bzw. des Brennerkopfs.A particular advantage arises when using the recuperator burner with a ceramic radiant tube. In this embodiment, the metallic low-temperature recuperator can be used to shield the seal between the ceramic radiant tube and the metallic flange and/or a radiant tube holder in order to prevent the seal from heating up too much. In embodiments without a radiant tube, the shielding of the hotter recuperator by the colder recuperator also leads to thermal relief of the furnace wall or the burner head.
Zur Verbindung zwischen dem Metall-Niedertemperatur-Rekuperator und dem Keramik-Hochtemperatur-Rekuperator istFor the connection between the metal low-temperature recuperator and the ceramic high-temperature recuperator
• t ···• t ···
vorzugsweise eine Befestigungseinrichtung vorgesehen, die den keramischen Rekuperator lösbar hält, so dass dieser ineinfacher Weise austauschbar ist. Die Verbindung, die vorzugsweise bei mehreren 1000C liegt, wird vorzugsweise mittels einer federnden Klemmeinrichtung hergestellt. Bspw. weist der keramische Hochtemperatur-Rekuperator einen Flansch auf, der federnd gegen ein bspw. an dem ersten Rekuperator vorgesehenes Widerlager, wie eine Ringschulter, einen Flansch oder ein Zwischenstück, gespannt wird. Bspw. wird der Bord oder Flansch des keramischen Rekuperators mit Federn auf eine Dichtung in einen metallischen Sitz gedrückt, womit eine ausreichende Dichtheit auch bei Temperaturänderungen erreicht wird. Zu Wartungszwecken kann der Keramik-Rekuperator ausgewechselt werden.Preferably, a fastening device is provided which holds the ceramic recuperator detachably so that it can be easily replaced. The connection, which is preferably at several 100 ° C, is preferably made by means of a spring-loaded clamping device. For example, the ceramic high-temperature recuperator has a flange which is spring-loaded against an abutment provided on the first recuperator, such as an annular shoulder, a flange or an intermediate piece. For example, the rim or flange of the ceramic recuperator is pressed with springs onto a seal in a metal seat, which ensures sufficient tightness even when temperatures change. The ceramic recuperator can be replaced for maintenance purposes.
Der Brennerkopf kann mit einem Isolierkörper versehen sein, der bspw. auch wesentliche Teile der federnden Klemmeinrichtung beinhaltet. Auf diese Weise können Andrückfedern kühl gehalten werden. Außerdem kann eine zu starke Wärmeübertragung auf die Gaszuführungsleitung verhindert werden.The burner head can be provided with an insulating body, which also contains, for example, essential parts of the spring clamping device. In this way, pressure springs can be kept cool. In addition, excessive heat transfer to the gas supply line can be prevented.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist in Nachbarschaft des keramischen Rekuperators wenigstens eine zusätzliche Heizfläche (Hilfsheizflache) angeordnet, die in dem Abgasstrom liegt. Die Hilfsheizflache dient als abgasbeheizter Strahler, um aus dem Abgas aufgenommene Wärmeenergie in Form von Strahlung auf den Keramik-Rekuperator und/oder den Metall-Rekuperator zu übertragen. Vorzugsweise ist ein entsprechendes Hilfsheizflächenelement zwischen den Rekuperatoren angeordnet, um Wärme auf beide zu übertragen.In a preferred embodiment, at least one additional heating surface (auxiliary heating surface) is arranged in the vicinity of the ceramic recuperator, which lies in the exhaust gas flow. The auxiliary heating surface serves as an exhaust gas-heated radiator in order to transfer thermal energy absorbed from the exhaust gas in the form of radiation to the ceramic recuperator and/or the metal recuperator. Preferably, a corresponding auxiliary heating surface element is arranged between the recuperators in order to transfer heat to both.
Der erste Wärmetauscher (Niedertemperatur-Wärmetauscher) ist vorzugsweise als Gleichstromwärmetauscher aus-The first heat exchanger (low temperature heat exchanger) is preferably designed as a co-current heat exchanger.
gebildet, was eine gute Abschirmung der Ofenwand oder der Strahlrohrhalterung gegen die von dem Brenner erzeugte Wärme ermöglicht. Der Niedertemperatur-Wärmetauscher weist vorzugsweise eine innere Zwischenwand auf, über die in den Rekuperator strömende und aus dem Rekuperator strömende Luft im Gegenstrom im Wärmeaustausch gehalten werden. Auf diese Weise kann der Rekuperator im Wesentlichen auf eine einheitliche Temperatur gebracht werden.formed, which enables good shielding of the furnace wall or the radiant tube holder against the heat generated by the burner. The low-temperature heat exchanger preferably has an inner partition wall, via which air flowing into and out of the recuperator is kept in countercurrent heat exchange. In this way, the recuperator can be brought to a substantially uniform temperature.
Vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung sind der Zeichnung, der Beschreibung oder Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous details of embodiments of the invention can be taken from the drawing, the description or subclaims.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing.
Die einzige Figur zeigt einen Rekuperatorbrenner zur direkten Ofenraumbeheizung, in schematisierter Schnittdarstellung. The only figure shows a recuperator burner for direct furnace heating, in a schematic sectional view.
In der Figur ist ein an einer Ofenwand 1 montierter Brenner 2 zur Beheizung eines Ofenraums 3 veranschaulicht. Der Brenner 2 weist einen Brennerkopf 4 auf, an dem ein Anschluss 5 für Luft L, ein Anschluss 6 für Abgas A und ein Anschluss 7 für Brennstoff B vorgesehen ist. Zur Aufnahme des Brenners 2 weist die Ofenwand 1 eine Öffnung 8 auf, durch die sich der Brenner 2 erstreckt und an deren äußerem Rand er mittels eines Flanschs 9 gehalten ist. Der Flansch 9 ist über eine Dichtung 10 mit einem Ring 11 verbunden, der an der Ofenwand 1 gehalten ist. An seiner Innenseite ist der Flansch 9 mit einem zylindrischen Außenmantel 14 eines Niedertemperatur-Rekuperators 15 verbunden, der an seinem innenliegenden stirnseitigen Ende einen ringförmigen Isolierkörper 16 trägt. Der Rekuperator 15 weist ein inneres rohrförmiges Wärmetauscherelement 17 aus Metall, bspw. Edelstahl auf, das in der Nähe des Isolierkörpers 16 gasdicht mit dem Außenmantel 14 verbunden und ansonsten konzentrisch zu diesem angeordnet ist. Ein rohrförmiges Leitblech 18 teilt den Innenraum des Rekuperators 15 in einen äußeren Ringraum 19 und einen inneren Ringraum 21, die im Gegenstrom im Wärmeaustausch stehen. An dem außenliegenden Ende sind der Außenmantel 14, das Leitblech 18 und das Wärmetauscherelement 17 miteinander verbunden.The figure shows a burner 2 mounted on a furnace wall 1 for heating a furnace chamber 3. The burner 2 has a burner head 4 on which a connection 5 for air L, a connection 6 for exhaust gas A and a connection 7 for fuel B are provided. To accommodate the burner 2, the furnace wall 1 has an opening 8 through which the burner 2 extends and at whose outer edge it is held by means of a flange 9. The flange 9 is connected via a seal 10 to a ring 11 which is held on the furnace wall 1. On its inside, the flange 9 is connected to a cylindrical outer casing 14 of a low-temperature recuperator 15 which has an annular insulating body 16 on its inner front end. The recuperator 15 has an inner tubular heat exchanger element 17 made of metal, e.g. stainless steel, which is connected in a gas-tight manner to the outer casing 14 near the insulating body 16 and is otherwise arranged concentrically to it. A tubular guide plate 18 divides the interior of the recuperator 15 into an outer annular space 19 and an inner annular space 21, which exchange heat in countercurrent. The outer casing 14, the guide plate 18 and the heat exchanger element 17 are connected to one another at the outer end.
Das Wärmetauscherelement 17 weist nahe dem äußeren Ende ein oder mehrere Luftübergangsöffnungen 23 auf, unterhalb derer eine radial nach innen weisende Ringschulter 24 vorgesehen ist. Diese dient der Abstützung eines keramischen Hochtemperatur-Rekuperators 25. Dieser weist einen nach außen weisenden Rand oder Flansch 25a und ein Wärmetauscherrohr 26 auf. Zwischen der Ringschulter 24 und dem Flansch 25a ist eine temperaturfeste Dichtung 27 angeordnet .The heat exchanger element 17 has one or more air transfer openings 23 near the outer end, below which a radially inwardly pointing annular shoulder 24 is provided. This serves to support a ceramic high-temperature recuperator 25. This has an outwardly pointing edge or flange 25a and a heat exchanger tube 26. A temperature-resistant seal 27 is arranged between the annular shoulder 24 and the flange 25a.
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Das Wärmetauscherrohr 26 kann zur Verbesserung des Wärmeübergangs mit nach innen, bzw. außen vorstehenden ' Noppen oder anderweitigen Vorsprüngen versehen sein. Die Vorsprünge sind vorzugsweise hohl ausgebildet, so dass die Wandstärke weitgehend einheitlich ist.The heat exchanger tube 26 can be provided with inwardly or outwardly projecting knobs or other projections to improve heat transfer. The projections are preferably hollow so that the wall thickness is largely uniform.
Zwischen dem Rekuperator 25 und dem Rekuperator 15 ist ein Abgaskanal 28 ausgebildet, der zu dem Abgasanschluss 6 führt. Dazu geht ein entsprechendes Rohrstück 29 durch den Rekuperator 15 nach außen.Between the recuperator 25 and the recuperator 15, an exhaust gas channel 28 is formed, which leads to the exhaust gas connection 6. For this purpose, a corresponding pipe section 29 goes through the recuperator 15 to the outside.
Zur Halterung bzw. Lagerung des Rekuperators 25 ist vorzugsweise ein Kopfstück 31 aus einem schlecht wärmeleitenden Material vorgesehen, das mit dem Rekuperator gasdicht verbunden ist. An dem Kopfstück 31 ist ein Leitrohr 32 gehalten, das sich innen konzentrisch durch den Rekuperator 25 erstreckt. Das Leitrohr 32 begrenzt mit der Innenfläche des Rekuperators 25 einen Luftspalt 33. Durch das Leitrohr 32 führt eine ebenfalls an dem Kopfstück 31 gehaltene Gasleitung 34, die etwa auf gleicher Höhe wie das Leitrohr 32 vor der Mündung des Rekuperators 25 endet.To hold or support the recuperator 25, a head piece 31 made of a material with poor heat conduction is preferably provided, which is connected to the recuperator in a gas-tight manner. A guide tube 32 is held on the head piece 31, which extends concentrically through the inside of the recuperator 25. The guide tube 32 defines an air gap 33 with the inner surface of the recuperator 25. A gas line 34, which is also held on the head piece 31, leads through the guide tube 32 and ends at approximately the same height as the guide tube 32 in front of the mouth of the recuperator 25.
Das an dem Ende des Rekuperators 15 gehaltene Kopfstück 31 weist zur Klemmung und Halterung des Rekuperators 25 eine Feder- und Klemmeinrichtung 35 auf. Zu dieser gehören mehrere auf einem Kranz angeordnete Stufenbohrungen 36, 37, in denen Druckfederelemente 38, 39 sitzen. Diese stützen sich mit ihrem in Figur 1 jeweils oberen Ende an Befestigungsschauben 41, 42 ab, während sie mit ihrem anderen Ende Druckstifte 43, 44 gegen den Flansch 25a des Rekuperators 25 spannen und diesen so über die Dichtung an die Ringschulter 24 anpressen.The head piece 31 held at the end of the recuperator 15 has a spring and clamping device 35 for clamping and holding the recuperator 25. This includes several stepped bores 36, 37 arranged on a ring, in which compression spring elements 38, 39 are seated. These are supported with their upper end in Figure 1 on fastening screws 41, 42, while with their other end they clamp pressure pins 43, 44 against the flange 25a of the recuperator 25 and thus press it onto the annular shoulder 24 via the seal.
Der insoweit beschriebene Brenner 2 arbeitet wie folgt:The burner 2 described so far works as follows:
In Betrieb wird über die Anschlüsse 5 und 7 Luft und Brennstoff zu- und an dem Anschluss &bgr; Abgas- abgeführt. Die Luft strömt dabei in Pfeilrichtung durch den Rekuperator 15, wobei sie zunächst in dem Ringraum 19 an dem Außenmantel 14 entlang fließt und diesen kühlt. Dabei erwärmt sich die Luft und strömt, nachdem sie das untere Ende des Rekuperators 15 erreicht hatte, in dem Ringraum 21 zu den Luftübertrittsöffnungen 23. Dabei nimmt die Luft weitere Abgaswärme auf.During operation, air and fuel are supplied via connections 5 and 7 and discharged via the connection β exhaust gas. The air flows in the direction of the arrow through the recuperator 15, initially flowing in the annular space 19 along the outer casing 14 and cooling it. The air is heated and, after reaching the lower end of the recuperator 15, flows in the annular space 21 to the air transfer openings 23. The air absorbs further exhaust heat.
An den Luftübertrittsöffnungen 23 angekommen, ist die Luft bereits auf mehrere 100°C, bspw. 4000C oder 5000C, erwärmt. Sie tritt nun in den Spalt 33 ein, wobei sie eine Überhitzung der Dichtung 27 verhindert, und strömt zwischen dem Rekuperator 25 und dem Leitrohr 32 zu dem offenen Ende des Rekuperators 25 hin. Dabei bewegt sie sich im Gegenstrom zu dem Abgas. Dieses erhitzt den Rekuperator 25 insbesondere an seinem ofenseitigen, freien Ende auf deutlich über 5000C, vorzugsweise über 10000C. Entsprechend stark wird die Luft erhitzt, wobei der Wärmeübergang an dem Rekuperator 25 vorwiegend durch Strahlung stattfindet. Dagegen erfolgt die Wärmeübertragung an dem Rekuperator 15 vorwiegend durch Konvektion.When it reaches the air transfer openings 23, the air is already heated to several hundred degrees Celsius, for example 400 degrees Celsius or 500 degrees Celsius. It then enters the gap 33, preventing the seal 27 from overheating, and flows between the recuperator 25 and the guide tube 32 to the open end of the recuperator 25. It moves in countercurrent to the exhaust gas. This heats the recuperator 25, particularly at its free end on the furnace side, to well over 500 degrees Celsius, preferably over 1000 degrees Celsius. The air is heated accordingly, with the heat transfer at the recuperator 25 taking place primarily by radiation. In contrast, the heat transfer at the recuperator 15 takes place primarily by convection.
Durch die luftseitig hintereinander und abgasseitig parallel geschalteten Rekuperatoren 15, 25 kann die Luft bis nahe an die Prozesstemperatur heran vorgewärmt werden. Es ergibt sich insgesamt ein guter Wirkungsgrad bei kleinem Bauvolumen.The recuperators 15, 25, which are connected one behind the other on the air side and in parallel on the exhaust side, can preheat the air to almost the process temperature. Overall, this results in good efficiency with a small construction volume.
Der Rekuperator 25 kann ausgewechselt werden, indem die Federklemmeinrichtung 35 gelöst wird. Außerdem ermöglicht die Federklemmeinrichtung 35 eine Anpassung an unterschiedliche Temperaturen, insbesondere beim Anfahren und Abschalten des Rekuperatorbrenners 2.The recuperator 25 can be replaced by loosening the spring clamp device 35. In addition, the spring clamp device 35 enables adaptation to different temperatures, in particular when starting up and shutting down the recuperator burner 2.
Zur weiteren Verbesserung kann in dem Abgaskanal 28 ein Strahlungsheizelement·45 vorgesehen sein. Dieses ist bspw. etwa rohrförmig und mit Radialöffnungen versehen. Es wird von dem Abgasstrom umspült und somit auf Abgastemperatur gebracht. Es wirkt als Strahler und sendet eine seiner Temperatur und somit der Abgastemperatur entsprechende Wärmestrahlung aus, die die Rekuperatoren 15, 25 trifft. Das Strahlungsheizelement 45 verbessert somit den Wirkungsgrad weiter.For further improvement, a radiant heating element 45 can be provided in the exhaust gas duct 28. This is, for example, tubular and provided with radial openings. It is washed around by the exhaust gas flow and thus brought to the exhaust gas temperature. It acts as a radiator and emits heat radiation corresponding to its temperature and thus the exhaust gas temperature, which hits the recuperators 15, 25. The radiant heating element 45 thus further improves the efficiency.
Der in der Figur veranschaulichten Brenner 2 weist ein Strahlrohr 50 auf. Dieses ist zwischen dem Brenner., 2 und der Wandung der Öffnung 8 der Ofenwand 1 angeordnet, Keramik ausgebildet und erstreckt sich in den Ofenraum 3. Zur Befestigung weist es an seinem dem Brennerkopf 4 zugewandten Ende in einen Bord 51 auf, der über eine Dichtung in einer ringnutförmigen Ausnehmung des Rings 11 liegt. Der Rekuperator 15 führt Frischluft unmittelbar in Nachbarschaft der Strahlrohrhalterung vorbei und schirmt diese und die Dichtung somit gegen Wärme von dem Brenner ab.The burner 2 shown in the figure has a jet pipe 50. This is arranged between the burner 2 and the wall of the opening 8 of the furnace wall 1, is made of ceramic and extends into the furnace chamber 3. For fastening purposes, it has a rim 51 at its end facing the burner head 4, which is located via a seal in an annular groove-shaped recess in the ring 11. The recuperator 15 leads fresh air past the immediate vicinity of the jet pipe holder and thus shields it and the seal against heat from the burner.
Bedarfsweise kann der Brenner auch ohne Strahlrohr auskommen. Der Brenner 2 weist zur Luftvorwärmung einen ersten Rekuperator 15 mit metallischer Trennwand 17 und einen nachgeschalteten zweiten Rekuperator 25 mit keramischer Trennwand 2 6 auf.If required, the burner can also operate without a jet pipe. The burner 2 has a first recuperator 15 with a metallic partition 17 and a downstream second recuperator 25 with a ceramic partition 26 for preheating the air.
Der Rekuperator 15 ist ein Niedertemperatur-Rekuperator und ermöglicht einen optimalen Wärmeübergang im Niedertemperaturbereich bei kleiner Bauform. Der Rekuperator 25 ist ein Hochtemperatur-Rekuperator und ermöglicht eine sehr hohe Luftvorwärmung und außerdem hohe Standfestigkeit und einen guten Wärmeübergang im Hochtemperaturbereich.The recuperator 15 is a low-temperature recuperator and enables optimal heat transfer in the low-temperature range with a small design. The recuperator 25 is a high-temperature recuperator and enables very high air preheating and also high stability and good heat transfer in the high-temperature range.
Insgesamt ergibt sich ein guter Wirkungsgrad bei preiswerter und platzsparender Bauform.Overall, this results in good efficiency and a cost-effective, space-saving design.
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Claims (8)
mit einem ersten Rekuperator (15) zur Erwärmung von Luft mittels Abgaswärme, der von zugeleiteter Luft zuerst durchströmt wird und eine Trennwand (17) aufweist, die den Luftstrom von dem Abgasstrom trennt, und
mit einem zweiten Rekuperator (25) zur weiteren Erwärmung von Luft mittels Abgaswärme, der von zugeleiteter Luft nachfolgend durchströmt wird und eine Trennwand (26) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Trennwand (17) des ersten Rekuperators (15) aus einem Metall besteht und
dass die Trennwand (26) des zweiten Rekuperators (25) aus einem keramischen Material besteht. 1. Burner ( 2 )
with a first recuperator ( 15 ) for heating air by means of exhaust gas heat, through which supplied air flows first and which has a partition wall ( 17 ) which separates the air flow from the exhaust gas flow, and
with a second recuperator ( 25 ) for further heating of air by means of exhaust heat, through which supplied air subsequently flows and which has a partition wall ( 26 ),
characterized ,
that the partition wall ( 17 ) of the first recuperator ( 15 ) consists of a metal and
that the partition wall ( 26 ) of the second recuperator ( 25 ) consists of a ceramic material.
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| DE29923473U DE29923473U1 (en) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | Ceramic recuperator burner |
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Publications (1)
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|---|---|
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Family
ID=26053653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE29923473U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8062029B2 (en) | 2006-08-24 | 2011-11-22 | Elster Gmbh | Method and radiant-heating device for heating an industrial furnace |
| DE102011103106A1 (en) | 2011-05-25 | 2012-11-29 | Erbicol S.A. | Heat exchanger made of ceramic material, in particular for recuperative burners, and method for its production |
| US8986001B2 (en) | 2009-12-16 | 2015-03-24 | Eclipse, Inc. | Burner with improved heat recuperator |
| CN110088530A (en) * | 2016-11-07 | 2019-08-02 | 埃萨股份公司 | From backheat burner |
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1999
- 1999-06-04 DE DE29923473U patent/DE29923473U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8062029B2 (en) | 2006-08-24 | 2011-11-22 | Elster Gmbh | Method and radiant-heating device for heating an industrial furnace |
| US8986001B2 (en) | 2009-12-16 | 2015-03-24 | Eclipse, Inc. | Burner with improved heat recuperator |
| DE102011103106A1 (en) | 2011-05-25 | 2012-11-29 | Erbicol S.A. | Heat exchanger made of ceramic material, in particular for recuperative burners, and method for its production |
| WO2012160095A1 (en) | 2011-05-25 | 2012-11-29 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Heat exchanger composed of ceramic material, in particular for recuperator burners, and method for production of the same |
| CN110088530A (en) * | 2016-11-07 | 2019-08-02 | 埃萨股份公司 | From backheat burner |
| US11047571B2 (en) | 2016-11-07 | 2021-06-29 | Esa S.P.A. | Self-recuperative burner |
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Legal Events
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