DD144950A1

DD144950A1 - Strahlungsbrenner fuer mehrstoffahrweise mit radial sich erweiternder flachflamme

Info

Publication number: DD144950A1
Application number: DD21437179A
Authority: DD
Inventors: Wulf Kuehne; Matthias Scheidling; Peter Ziesche; Ralf Noack; Gert Pilz
Original assignee: Wulf Kuehne; Matthias Scheidling; Peter Ziesche; Ralf Noack; Gert Pilz
Priority date: 1979-07-16
Filing date: 1979-07-16
Publication date: 1980-11-12

Abstract

Strahlungsbrenner fuer Mehrstoffahrweise mit sich radial erweiternder Flachflamme, fuer mehrere Brenngasarten und Oel, einsetzbar in Industrieoefen und anderen Waermeaggregaten, der sich dadurch auszeichnet, dass er eine gute Brennstabilitaet im Temperaturbereich des Ofenraumes unter 800 grd C aufweist, dass er bei niedrigen Druecken von Brenngas und vorgewaermter Luft oder Kaltlauft arbeitet, einen hohen Regelbereich besitzt, keine Auswirkungen auf vorgeschaltete Regel- und Sicherungsanlagen aufweist und fertigungstechnisch einen geringen Aufwand benoetigt. Die sich radial erweiternde Flachflamme wird durch Verdrallung der Verbrennungsluft ueber Schlitze im Ende eines koaxial um Oel- und Brenngaszufuehrungsrohre gelagerten Luftzufuehrungsrohr erzeugt. Die Schlitze sind gegenueber der Brennerachse in Verdrallungsrichtung um den Winkel (Formel) geneigt. Die Schlitzenden haben bezogen auf die radialen Ebene zur Brennachse eine Neigung (Formel). Der Abstand der Schlitzenden von der Ebene der Gaszufuehrung betraegt maximaldie Haelfte des Durchmessers des zylindrischen Teiles des Verbrennungskanales. Die Brennstoffzufuehrung erfolgt in axialer Richtung und erlaubt durch ihre konstruktive Gestaltung Mehrstoffahrweise. -Fig.1-

Description

Titel der Erfindung

Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mit radial sich erweiternder Flachflamme

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsbrenner für mehrere Brenngasarten und Öl, einsetzbar in Industrieöfen und anderen Wärmeaggregaten zur Realisierung von Erwärmungs- und Wärmebehandlungsprozessen.

Charalcterlstik ..der bekannten technischen Lb*sungen

Der Einsatz von Strahlungsbrennern erfolgt zur intensiven und schonenden Durchführung von Erwärmungs- und Wärmobehandlungsprozessen und zur Vergleichmäßigung des Wärmeüberganges. Um einen optimalen Wärmeübergang von den heißen rotierenden Abgasen auf das Wärmgut zu erreichen, liegen verschiedene Lösungen zur Erzeugung einer radial sich erweiternden Plachflamme vor*

line solche technische Lösung sieht die Brenngas- und Luftzuführung über koaxial angeordnete und trichterförmig auslaufende Rohre vor_s wobei die Luft über mindestens 3 Bohrungsebenen tangential eingeführt wird* Die Lösung zeigt besonders bei 'Gasen mit höherem Kohlenv/asserstoffgehalt das Herausdrücken der .in.ajruaenwurz.si bei höheren Lufteintrittsgeschwindigkeiten /DD-PS 69659/·

16 Jül 13 /

Bei einer weiteren technischen Lösung erfolgt die Brenngasunrl Luftzuführung ebenfalls in koaxial angeordneten Rohren,, die aber zylindrisch auslaufen_v

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Die Luf tverdrallung wird durch in ein "bis zwei Ebenen angeordnete Bohrungen durchgeführt.

Die bekannten technischen Lösungen beinhalten in ihrer Gesamtheit folgende Nachteiles

1, Ungenügendes Kaltstartverhalten bis zu Ofenraumtemperaturen von etwa 800 ⁰C, was zu Störungen im Betrieb führt und vor allem bei periodischem Anfahren von Industrieöfen behindernd wiriete

2« Es liegt kein optimales Brennverhalten für mehrere Gas~ arten vor*

3» Nicht ausreichendes Strahlungsverhalten in niedrigen Lastbereicheiii durch einen erhöhten Anteil axial ausströmender heißer Abgase«

4-e Es ist keine Mehrstoffahrweise ohne Umbau möglichi bedingt durch die vorhandenen technischen Lösungen«

5<j Die Verbrennungsluft muß mit zu hohem Luftdruck zugeführt werden*

6«, Beeinflussung der vorgeschalteten BMSR-Anlagen durch unveränderte Verwendung der Brenner für verschiedene Brenngase»

Ziel der Erfindϋ.τ·.ν

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Strahlungsbrenners mit sich radial ausbreitender Flachflamme_s der gute Zünaeigenschaften besitzt, der ein stabiles Brennverhalten auch bei Ofenraumtemperaturen unter 800 ⁰C aufweist, dessen Strah~ lungsverhalten in einem hohen Regelbereich erhalten bleibt_s dessen Konstruktion dieses Brennverhaltens für alle Brenngasqualifcäten auch bei höheren Verbr-eiinuiigsluftteiaperaturen durch geringe Änderungen im Gaste.il beibehält und. dessen Konstruktion weiterhin die Mehrstoffahrweise für Brenngase und Heiaöl ohne Umbau erlaubt«

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Die Erfindung ergibt einen Strahlungsbrenner mit sich radial erweiternder Flachflamme, die sich an einen parabelförmig erweiternden Verbrennungskanal im .Brennerstein gut anlegt. Die direkte Berührung der heißen Abgase mit dem Brennerstein realisiert einen guten Wärmeübergang und ruft; eine intensive Steinstrahlung hervor*

Der sich radial erweiternden 5¹Iachflamme liegt folgende tech~ nische Lösung zugrunde.

Brennstoff und Verbrennungsluft werden über koaxial angeordnete zylindrische Rohre zugeführt» Dabei bildet die ölzuführung das innerste Rohr« während sich die Brenngas- und die Luftzuführung in der genannten Reihenfolge um die ölsuführung einordnen.

Der Gas- bzY/_e öleintritt in den Verbrennungsraum erfolgt in einer Ebene. Als Gaseintrittsöffnungen sind.Bohrungen auf einem Radius um die Brennerachse angeordnet«

Die Luft tritt nach der Ebene der Brennstoffzuführung in den Yerbronnungskanal im Brennerstein ein» Die notwendige Verdrallung wird erfindungsgemäß durch tangential in einer Ebene im zylindrischen Teil des Mischraumes angeordnete Schlitze hervorgerufen. Diese Schlitze sind auf der zylindrischen Oberfläche gegenüber der Brennerachse und in Verdrallungsrichtung um den Winkel oC geneigt· Um die Steigung der Austrittsspirale der heißen Abgase aus dem Brennerstein möglichst niedrig zu halten_s darf die Neigung der Schlitzenden bezogen auf die radiale Ebene zur Brennerachse den Winkel [6 nicht überschreiten« Dae positive Kaltstartverhalten und die gute Flammenstabilität auch in niederen Lastbereichen werden erfindungsgemäß dadurch bestimmts daß der Abstand der Schlitzenden von der Ebene der Brennstoffζ !!führung maximal die Hälfte des Durchmessers des zylindrischen Teiles des Verbrenn.ungskana.les nicht überschreitet.

Die Ver&railuRg der Verbrennungsluft führt zu einer intensi~ Yen Vormischung mit dem zugeführten Brennstoff und zu einer sich radial ausbreitenden Flachf !amine.

Die Gaszuführung in axialer Richtung erfolgt über ein ausv/echseibares Düsenblech* Diese konstruktive Gestaltung wurde gewählt 9 um optimale Regelbereiche für jede Gasart zu erreichen* Die ÖlianKö kann beim Betrieb sofit allen Gasarten zentrisch im Brenner eingebaut verbleiben« so daß die Mehrstoffahrweise durch einfaches Umschalten gewährleistet wird«, Ist beim Anwender kein Heizöl verfügbar, so kann der StrahlungS" brenner in seiner Wirkungsweise als Allgasbrenner an Stelle dei? öllanze mit einer Zündeinrichtung bzw· Flammenüberwachung ausgerüstet werden«, Die Konstruktion erlaubt eine einfache Fertigung*

Ein Ausführungsbeis-piel zur Erfindung soll mit Hilfe der nachfolgend aufgeführten Figuren erläutert werden.

Fige 1s Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mit

sich radial ausbreitender Flachflamme

Fig* 2 s Luftverdrallungskörper Fig«. 3" Auswechselbares Düsenblech

Breraistoff in Form von Brenngas oder Öl wird.dem Brenner über koaxial eingebaute Rohre 6 bzw. 7 zugeführt« Der Eintritt in den Mischraum 8 erfolgt über ein auswechselbares Düsenblech · (Fig, 3)9 welches gleichzeitig die Führung für die öllanze bildete Die Zuführung der "Verbrennungsluft erfolgt über ein weiteres koaxial um die Brennstoffeinführung gelagertes Rohr 5 und gelangt über den Drallkörper 2 in den Mischraum 9·

Die Verdrallung erfolgt über im Drallkörper 2 eingebrachte Schlitze 9* die konstruktiv so gestaltet sind, daß die Luft tangential zum Umfang des zylindrischen Mischraunies 9 (Fig» 2₉ Schnitt A-A) eintritt« Die entstehende Drallbewegung führt zu einer intensiven Vermischung mit dem eintretenden Brennstoff· Die Rotation des Brennst of f-Luf t-Geniisches wird durch die !Neigung der Schlitze in Drallrichtung gegenüber der Brenneraehse um den Winkel s£ 20° verstärkt (Hg. 2), ·

4 ^ i

Die Steigung des verdrallten Brennstoff-Luftgemisches bzw« der nach der Verbrennung vorhandenen heißen Abgase wird bestiramt durch die Neigung der Schlitzenden 8 in Bezug, auf die radiale Ebene zur Bremierachso* Der in Eig· 2 ausgewiesene Winkel /S soll erfindungsgemaß » 10° sein. Der Abstand der Schlitzenden von der Ebene der Brennstoffzuführung darf maximal die Hälfte des Durchmessers des zylindrischen Teiles des Verbrennungskanales 10 im Brennerstein 1 betragen*

Claims

1. Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mit sich radial ausbreitender Flachflammö, die dadurch entsteht, daß die in Rotationsbewegung gebrachten glühenden Verbrennungsgase über die Oberfläche eines an den. Verbrennungskanal sich anschließenden parabelförmig erweiternden Brennerstein ausfließen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des zylindrischen Luft-'zuführimgsrohres als Luftverdrallungskörper gestaltet ist_s über dessen besonders gestaltete Schlitze zwischen der Ebene des Gaseintritts und dem Verbrennungskanal die Luft tangential zur Umfangsebene des Mischraumes verdrallt wird»

2c Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mit sich radial ausbreitender Flachflamme nach Punkt 1_S dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des zylindrischen Gaszuführungsrohres ein auswechselbares Düsenblech angeordnet ist, durch welches die Brennstoffzuführung in axialer Richtung in den Mischraum . vor der Ebene des Lufteintrittes erfolgt«

3* Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mit sich radial ausbreitender Flachflamme nach Punkt.2_s dadurch gekennzeichnet» d&8 die konstruktive Gestaltung der Gaszuführung über in einer Umfangsebene des Düsenbleches angeordnete öffnungen es erlaubt? ständig eine öllanze, auch bei laufendem Brenngasbetrieb, im Brenner zu belassen* so daß Mehrstoffahrweise möglich wird*

4* Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrvreise mit sich radial ausbreitender Plachflamme nach Punkt 1 bis 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Schlitzenden von der Ebene der Gassaführung die Hälfte des Durchmessers des zylindri-=·

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sehen Teiles des Verbrennimgskanales nicht überschreitet,,

5e. Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mit sich radial ausbreitender Flachflamme·nac^ Punkt 1 bis 4_S dadurch gekennzeichnet $ daß die Luftzufülirimgssehlitze im zylindrischen Ende des Luftzufübrungsrohres in Verdrallungsrichtung um den Winkel cc ^ 20° gegenüber der Brennerachse geneigt sind.

6« Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mit sich radial ausbreitender Flachflamme nach Punkt 1 bis 3 t dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Schlitzenden in Bezug auf die radiale Ebene zur Brennerachse N =5 10° beträgt,.