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Gasfeuerung für Gaserzeugungsöfen. Die Erfindung betrifft eine Gasfeuerung
für Öfen, insbesondere zur Erzeugung von Gas und Koks, bei welcher die Heizgase
und deren Verbrennungsluft getrennt voneinander durch paarweise in die Heizräume
der Entgasungsräume o. dgl. mündende Düsen eingeführt werden.
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Sind diese Düsen parallel zueinander angeordnet und haben sie zylindrischen
Querschnitt, so treten Heizgas und Luft in parallelen Strahlen in den Heizzaum,
die sich erst nach Zurücklegung eines größeren Weges miteinander vereinigen, so
daß die an der Eintrittsstelle von Gas und Luft liegenden Teile der zu beheizenden-Wandungen
nicht hinreichend beheizt werden.
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Werden die Düsen des Düsenpaares einander zugeneigt angeordnet, so
wird zwar eine sofortige Mischung von Heizgas und Luft erreicht, jedoch entsteht
infolge ungleichmäßiger Mischung im Treffpunkte der beiden Strahlen eine Stichflamme,
durch die örtliche Überhitzungen der an der Eintrittsstelle der beiden Stoffe liegenden
Wandungen entstehen.
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Nach der Erfindung sind die paarweise in den Heizraum zur getrennten
Zuführung der Heizgase und ihrer Verbrennungsluft mündenden Düsen als Doppelkegeldüsen
ausgebildet. Während der sich nach der Austrittsstelle hin verjüngende Kegel den
Eintritt der Stoffe in die Düse erleichtert und den Gas- bzw. Luftstrom zusammenfaßt,
so daß er beim Eintritt in den sich nach der Austrittsstelle hin erweiternden Kegel
einen scharf begrenzten Strahl von erhöhter Geschwindigkeit bildet, hat letzterer
Kegel eine große Streuwirkung, die den Strahl wieder erweitert. Diese Wirkungen
einer Doppelkegeldüse sind bekannt, auch sind schon derartige Düsen für Gasfeuerungen
verwendet worden, jedoch noch nicht paarweise. Erst bei der paarweisen Anordnung
der Doppelkegeldüsen tritt der Erfolg ein, daß sich die aus den Düsen austretenden
Heizgas- und Luftkegel schon dicht hinter der Austrittsstelle treffen und Wirbel
bilden, die eine innige Mischung der beiden Stoffe herbeiführen und so eine gleichmäßige
Flammenbildung ohne Ent stehung von Stichflammen sichern. Sowohl eine zu schwache
Beheizung der nahe den Brennern liegenden Teile der zu beheizenden Wandungen als
auch örtliche Überhitzungen dieser Teile sind hierdurch vermieden.
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Bei Gaserzeugungsöfen mit Regenerativbetrieb hat diese Ausbildung
und Anordnung der Düsen noch den besonderen Vorteil, daß die sonst bei Verwendung
der üblichen Düsen auftretenden Stauungen der Abgase, die beim Zugwechsel durch
die nur für einen günstigen Eintritt von Heizgas und Luft ausgebildeten Brenner
hindurchtreten müssen, vermieden sind, da die Abgase leicht in die sich in ihrer
Strömungsrichtung verjüngenden Austrittskegel der Doppelkegeldüsen eintreten können.
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Auf der Zeichnung ist ein mit einer Ausführungsform der Gasfeuerung
nach der Erfindung versehener Gaserzeugungsofen mit schrägen Retorten dargestellt.
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Abb. x ist ein senkrechter Querschnitt durch einen Teil des Ofens
nach der Linie A-B der Abb.2, die einen senkrechten Längsschnitt durch einen Teil
des Ofens nach der Linie C-D der Abb. x zeigt. Abb. 3 zeigt einen Teil der Abb.
I in größerem Maßstabe und Abb. 4 den entsprechenden Teil der Abb.2 in größerem
Maßstabe.
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Beim dargestellten Ofen werden eine Anzahl Schrägretorten x in bekannter
Weise durch ein Gasluftgemisch beheizt, dessen Bestandteile getrennt voneinander
zugeführt werden. Heizgas strömt z. B. in durch den Wärmespeicher 2 vorgewärmtem
Zustande in die Verteilungsräume 3, q, während die Verbrennungsluft aus dem Wärmespeicher
5 in die Verteilungsräume 6, 7 gelangt. Die Verteilungsräume 3 und 7 dienen daher
zur Verteilung von Gas und Luft auf die Brennner für die hintereinanderliegenden
Heizzüge 8 und die Verteilungsräume 4, 6 für die Zuführung dieser Stoffe zu den
hintereinanderliegenden Heizzügen 9, die quer zur Längsrichtung der Retorten = neben
den Heizzügen 8 liegen.
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Die Brenner, durch welche Gas und Luft in die Heizzüge getrennt einströmen,
bestehen aus den feuerfesten Steinen ro, x= für die Heizzüge 8 und =2, 13 für die
Heizzüge g. Jeder Stein ist mit einer als Doppelkegeldüse ausgebildeten Durchtrittsöffnung
versehen.
Die Eintrittskegel I4, die eine Länge von etwa zwei Drittel der Bauhöhe des Steines
haben, münden in die Verteilungsräume 3, 7, 4, 6 und ihr Querschnitt verjüngt sich
nach der Austrittsseite der Brenner hin. An die Eintrittskegel I4 schließen sich
die Austrittskegel I5 an, die also etwa nur halb so lang als die Eintrittskegel
sind und sich nach der Austrittsseite des Brenners hin erweitern. Hierbei ist vorteilhaft
die Achse der einen Doppelkegeldüse schräg gerichtet, wie bei dem Stein II, oder
es sind die Achsen beider Doppelkegeldüsen einander zugeneigt, wie bei den Steinen
I2, I3. .
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Die Brenner der in der Längsrichtung der Retorten i hintereinanderliegenden
Heizzüge 8 bzw. g liegen in einem solchen Abstande übereinander, daß zwischen ihnen
in der sie trennenden Heizzugwand I6 ein Regelungsschieber I7 gelagert sein kann.
Die Schieber führen sich auf Gesimsen I8 der die Verteilungsräumetrennenden Wände
Ig und sind an ihrem der Vorderwand des Ofens zugekehrten Ende mit Nasen 2o versehen.
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Das Heizgas wird z. B. aus dem Verteilungsraum 4 und die zu seiner
Verbrennung dienende Luft aus dem Verteilungsraum 6 durch den Ofenzug angesaugt
und tritt ohne Stauung in die Eintrittskegel I4 der Doppelkegeldüsen I4, I5 ein.
In diesen Kegeln werden die einzelnen Ströme unter Erhöhung ihrer Strömungsgeschwindigkeit
zusammengefäßt, so daß sie bei ihrem Eintritt in die Austrittskegel I5 scharf begrenzte
Strahlen bilden. Diese Strahlen werden in den Austrittskegeln I5 zu Streukegeln
erweitert, deren Weite beim Austritt aus den Brennern I2, I3 schon ziemlich groß
ist. Die Mantelstrahlen der, Gas- und Luftstreukegel sind daher sehr stark gegeneinander
geneigt, so daß sie sich ziemlich dicht über den Brennern treffen. Dies ist noch
dadurch begünstigt, daß durch die Neigung der Achsen der Doppelkegeldüsen I4, I5
der Brenner I2, I3 die beiden benachbarten Austrittskegel I5 für Gas und Luft nahe
aneinandergerückt sind.
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Durch das Aufprallen der Gas- und Luftstrahlen aufeinander entstehen
schon dicht über den Brennern Wirbel, während der andere Teil der Streukegel auf
die Seitenwandungen der Heizzüge g trifft und dicht über den Brennern weitere Wirbel
erzeugt. Durch diese Wirbel wird eine innige Mischung der beiden Stoffe herbeigeführt,
so daß das Gasluftgemisch schon kurz nach seinem Austritt aus den Brennern eine
gleichmäßige Zusammensetzung hat und demnach bei seiner Entzündung Stichflamen nicht
mehr auftreten. Auch die unteren Retorten I werden daher ausreichend und gleichmäßig
beheizt.
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Der Entzündungstemperatur des jeweilig verwendeten Heizgases und der
Geschwindigkeit, mit der es in die Heizzüge eingeführt wird, können die Doppelkegeldüsen
I4, I5 zur Erzielung der günstigsten Verbrennung angepaßt werden, indem die Länge
oder Konizität der Austrittskegel entsprechend geändert wird.
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Wird der Ofen als Regenerativofen betrieben, so strömen beim Zugwechsel
die Abgase aus den Heizzügen 8, g durch die dargestellten Brenner Io, II, I2, I3
und treten durch die Verteilungsräume 3, 7, 4, 6 in die Wärmespeicher 2, 5. Die
Strömungsrichtung der Abgase ist daher umgekehrt als die von Heizgas und Luft. Eine
Stauung der Abgase vor den Brennern tritt dabei nicht ein, da die sich in der Strömungsrichtung
der Abgase verjüngenden Austrittskegel I5 das Ansaugen der Abgase durch den Ofenzug
erleichtern.
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Die Regelung der Beheizung erfolgt mit Hilfe der Schieber I7, die
in der Offenlage (Abb. 4) in den Heizzugwänden I6 gelagert sind und . mittels von
der Vorderseite des Ofens eingeführter Stangen, die unter die Nasen 2o der Schieber
greifen, auf den Führungen I8 vorgeschoben werden. Durch eine Verkleinerung des
Durchgangsquerschnitts der Eintrittskegel I4 werden die in die Brenner eintretenden
Gas-und Luftmengen verkleinert, jedoch werden auch dann an der Stelle der größten
Einschnürung der Doppelkegeldüsen die Stromfäden zusammengefa,ßt und nehmen in den
Austrittskegeln 15 die Form von Streukegeln an. Die günstige Wirkung der Doppelkegeldüsen
wird somit infolge der Vornahme der Regelung an der Eintrittsseite der Brenner nicht
beeinträchtigt.
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Die Brennereinrichtung nach der Erfindung eignet sich für alle Öfen,
bei denen Heizgas und Luft durch getrennte Brenner eingeführt und das Gasluftgemisch
im Heizraum verbrannt wird.