DE4301664A1 - Glasschmelzofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Glasschmelzofen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Durch EP 0 306 657 B1 ist ein Glasschmelzofen der be­ treffenden Art bekannt, der eine Brennkammer aufweist, auf deren einen Seite eine Düse zur Zufuhr von Brennstoff in die Brennkammer und ein davon getrennter Kanal zur Zufüh­ rung von Luft in die Brennkammer angeordnet sind. Weiter weist die Brennkammer stromabwärts von der Düse eine Öff­ nung zur Zuführung eines Teils der zur Verbrennung des Brennstoffes notwendigen Luft und eine Abgasöffnung auf. Die Abgasöffnung ist auf der gleichen Seite angeordnet, auf der sich die Düse zur Zufuhr von Brennstoff und der Kanal zur Zuführung von Luft in die Brennkammer befinden. Der Gasstrom bzw. die Flamme verläuft somit bogenförmig, so daß entlang dieser Strecke eine oder auch mehrere Öffnungen zur Zuführung eines Teils der zur Verbrennung des Brennstoffes notwendigen Luft angeordnet werden können, um eine Stufenverbrennung zu bewirken. Eine solche Anordnung der Öffnung zur Zuführung eines Teils der zur Verbrennung des Brennstoffes notwendigen Luft ist nicht möglich, wenn sich die Düse zur Zuführung von Brennstoff und der davon getrennte Kanal zur Zuführung von Luft in die Brennkammer auf der einen Seite der Brennkammer befinden, während sich die Abgasöffnung auf der gegenüberliegenden Seite befin­ det, weil dann der Gasstrom sich quer durch den Ofen und nicht entlang von Seitenwänden bewegt, in denen Öffnungen zur Zuführung eines Teils der zur Verbrennung des Brenn­ stoffes notwendigen Luft angeordnet werden können; eine Anordnung dieser Öffnung bzw. Öffnungen in dem Deckenbe­ reich der Brennkammer ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Glas­ schmelzofen der betreffenden Art zu schaffen, der ohne einen langen Flammenweg auskommt, entlang dem ein Teil der zur Verbrennung des Brennstoffes notwendigen Luft zuge­ führt wird und mit dem trotzdem eine Stufenverbrennung möglich ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre ge­ löst.

Der Grundgedanke dieser Lehre besteht darin, die Öff­ nung für die Zuführung eines Teils der zur Verbrennung des Brennstoffes notwendigen Luft als Düse auszubilden und so diesen Teilluftstrom entgegen der Richtung des aus der Abgasöffnung abströmenden Abgases in die Brennkammer zu leiten. Dort bildet sich ein Wirbel, dem seitlich die aus der Düse austretende Teilluft zugeführt wird, um so die vollständige Verbrennung des Brennstoffes zu bewirken. Ohne diese Teilluft arbeitet der Glasschmelzofen im unter­ stöchiometrischen Bereich, und erst durch die Teilluft wird dann die Stöchiometrie herbeigeführt.

Die Düse für die Teilluft ist zweckmäßigerweise ober­ halb der Abgasöffnung angeordnet, so daß das Abgas entlang der Oberfläche der Glasschmelze abströmen kann. Die Düse für die Teilluft kann horizontal gerichtet sein, so daß die aus ihr in die Brennkammer strömende Teilluft im we­ sentlichen quer zur Richtung der Strömung eines in der Brennkammer ausgebildeten Wirbels in dessen äußeren Be­ reich zuströmen kann. Es ist aber auch zweckmäßig, die Düse für die Teilluft schräg nach unten zu richten, so daß sie wenigstens teilweise entgegen der Strömungsrichtung im äußeren Bereich eines in der Brennkammer ausgebildeten Wirbels zuströmt. Dadurch kann sich eine bessere Einmi­ schung der Teilluft in den Flammenwirbel ergeben. Gemäß einer anderen zweckmäßigen Weiterbildung ist die horizon­ tal gerichtete Düse für die Teilluft in einer solchen Höhe angeordnet, daß die aus ihr austretende Luft über die von der Düse zur Zufuhr von Brennstoff gebildete Flamme gerichtet ist. Dadurch trägt die Teilluft zur Ausbildung eines Flammenwirbels in der Brennkammer bei.

Eine zweckmäßige Weiterbildung besteht darin, daß meh­ rere Düsen zur Zufuhr von Brennstoff, mehrere Kanäle zur Zufuhr von Luft, mehrere Abgasöffnungen und mehrere Düsen zur Zuführung von Teilluft quer zur Strömungsrichtung der Düsen bzw. Öffnungen nebeneinander angeordnet sind. Dies bedeutet, daß der erfindungsgemäße Glasschmelzofen als Querflammenschmelzofen ausgebildet ist.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an einem Aus­ führungsbeispiel näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Glas­ schmelzofens gemäß der Erfindung schematisch in einem Horizontalschnitt,

Fig. 2 ist ein vergrößerter schematischer Schnitt II-II durch Fig. 1,

Fig. 3 ist ein vergrößerter, mehr Einzelheiten zei­ gender Teilschnitt durch den linken oberen Teil der Brennkammer gemäß Fig. 2, und

Fig. 4 entspricht Fig. 3 und zeigt eine Abwandlung davon.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Ofen 1, dessen unterer Teil eine Glasschmelzwanne 2 bildet, in der sich ein Roh­ gemenge 3 aus Glas befindet, das durch Abflußkanäle 4 ab­ fließen kann. Auf dem Rohgemenge 3 befindet sich Glasge­ menge 5, über das dicht eine Flamme hinwegstreicht, die durch Pfeile 6 in Fig. 2 angedeutet ist und die in einen durch Pfeil 7 angedeuteten Flammwirbel übergeht.

Zur Flammbildung befindet sich in einer Wand 8 des Ofens 1 eine Öffnung 9, in die dicht eine Düse 10 einer Strahlpumpe 11 eingesetzt ist, die über eine Gasdrucklei­ tung 13 Brenngas erhält und über eine nicht dargestellte Saugleitung Abgas aus einer Kammer 14, in die Abgas aus einer durch den oberen Teil des Ofens 1 gebildeten Brenn­ kammer 16 in Richtung eines Pfeiles 17 durch eine Abgas­ öffnung 18 und einen Abgaskanal 19 strömt. Wie bei einem nach dem Regenerativprinzip arbeitenden Glasschmelzofen durchströmt das Abgas in der Kammer 14 nach unten ein Git­ terwerk 20, das dadurch erhitzt wird. Weiter gelangt dann das Abgas über eine Abgasleitung 21 und einen Schieber 22 sowie einen Zug 23 in Richtung eines Pfeiles 24 zu einem nicht dargestellten Kamin.

In der bei einem nach dem Regenerativsystem arbeiten­ den Glasschmelzofen üblichen Weise ist dieser spiegelbild­ lich ausgeführt, so daß alle bisherigen, in Verbindung mit der Erzeugung und Führung der Flamme verbundenen Teile spiegelbildlich doppelt ausgeführt sind. Die Arbeitsweise des Glasschmelzofens kehrt in gewissen Zeitabständen um, so daß jeweils für die Verbrennung des Brennstoffes erfor­ derliche Luft durch ein zuvor durch Abgas erhitztes Git­ terwerk 20 angesaugt und vorgewärmt wird und dieser Vor­ gang nach einer vorbestimmten Zeitspanne umkehrt, wobei natürlich die Speisung der Düsen 10 umgekehrt wird. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich nur auf eine der beiden möglichen Betriebszeiten, in der die Speisung der rechten Düse mit Brenngas erfolgt, während die linke Düse 10 nicht gespeist und damit außer Betrieb ist. Bei diesem Betrieb gilt das durch die Pfeile 6 und 7 angedeutete Flammbild.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, befindet sich auf der der Düse 10 und der Öffnung 15 für die Brennluft gegen­ überliegenden Seite der Brennkammer 16 innerhalb einer Seitenwand 25 eine in dieser Darstellung nur schematisch angedeutete Düse 26, die über eine Leitung 27, ein Ventil 28, eine Leitung 29, eine Strahlpumpe 30 und eine Leitung 31 Teilluft aus der rechten Kammer 14 erhält, aus der auch Luft über die Öffnung 15 in die Brennkammer 16 strömt. Aus der Düse 26 tritt Teilluft in Richtung eines Pfeiles 32 mit solcher Geschwindigkeit aus, daß diese Teilluft die äußeren Bereiche des durch Pfeil 7 angedeuteten Flammwir­ bels erreicht und somit der dortigen Flamme zugemischt wird. Das Mengenverhältnis der aus der Öffnung 15 in die Brennkammer 16 strömenden Luft zu der aus der Düse 16 zu­ geführten Luft ist so gewählt, daß bei Abwesenheit der Teilluft aus der Düse 26 ein unterstöchiometrischer Be­ trieb erfolgt und erst die zusätzlich durch die Düse 26 in Richtung des Pfeiles 32 zugeführte Teilluft Stöchiometrie wie bei der Stufenverbrennung üblich erreicht wird. Von Bedeutung ist, daß die Teilluft aus der Düse 26 entgegen der Abströmrichtung des Abgases in Richtung des Pfeiles 17 eingeleitet wird.

In Fig. 2 ist die Düse 26 schematisch mit ausgezogenen Linien mit horizontaler Ausrichtung dargestellt. Eine ge­ nauere Darstellung des Glasschmelzofens 1 im Bereich der Düse 26 ist in Fig. 3 gezeigt. Dort ist deutlich zu erken­ nen, daß die Düse 26 einen verengten Querschnitt hat, um die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

In Fig. 2 ist mit gestrichelten Linien eine schräg nach unten auf das Glasgemenge 5 gerichtete Anordnung der Düse 26′ angedeutet, aus der Teilluft in Richtung eines Pfeiles 32′ strömt. Diese alternative Anordnung und Aus­ richtung der Düse 26′ ist im einzelnen näher in Fig. 4 dargestellt, die bis auf diese andere Anordnung der Düse 26′ der Fig. 3 entspricht.

Claims (5)

1. Glasschmelzofen, mit einer Brennkammer, auf deren einen Seite eine Düse zur Zufuhr von Brennstoff in die Brennkam­ mer und ein davon getrennter Kanal zur Zuführung von Teil­ luft in die Brennkammer angeordnet sind und die stromab­ wärts von der Düse zur Zufuhr von Brennstoff eine Öffnung zur Zuführung eines Teils der zur Verbrennung des Brenn­ stoffes notwendigen Luft und eine Abgasöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung zur Zuführung der Teilluft als Düse (26) ausgebildet und zusammen mit der Abgasöffnung (18) auf einer der einen Seitenwand gegen­ überliegenden Seite angeordnet ist.

2. Glasschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Düse (26) für die Teilluft oberhalb der Ab­ gasöffnung (18) angeordnet ist.

3. Glasschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Düse (26) für die Teilluft horizontal (Fig. 3) oder schräg nach unten (Fig. 4) gerichtet ist.

4. Glasschmelzofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die horizontal gerichtete Düse (26) für die Teil­ luft in einer solchen Höhe angeordnet ist, daß die aus ihr austretende Teilluft über die von der Düse (10) zur Zufuhr von Brennstoff gebildete Flamme gerichtet ist.

5. Glasschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrere Düsen (10) zur Zufuhr von Brennstoff, Kanäle (15) zur Zufuhr von Luft, Abgasöffnungen (18) und Düsen (26) zur Zufuhr von Teilluft nebeneinander angeord­ net sind.