DE2144481A1

DE2144481A1 - Brenner, insbesondere fuer gasfoermige brennstoffe

Info

Publication number: DE2144481A1
Application number: DE19712144481
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Biggemann; Kurt Lohoff; Wilhelm Schmidt
Original assignee: MASCHINENBAU-AKTIENGESELLSCHAFT BALCKE 4630 BOCHUM; Balcke AG
Current assignee: MASCHINENBAU-AKTIENGESELLSCHAFT BALCKE 4630 BOCHUM; Balcke AG
Priority date: 1971-09-06
Filing date: 1971-09-06
Publication date: 1973-03-15
Also published as: NL7211448A; AT315346B; IT967106B; FR2152109A5; RO61431A

Description

Dr. VV. P. Radt 2 1 k k A 8

Dipl.-Ing. E. E. Rnkener I1asi;liine'i.^-;-A--tieri<-eEej.i. ν Y^:'~

Dipl.-Ing. VV. Ernesti _{2 n} \ \ ■ , Patentanwälte ^u " ' " '

463 Bochum ·, - —

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[Mit: Rmdipattnt Bochum

■brenner, insbesondere für ^asförmige Brennstoffe

Die Erfindung betrifft einen Br.'univor, irisbei;o:i'io::.'o SXw gasförmige Brennstoffe, dessen Brennerkopf einen axial verlaufenden Austritts>ianal a'iiv/eisfc.

Von einem Brenner für den Einsatz in Drehofen fordert nan, aaß er den Erfordernissen des jeweiligen Ofenbetriebs leicht angepaßt werden kann, d.h.. daß nicht nur die Wärmeleistung regelbar ist, sondern vor allem auch die Flamme in ihrer Länge und in ihren: Durchmesser veränderbar ist, so daß bestimmte"Stellen des Feuerraums bevorzugt beheizt werden können. Brenner, insbesondere Gasbrenner, E.it Einrichtungen zur IPlammenregelung sind bereits bekannt. Während bei einem bekannten Brenner im Brennex'mund verstellbare Lenkbleche zur Verändei'ung der Richtung des austretenden Brennstoffes angeordnet sind, enthält ein anderer Gasbrenner an der Brennermündung mehrere schwenkbar gelagerte Düsen, die aus einer achsparallelen Lage in eine in bezug auf die Austrittcöffnungen mehr oder weniger gespreizte Lage mittel-3 eines Gestänges verstellbar sind.

Die bekannten Einrichtungen zur Flammenre^elung bei einem Gasbrenner sind wegen der schwenkbar gelagercen Teile zu konpliziert in ihren Aufbau und auch zu störanfällig. Hinzu kommt noch, daß durch die Riehtungsänderungen vielfach auch o.ie Durchsatzmengen in einem Kaße oe^influßt werden, daß eine entsprechurule ileueiiisoellur.^· der Brennstoffmenge

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vorgenommen werden maß, was für den praktischen Betrieb unbefriedigend ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Brenner, insbesondere für gasförmige Brennstoffe, zu schaffen, dessen Einrichtungen zur weitgehenden Regelung der Flamme in ihrer Formgebung und'in ihrer Wärmeleistung aus wenigen, konstruktiv einfachen und somit wartungsfrei arbeitenden Mitteln bestehen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist geriäß der Erfindung eine Brennerausführung vorgesehen, bei der der Austrittskanal über einen trichterförmigen Abschnitt mit einem im Durchmesser größeren Brennstoffzuführungsraum verbunden ist, bei dem auf einer durch den BrennstoffZuführungsraum sich bis in den Austrittskanal erstreckenden axialen Führung ein Drallkörper verschiebbar gelagert ist, der in der vordei^en Enc&eHung innerhalb des Austrittskanals und in der hinteren Endstellung im BrennstoffZuführungsraum liegt, und bei dem im Brennstoff Zuführungsraum konzentrisch zu diesem ein am hinteren Ende abgeschlossener und am vorderen Ende in einen Konusteil übergehender Zylinder verschiebbar gelagert ist, der mit der Innenwandung des Br ennst off zuführung sraumes einen Ringraum mit im trichterförmigen Abschnitt veränderlichem Ringquerschnitt bildet.

Die axiale Führung besteht in weiterer Ausbildung der Erfindung aus einem den Brenner in seiner gajnzen Länge durchsetzenden Zentralrohr.

einer

Nach/weiteren Ausgestaltung der Ez'findung ist der Drallkörper am vorderen Ende eines auf dem Zertralrohr längsverschiebbar gelagerten Stellrohres befestigt.

Die Erfind\ing sieht fernei' vor, daß der Drallkörper in

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seinem Durchmesser dem Innendurchmesser des Austrittskanals angepaßt ist und aus einer Schnecke; mit wenigstens einer Windung oder einem ßohrstück mit am Umfang schräg zur Eohrachse befestigten Leitblechen besteht.

Am hinteren 2p.de ö.es Drallköz'pcjrs ist nach einer Weiterbildung der Erfindung eine im Außenduz'ehuiesser mit eiern Drallkörper übereinstimmende Hülse mit siebartigen Bohrungen oder öffnungen in einer solchen Länge angeordnet, daß die Hülse mit ihrem freien Ende bei vollständig vorgeschobenem Drallkörper und vollständig zurückgesogenen Zylinder in den Konusteil des Zylinders eingreift. .Für die Ausführung der voneinander unabhängigen Axialverschiebungen des Drallkorpers einerseits und des Z-ründers andererseits sind in weitex-er Ausgestaltung der .Erfindung am hinteren Ende des Brenners zwei Handräder angeordnet.

Der wichtigste Vorteil eines nach der Erfindung ausgebildeten Brenners ist darin zu sehen, daß für die Gesamtregelung der Flamme, d.h. Flammenform und/oder Mengeneinstellung, im Brennerkopf nur zwei bewegliche leile vorhanden sind, die zudem rotationssymmetrisch ausgebildet sind und nur eine axial gerichtete geradlinige Bewegung ausführen. Durch, die Verschiebung des Drallkörpers zwischen zwei Eadstellungen läßt sich die Flammenform auf einfache Weise den jeweiligen Betriebebedingungen anpassen, während durch den axial verschiebbaren Zylinder mit dem Konusteil die Gasmenge und die Austrittsgeschwindigkeit des Gases verändert werden kann.

Der Brenner gemäß der Erfindung ist in erster Linie für eine Verwendung in Drehofen vorgesehen. Bei den in der Zementindustrie eingesetzten Drehofen steht für die Verbrennung ausreichend vorgewärmte Luft, sogenannte Sekundärluft, zur Verfügung, so daß am Brenner selbst kein Luft-

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aufuhrkanal erforderlich ist. Bei Verwendung des Brenners in einem Ofen, der ohne oder mit zu geringer Sekundärluft betrieben wird, umgibt man den Brenner mit einem äußeren Mantel, so daß ein Ringraim für die Zufuhr von Primärluft als Verbrennungsluft vorhanden ist.

Der Brenner kann aber auch mit Heizöl betrieben werden. In diesem Fall wird in das Zentralrohr ein Heizölzerstäuber eingesetzt und durch den Stutzen, durch den beim Gasbrenner das Gas einströmt, Kühlluft zugeführt. Dadurch, daß nun die Kühlluft durch den Drallkörper in eine mehr oder weniger große Drallbewegung versetzt wird, läßt sich die Flamme in ihrem Flammenanaatz so beeinflussen, daß entweder eine relativ kurze und dafür breite oder eine langgestreckte Flaume entsteht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines nach der Erfindung ausgebildeten Brenners, der teilweise im Längsschnitt dargestellt ist und

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt des Brennerkopfes, bei dem der Drallkörper die hintere Endstellung einnimmt.

Der Brenner besteht im wesentlichen aus einem Außenrohr 1, das im Bereich des Feuerraumes mit einer feuerfesten Stampfmasse 2 umgeben ist. Das Außenrohr 1 umschließt am Brennerkopf einen Br e:nns fco ff zuführung sr aiim 3, der über einen trichterförmigen Abschnitt 4- in einen axial verlaufenden Austrittskanal '} übergeht.

Innerhalb des Brenners verläuft von uev Mündung des Aus-

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trittskanals 5 bis zu seinem hinteren Ende und über diesem hinaus ein Zentralrohr 6, das in geeigneter Weise abgestützt ist, z.B. am vorderen Ende durch Stege 7. Das Zentrfrlrohr 6 dient zur Lagerung und axialen Führung eines Stellrohres 8, das ebenfalls am hinteren Ende aus dem Brenner herausragt und am_vorderen Ende mit einem gleichfalls auf dem Zentralrohr 6 geführten Drallkörper 9 verbunden ist, Der Drallkörper 9 ist; bei dem Ausführungsbeispiel alc zvreigängige Schnecke ausgebildet.

Am hinteren Ende des Drallkörpers 9 schließt sich eine Hülse 10 mit siebartigen Bohrungen 11 an. Diese Hülse hat etwa den gleichen Außendurchmesser wie der Drallkörper 9 und dient zur Führung des Drailkörpers in einem Konusteil 12 eines ebenfalls axial verschiebbar gelagerten Zylinders 13· Der Zylinder 13 ist an seinem hinteren Ende durch eine Wand 14 abgeschlossen, mittels der er an einem Schieberohr 15 befestigt ist, das koaxial zum Stellrohr 3 angeordnet und längsverschiebbar auf diesem geführt ist. Am hinteren Ende des Brenners sind zwei Handräder 16,17 angeordnet, von denen das Handrad 16 zur axialen Verschiebung des Stellrohres 8 und danit des Drallkörpers 9 und. das Handrad I7 zur axialen Verschiebung des Schieberohres 15 und damit des Zylinders 13 dient.

Der Brenner enthält weiterhin einen am Außenrohr 1 befestigten Stutzen 18 für die Gaszufuhr. Beim Betrieb dea Brenners mit Heizöl wird in das Zentralrohr 6 ein Heizö3aerstäuber eingesetzt, und der Stutzen 18 dient in diesem Palle für die Zufuhr von Kühlluft, von der zwangsläufig ein beatimmter Anteil gleichzeitig Verbrennungsluft ist.

Die Wirkungsweise des Brenners ist folgendes

Bei der in !Fig. 1 dargestellten vorderen Endstellung des

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Drallkörpers 9 wird die gesamte zügeführte Gasmenge einer Drallbswegung unteiH;orfen. Das Ergebnis ist eine relativ
kurse und breite Flamie. v/enn dagegen der Drallkörper 9
in J¹Ig. 2 dargestellte hintere Ends jellung einnimnt, wird das austretende Gas im Austrittskanal 5 nicht beeinflußt
und tritt deshalb in axialer Richtung aus der Mündung des Brenners aus. In dieseia Pail stellt sich eine langgestreckte und relativ schmale Flamme ein. Durch, eine Verschiebung des Drallkörpers 9 zwischen den beiden Endstellungen läßt sich der Einfluß auf die Drallbewsgung des Gases praktisch stufenlos verändern und dementsprechend die !Flamme in ihrer Formgebung beliebig variieren.

Eine v/eitere Regelmöglichkeit liegt in der Veränderung der Gasmenge und/oder der Austrittsgeschv/indig]:eit, die auf
einfache Weise unabhängig von der jev/eiligen Stellung des Drallkörpers 9 durch eine Verschiebung des Zylinders 13 und damit durch eine Veränderung des Durchtritts-Ringquerschnitts zwischen dem Konusteil 12 und dem trichterförmigen Abschnitt 4 bewirkt werden kann.

Mit Hilfe dieser beiden Regelungen läßt sich die Brennerflamme in ihrer Formgebung sehr weitgehend verändern und
damit den Erfordernissen des jeweiligen Ofenbetriebes gut anpassen. In konstruktiver Hinsicht seichnet sich der Brenner durch eine gedrungene, formschlüssige und vor allem
strömungagünstige Bauweise aus.

PatentansOrüche

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Claims

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Patentansprüche

M.) Brenner, insbesondere für gasförmige Brennstoffe, dessen Brennerkopf einen axial verlaufenden Austrittskanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittskanal (5) über einen trichterförmigen Abschnitt (4) mit einem im Durchmesser größeren Brennstoffzuführungsraun (3) verbunden ist und auf einer durch den Brennstoffzuführungsraum (3) sich bis in den Austrittskanal (5) erstreckenden axialen Führung ein Drallkörper (9) verschiebbar gelagert ist, der in der vorderen Endstellung innerhalb des Austrittskanals (5) und in der hinteren Endstellung im Brennstoffzuführungsraum (3) liegt,und daß im BrennstoffZuführungsraum (3) konzentrisch zu diesem ein am hinteren Ende abgeschlossener und am vorderen Ende in einen Konusteil (12) übergehender Zylinder (13) verschiebbar gelagert ist, der mit der Innenwandung des Brennstoffzuführungsraumes einen Ringraum mit im trichterförmigen Abschnitt (4-) veränderlichem Ringquerschnitt bildet.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Führung aus einem den Brenner in seiner ganzen Länge durchsetzenden Zentralrohr (6) besteht.
3· Brenner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallkörper (9) am vorderen Ende eines auf dem Zentralrohr (6) längs verschiebbar gelagerten Stellrohres (C) befestigt ist.
4-. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallkörper (9) in seinem Durchmesser dem Innendurchmesser des Austrittskanals (5) angepafiv ist und our; einer Schnecke mit wenigstens einer Win-

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dung oder einem Rohrstück mit am Umfang schräg zur Rohrachse "befestigten Leitblechen besteht.
5· Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende des Drallkörpers (9) eine im Außendurchmesser mit dem Drallkörper (9) übereinstimmende Hülse (1O) mit siebartigen Bohrungen (11) oder Öffnungen in einer solchen Länge angeordnet ist, daß die Hülse (10) mit ihren freien Ende bei vollständig vorgeschobenem Drallkörper (9) und vollständig zurückgezogenem Zylinder (I3) in den Konusteil (12) des Zylinders (13) eingreift.
6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (13) am vorderen Ende eines auf dem Stellrohr (8) längsbeweglich gelagerten Schieberohres (15) befestigt ist.
7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende des Brenners der unabhängigen axialen Verschiebung des Drallkö#rpers (9) und des Zjrlin&ers (13) dienende Handräder (16, 17) angeordnet sind.

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