DE2920902A1

DE2920902A1 - Vorrichtung zum beheizen eines industrieofens

Info

Publication number: DE2920902A1
Application number: DE19792920902
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. 4300 Essen Simon
Original assignee: Loi Industrieofenanlagen GmbH
Current assignee: Loi Industrieofenanlagen GmbH
Priority date: 1979-05-23
Filing date: 1979-05-23
Publication date: 1981-04-09
Also published as: FR2457437A1; SE8003532L; BE883199A; FR2457437B1; US4306858A; GB2049131A; GB2049131B

Description

2920902 Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Waiter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Hans Dieter Gesthuysen Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch

Anwaltsakte: 43 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf.

53 875/Pa+ 7. Mai 1979

Patentanmeldung

LOI Industrieofenanlagen GmbH

Moltkeplatz 1

4300 Essen 1

Vorrichtung zum Beheizen eines Industrieofens

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen eines Industrieofens, bestehend aus einem in eine Ofenwandöffnung einsetzbaren, aus konzentrischen Rohren aufgebauten Brenner, der an seinem hinteren Ende einen Brenngasζuführungsstutzen, einen Verbrennungsluftzuführungsstutzen und einen Abgasabführungsstutzen aufweist und über einen Teil seiner Länge als rekuperativer Verbrennungsluftvorwärmer ausgebildet ist, wobei auf den Abgasabführungsstutzen ein

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aus einem Außenmantel und einem Innenmantel gebildeter Folgerekuperator mit Abgaseinlaß, Abgasauslaß, Vorwärmkammereingang und Vorwärmkammerausgang aufgesetzt ist. - Bei dem Brenner kann es sich um ein sogenanntes Strahlheizrohr zur indirekten Beheizung des Industrieofens handeln, bei dem also das vordere Ende des äußeren Brennerrohres verschlossen ist, aber auch um einen sogenannten Rekuperatorbrenner, dessen Rohre zum Ofeninneren hin offen sind.

Bei einer bekannten Vorrichtung der genannten Art (DE-PS 26 29 962) ist auch der Folgekuperator als Vorwärmer für die Verbrennungsluft eingesetzt und infolgedessen mit seinem Vorwärmkammerausgang mit dem Verbrennungsluftzuführungsstutzen des Brenners verbunden, weil die Länge des rekuperativen Verbrennungsluftvorwärmers verhältnismäßig kurz bemessen ist und nur so eine ausreichende Vorwärmung der Verbrennungsluft erreichbar ist. Aber selbst bei ausreichender Vorwärmung der Verbrennungsluft allein im rekuperativen Verbrennungsluftvorwärmer ergeben sich schlechte Brenneigenschaften und niedrige feuerungstechnische Wirkungsgrade, wenn als Brenngase Schwachgase mit Heizwerten von etwa 3 bis 7 MJ/m verwendet werden, es sei denn, man setzt erhebliche Mengen Stützgas zu.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, der Vorrichtung der eingangs genannten Art bei Verwendung von Schwachgasen mit Heizwerten von etwa 3 bis 7 MJ/m als Brenngasen auch ohne größere Stützgasmengen zu einem erheblich verbesserten Brennverhalten und Wirkungsgrad zu verhelfen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Folgerekuperator als Brenngasvorwärmer eingesetzt ist und dazu dessen Vorwärmkammerausgang mit dem Brenngaszuführungsstutzen verbunden ist.

Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, daß bei Einsatz der Schwachgase als Brenngase auch ohne größere Stützgaszusätze ein ausgezeichnetes Brennverhalten und optimaler Wirkungsgrad erreichbar sind, wenn nicht nur die Verbrennungsluft sondern auch die Schwachgase vorgewärmt werden, und daß die für ausreichende Vorwärmung beider Massenströme erforderliche Wärme überraschenderweise praktisch allein aus dem Abgas gedeckt werden kann, wenn zuerst der größere Massenstrom, nämlich die Verbrennungsluft, und danach der kleinere Massenstrom, nämlich das Schwachgas, vorgewärmt wird. Im Ergebnis erreicht man mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Energieeinsparung, wie sie heutzutage allgemein gewünscht ist.

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Bei Einsatz von Schwachgas mit besonders niedrigem Heizwert ist der Brenngasζuführungsstutzen nach einer bevorzugten Ausführungsform unter Zwischenschaltung einer Stützgas Zuführungseinrichtung mit Pilotbrenner mit dem Zentralrohr des Brenners verbunden. Um dem rekuperativen Verbrennungsluftvorwärmer und dem Folgerekuperator besonders kleine Abmessungen bzw. einen besonders guten Wirkungsgrad zu verleihen, empfiehlt es sich, diese Rekuperatoren mit zusätzlichen Wärmeübertragungseinbauten zu versehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eins: ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur in einem schematischen Querschnitt eine Vorrichtung zum Beheizen eines Industrieofens zeigt.

Die Vorrichtung besteht aus einem Brenner 1 in Form eines sogenannten Strahlheizrohres, der in eine Öffnung 2 der Ofenwand 3 eingesetzt und aus konzentrischen Rohren 4-6 aufgebaut ist. Man erkennt ein Innenrohr 4, ein konzentrisch im Innenrohr 4 angeordnetes, mit einem Brennerkopf 7 versehenes Zentralrohr 5 und ein das Innenrohr 4 konzentrisch umgebendes Außenrohr 6, das an seinem vorderen Ende 8 verschlossen ist. An seinem hinteren Ende 9 weist der Brenner. 1 einen mit dem Zentralrohr 5 verbundenen Brenngaszuführungsstutzen 10, einen mit dem Innenrohr 4 verbundenen Verbrennungsluftzuführungsstutzen 11 und einen mit dem Au-

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ßenrohr 6 verbundenen Abgasabführungsstutzen 12 auf. Über einen Teil seiner Länge, nämlich zwischen dem Brennerkopf und dem Abgasabführungsstutzen 12 bzw. im Bereich der Ofenwand 3 ist der Brenner 1 als rekuperativer Verbrennungsluftvorwärmer ausgebildet, indem das Innenrohr 4 aus Metall besteht und an seiner inneren und äußeren Mantelfläche Wärmeübertragungseinbauten 13 in Form von Radialblechen aufweist. Auf den Abgasabführungsstutzen. 12 ist ein aus einem Außenmantel 14 und einem Innenmantel 15 gebildeter Folgerekuperator . '16 mit Abgaseinlaß 17, Abgasauslaß 18, Vorwärmkamme re ingang 19 und Vorwärmkammerausgang 20 aufgesetzt. Dieser Folgerekuperator 16 ist als BrenngasVorwärmer eingesetzt. Hierzu ist dessen Vorwärmkammerausgang 20 mit dem Brenngc szuführungsstutzen 10 verbunden, der seinerseits unter Zwischenschaltung einer Stützgaszuführungseinrichtung mit Pilotbrenner 21 mit dem Zentralrohr 5 verbunden ist. Auch der Folgerekuperator 16 ist mit zusätzlichen Wärmeübertragungseinbauten 22, 23 versehen. Diese bestehen einerseits aus an der Außenseite des Innenmantels 15 angeordneten Radialblechen und andererseits aus einer an der Innenseite des Innenmantels 15 angehefteten gewellten Drahtnetzbahn 23. Im Innenmantel 15 ist noch ein Kerneinbaukörper 24 vorgesehen, der der Vorwärmkammer 25 eine hohlzylindrische Gestalt gibt.

Das kalte Brenn- bzw. Schwachgas wird über den Vorwärmkammereingang 19 in die Vorwärmkammer 25 des Folgerekuperators

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16 eingegeben und dort von den Abgasen vorgewärmt. Das vorgewärmte Schwachgas strömt über den Vorwärmkammerausgang 20, den Brenngaszufuhrungsstutzen 10, den Pilotbrenner 21 (über den ggf. Stützgas beigegeben wird) und das Zentralrohr 5 zum Brennerkopf 7. Die Verbrennungsluft wird über den Verbrennungsluftzuführungsstutzen 11 und den zwischen Innenrohr 4 und Zentralrohr 5 gebildeten Ringraum 26 ebenfalls dem Brennerkopf 7 zugeführt, wobei es im Bereich der Ofenwand 3 in dem dort befindlichen rekuperativen Verbrennungsluftvorwärmer ebenfalls von den^bgasen vorgewärmt wird. Die aus dem Innenrohr 4 austretenden Abgase werden am vorderen Ende 8 des Außenrohres 6 nach hinten in den Ringraum 27 zwischen Außenrohr 6 und Innenrohr 4 umgelenkt und verlassen den Brenner. 1 über den Abgasabführungsstutzen 12, um nachfolgend über den Äbgaseinlaß 17 in den Ringraum 28 zwischen Außenmantel 14 und Innenmantel 15 des Fölgerekuperators 16 einzutreten und diesen über den Abgasauslaß 18 wieder zu verlassen.

Die eingangs erwähnte Ausführungsform des Brenners als Rekuperatorbrenner mit direkter Beheizung des Industrieofens ist- im einzelnen nicht dargestellt, weil sich diese durch Fortfall der in der Zeichnungsfigur links neben der Schnittlinie A-A liegenden Brennerteile ergibt.

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Leerseite

Claims

Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

Patentansprüche:

(1.!Vorrichtung zum Beheizen eines Industrieofens, bestehend aus einem in eine Ofenwandöffnung einsetzbaren, aus konzentrischen Rohren aufgebauten Brenner, der an seinem hinteren Ende einen Brenngaszuführungsstutzen, einen Verbrennungsluftzuführungsstutzen und einen Abgasabführungsstutzen aufweist und über einen Teil seiner Länge als rekuperativer Verbrennungsluftvorwärmer ausgebildet ist, wobei auf dem Abgasabführungsstutzen ein aus einem Außenmantel und einem Innenmantel gebildeter Folgerekuperator mit Abgaseinlaß, Abgasauslaß, Vorwärmkammereingang und Vorwärmkammerausgang aufgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Folgerekuperator (16) als Brenngasvorwärmer eingesetzt ist und dazu dessen Vorwärmkammerausgang (20) mit dem Brenngaszuführungsstutzen (10) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenngaszuführungsstutzen (10) unter Zwischenschaltung einer StützgasZuführungseinrichtung mit Pilotbrenner (21) mit dem Zentralrohr (5) des Brenners (1) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rekuperative Verbrennungsluftvorwärmer und der Folgerekuperator (16) mit zusätzlichen Wärmeübertragungseinbauten (13 bzw. 22, 23) versehen sind.

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