DE4420477A1 - Industrial burner with regenerative air preheating - Google Patents

Abstract

The industrial burner includes regenerators (26) which can be exchanged through the burner head (1). The regenerators are arranged in sleeve-like or tubular receivers (22) which extend to the outer side of the burner head and which are closed by releasable covers (25). The receivers have combustion air jet tubes (22) which are sealingly closed in coaxial tubular passages (24) in the burner head, and are closed on one side by the releasable covers.

Description

Die Erfindung betrifft einen Industriebrenner mit regenerativer Luftvorwarmung, mit einem Verbrennungsluft- und Brennstoffzuführeinrichtungen tragenden Brennerkopf mit einer mit dem Brennerkopf über Luftleitmitteln verbun­ denen Düseneinrichtung für die Verbrennungsluft und mit wenigstens einer im Bereiche der Düseneinrichtung für die Verbrennungsluft angeordneten Brennstoffdüse, die mit der Brennstoffzuführeinrichtung in Verbindung steht, wobei der Düseneinrichtung wenigstens zwei abwechselnd von Verbren­ nungsluft und Verbrennungsabgasen durchströmbare Regenera­ toren vorgeschaltet sind, die in den Brenner integriert und denen Umschalteinrichtungen für die Verbrennungsluft und die Verbrennungsabgase zugeordnet sind.The invention relates to an industrial burner regenerative air preheating, with a combustion air and burner head carrying fuel supply devices with one connected to the burner head via air guiding means which nozzle device for the combustion air and with at least one in the area of the nozzle device for the Combustion air arranged fuel nozzle with the Fuel supply device is connected, the Nozzle device at least two alternating from burning Air and combustion exhaust gases that can flow through Regenera gates are connected upstream, which are integrated in the burner and those switching devices for the combustion air and the combustion gases are assigned.

Sogenannte Regeneratorbrenner werden insbesondere bei Hochtemperaturprozessen eingesetzt, weil es durch das re­ generative Prinzip möglich ist, große Wärmetauscherflächen auch bei hohen Temperaturen bereitzustellen. Mit Regenera­ toren können nämlich Luftvorwärmtemperaturen von über 1000°C erreicht werden. Da die thermische NO_x-Bildung bei hohen Temperaturen dramatisch ansteigt, ist es mit Rück­ sicht auf die Umweltbelastung in der Regel erforderlich, besondere Maßnahmen zur Vermeidung hoher Schadstoffemis­ sionen anzuwenden.So-called regenerative burners are used in particular in high-temperature processes because the regenerative principle makes it possible to provide large heat exchanger surfaces even at high temperatures. With regenerators, air preheating temperatures of over 1000 ° C can be reached. Since the thermal NO _x formation increases dramatically at high temperatures, it is generally necessary to take special measures to avoid high pollutant emissions with a view to environmental pollution.

Aus der EP 0 463 218 A1 und aus Gaswärme Internatio­ nal Band 41 1992 Heft 10, Seiten 438 bis 444, J. A. Wünning, J. G. Wünning "Brenner für die flammenlose Oxida­ tion mit geringer NO-Bildung auch bei höchster Luftvorwar­ mung" sind u. a. Regeneratorbrenner mit besonders geringer Stickoxidemission bekannt geworden. Bei diesen Brennern sind die patronenförmig ausgebildeten regenerativen Wärme­ tauscher mit den Komponenten des Brenners, einschließlich dem Brennerkopf zu einer Baueinheit zusammengefaßt. Mit Regeneratorbrennern dieser Bauart sind bei Prozeßtempera­ turen von 1300°C Wirkungsgrade von über 80% bei NO_x-Emis­ sionen von unter 50 ppm möglich, wobei sich die Brenner insbesondere für das in diesen Druckschriften beschriebene Verfahren der flammenlosen Oxidation eignen.From EP 0 463 218 A1 and from Gaswärme Internatio nal Volume 41 1992 No. 10, pages 438 to 444, JA Wünning, JG Wünning "Burners for flameless oxidation with low NO formation even with the highest air prewarming" include regenerative burners particularly low nitrogen oxide emissions. In these burners, the cartridge-shaped regenerative heat exchanger are combined with the components of the burner, including the burner head to form a structural unit. With regenerative burners of this type, efficiencies of over 80% with NO _x emissions of less than 50 ppm are possible at process temperatures of 1300 ° C., the burners being particularly suitable for the process of flameless oxidation described in these publications.

Die in der Regel aus Keramikmaterial bestehenden Re­ generatoren enthalten verhältnismäßig enge Strömungskana­ le, die durch beladenes Verbrennungsabgas verstopft werden können, so daß die Regeneratoren einer gewissen Wartung bedürfen. Auch unterliegen die Generatoren der Alterung, mit der Folge, daß sie von Zeit zu Zeit ausgewechselt wer­ den müssen.The Re usually made of ceramic material generators contain relatively narrow flow channels le, which are clogged by loaded combustion exhaust gas can, so that the regenerators some maintenance need. The generators are also subject to aging, with the result that they are replaced from time to time have to.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Industriebrenner mit regenerativer Luftvorwärmung, einen sogenannten Regeneratorbrenner zu schaffen, der sich bei einfacher Bauart und damit geringen Herstellungskosten durch eine hohe Wartungsfreundlichkeit auszeichnet.The object of the invention is therefore one Industrial burners with regenerative air preheating, one to create so-called regenerator burner, which is at simple design and thus low manufacturing costs characterized by a high level of maintenance friendliness.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Industriebrenner erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneratoren durch den Brennerkopf hindurch aus­ tauschbar ausgebildet sind.To solve this problem, the above is Industrial burners according to the invention characterized in that that the regenerators pass through the burner head  are designed to be interchangeable.

Damit ist ein Austausch defekter oder verstopfter Regeneratoren leicht möglich, ohne daß deshalb der Brenner zerlegt oder demontiert werden müßte.An exchange is defective or clogged Regenerators easily possible without the burner would have to be disassembled or dismantled.

In einer zweckmäßigen konstruktiven Ausgestaltung kann die Anordnung derart getroffen sein, daß die Regene­ ratoren jeweils in hülsen- oder rohrförmigen Aufnahmemit­ teln angeordnet sind, die zur Außenseite des Brennerkopfes hin durchgängig gestaltet und durch lösbare Verschlußmit­ tel im Bereiche des Brennerkopfes verschlossen sind. Nach Abnahme der Verschlußmittel können deshalb die Regenerato­ ren einfach aus den Aufnahmemitteln herausgezogen werden, die mit Vorteil Verbrennungsluft-Düsenrohre aufweisen, die abgedichtet an koaxiale rohrförmige Durchlässe des Bren­ nerkopfes angeschlossen sind, welche durch die lösbaren Verschlußmittel endseitig verschlossen sind.In a functional design the arrangement can be made such that the rain each in sleeve or tubular receptacles are arranged to the outside of the burner head consistently designed and with releasable closure are closed in the area of the burner head. To Removal of the closure means can therefore the Regenerato are simply pulled out of the receptacles, which advantageously have combustion air nozzle pipes which sealed to coaxial tubular passages of the Bren nerkopfes are connected, which by the releasable Closure means are closed at the ends.

In dem Brennerkopf sind mit Vorteil Verteilerkanäle zur Zu- und Ableitung von Verbrennungsluft und Ver­ brennungsabgasen zu bzw. von den Regeneratoren derart an­ geordnet, daß sie die Regeneratoren und/oder deren Aufnah­ memittel außen umgeben. Auf diese Weise läßt sich eine sehr platzsparende kompakte Ausbildung des Brennerkopfes erzielen, der insbesondere als Gußstück aus Metall, vor­ zugsweise Aluminium hergestellt werden kann.Distribution channels are advantageously in the burner head for supplying and discharging combustion air and Ver combustion exhaust gases to or from the regenerators in such a way ordered that they the regenerators and / or their admission surrounded outside. In this way one can very space-saving compact design of the burner head achieve, especially as a metal casting, before preferably aluminum can be produced.

Außerdem können in dem Brennerkopf die aus Ventilen oder Klappen bestehenden Umschaltmittel für die Verbren­ nungsluft und die Verbrennungsabgase angeordnet sein, wo­ bei ebenfalls in dem Brennerkopf zwischen den Umschaltmit­ teln und den Regeneratoren Meßblenden für die Verbrennungsluft und/oder die Verbrennungsabgase angeord­ net sein können. Durch diese Anordnung der Meßblenden in dem Brennerkopf ist gewährleistet, daß eventuelle Leck­ ströme an den Umschaltmitteln nicht von der Mengenmessung erfaßt werden. In addition, valves can be in the burner head or flaps existing switching means for the cremation air and the combustion exhaust gases can be arranged where also in the burner head between the toggles teln and the regenerators orifice plates for the Combustion air and / or the combustion exhaust gases arranged can be net. This arrangement of the orifice plates in the burner head is guaranteed that any leak currents on the switching means not from the quantity measurement be recorded.  

Die Regeneratoren selbst können in an sich bekannter Weise gestaltet sein. Sie bestehen in der Regel aus einer keramischen Speichermasse. Bei einer besonders zweckmäßi­ gen Ausführungsform sind die Regeneratoren aus Strömungs­ kanälen enthaltenden scheibenförmigen Regeneratorelementen aufgebaut, die auf wenigstens einem länglichen Halteele­ ment, beispielsweise in Form eines Rohres oder einer Stan­ ge, mit Vorzug in definierten Abständen aufgereiht sind.The regenerators themselves can be known per se Be wise. They usually consist of one ceramic storage mass. With a particularly functional In the embodiment, the regenerators are made of flow channels-containing disc-shaped regenerator elements built up on at least one elongated Haltele ment, for example in the form of a tube or a Stan are preferably lined up at defined intervals.

Andere Ausgestaltungen des neuen Industriebrenners sind Gegenstand von weiteren Unteransprüchen.Other designs of the new industrial burner are the subject of further subclaims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Ge­ genstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of the Ge the subject of the invention. Show it:

Fig. 1 einen Industriebrenner mit regenerativer Luft­ vorwarmung gemäß der Erfindung in Einbaulage in eine ent­ sprechende Öffnung einer Ofenwand in schematischer Dar­ stellung und im Längsschnitt in einer Seitenansicht und Fig. 1 an industrial burner with regenerative air preheating according to the invention in the installed position in a corresponding opening of a furnace wall in a schematic Dar position and in longitudinal section in a side view and

Fig. 2 den Industriebrenner nach Fig. 1 geschnitten längs der Linie II-II der Fig. 1 in einer Draufsicht. Fig. 2 shows the industrial burner of Fig. 1 cut along the line II-II of Fig. 1 in a plan view.

Der Industriebrenner mit regenerativer Luftvorwärmung weist einen als Aluminiumgußstück ausgebildeten Brenner­ kopf 1 auf, der mit einer planen Stirnfläche 2 abgedichtet auf einen eine entsprechende Öffnung 3 in der Ofenwand umgebenden Ringflansch 5 aufgesetzt und mit diesem bei 6 verschraubt ist. In dem Brennerkopf 1 ist rechtwinklig zu der Stirnfläche 2 ein zentrischer zylindrischer Durchgangskanal 7 ausgebildet, an den sich ofenseitig ein koaxialer Luftleitzylinder 8 abgedichtet anschließt, wel­ cher endseitig in eine eingeschnürte Düsenöffnung 9 mün­ det. Die Düsenöffnung 9 kann auch in einer keramischen Brennkammer ausgebildet sein, welche an den zylindrischen Mantel des Luftleitzylinders 8 angeschlossen ist; sie führt in den Ofenraum 10 und mündet etwa auf der Höhe der inneren Ofenwand 11. Der Luftleitzylinder 8 umschließt eine koaxiale Brennstofflanze 12, die an dem Brennerkopf 1 gehaltert ist und über ein Brennstoffventil 13 an eine nicht weiter dargestellte Brennstoffquelle, insbesonders für einen gasförmigen Brennstoff, beispielsweise Erdgas, Propan oder dergleichen angeschlossen ist. Grundsätzlich können aber auch flüssige oder feste Brennstoffe, bei­ spielsweise in Gestalt von zerstäubtem Öl oder Kohlenstaub verwendet werden. An ihrem ofenseitigen Ende trägt die Brennstofflanze 12 eine Brennstoffdüse 14 mit radial ge­ richteten Brennstoffaustrittsöffnungen, die im axialen Abstand von der Düsenöffnung 9 angeordnet sind. Seitlich neben der Brennstofflanze 12 ist in dem Luftleitzylinder 8 eine Zündelektrode 15 vorgesehen, die mit einer elektri­ schen Zündquelle 16 am Brennerkopf 1 verbunden ist und die mit einem an der Brennstofflanze 12 vorgesehenen Zünd­ flansch 17 in an sich bekannter Weise zum Zünden des aus der Brennstoffdüse 14 austretenden Brennstoffs dient.The industrial burner with regenerative air preheating has a formed as an aluminum casting burner head 1 , which is sealed with a flat end face 2 placed on a corresponding opening 3 in the furnace wall surrounding ring flange 5 and screwed to this at 6. In the burner head 1 , a central cylindrical through-channel 7 is formed at right angles to the end face 2 , to which a coaxial air-routing cylinder 8 is connected in a sealed manner, which ends in a constricted nozzle opening 9 . The nozzle opening 9 can also be formed in a ceramic combustion chamber which is connected to the cylindrical jacket of the air guide cylinder 8 ; it leads into the furnace chamber 10 and opens approximately at the level of the inner furnace wall 11 . The air guide cylinder 8 encloses a coaxial fuel lance 12 , which is held on the burner head 1 and is connected via a fuel valve 13 to a fuel source, not shown, in particular for a gaseous fuel, for example natural gas, propane or the like. In principle, however, liquid or solid fuels can also be used, for example in the form of atomized oil or coal dust. At its furnace-side end, the fuel lance 12 carries a fuel nozzle 14 with radially directed fuel outlet openings, which are arranged at an axial distance from the nozzle opening 9 . Laterally next to the fuel lance 12 , an ignition electrode 15 is provided in the air guide cylinder 8 , which is connected to an electrical ignition source 16's on the burner head 1 and with a provided on the fuel lance 12 ignition flange 17 in a conventional manner for igniting the from the fuel nozzle 14 escaping fuel is used.

Die Brennstofflanze 12 bildet gemeinsam mit dem Brennstoffventil 13 und der Brennstoffdüse 14 die Brenn­ stoffzuführeinrichtung des Brenners.The fuel lance 12 forms together with the fuel valve 13 and the fuel nozzle 14, the fuel supply device of the burner.

Mit dem Luftleitzylinder 8 ist eine auf den Brenner­ kopf 1 abgedichtet aufgesetzte Luftanschlußhaube 18 ver­ bunden, in die über ein Startluftventil 19 und einen Rohr­ stutzen 20 Startluft zum Anfahren des Brenners aus dem kalten Zustand in den Luftleitzylinder 8 eingeführt werden kann.With the air control cylinder 8 is a burner head 1 sealed attached air connection hood 18 a related party, into which a start air valve 19 and a pipe 20 start air for starting the burner from the cold state can be introduced into the air control cylinder 8 .

Ringsum den Luftleitzylinder 8 sind mit ihren Achsen auf einem gedachten Kreis 21 (Fig. 2) liegend sechs achs­ parallele Düsenrohre 22 angeordnet, die im Bereiche der Stirnfläche 2 an den Brennerkopf 1 abgedichtet angeschlos­ sen sind und die ofenseitig jeweils in eine Verbrennungs­ luftdüse 23 münden, die bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel durch eine entsprechende endseitige Einschnürung des Düsenrohres begrenzt ist. Alternativ könnte die Ver­ brennungsluftdüse 23 jedes Düsenrohres 22 auch eine Anzahl beispielsweise kranzförmig angeordneter Düsenöffnungen aufweisen, die achsparallel oder schräg zur Achse verlau­ fend orientiert sind. Jedes der Düsenrohre 22 ist an einen koaxialen zylindrischen rohrförmigen Durchlaß 24 in dem Brennerkopf 1 angeschlossen, der auf der Brennerkopfober­ seite durch einen lösbar befestigten abgedichtet aufge­ setzten Deckel 25 verschlossen ist.Around the air guide cylinder 8 with their axes on an imaginary circle 21 ( Fig. 2) lying six axially parallel nozzle tubes 22 are arranged, which are sealed in the area of the end face 2 to the burner head 1 and the furnace each open into a combustion air nozzle 23 , which is limited in the illustrated embodiment, for example, by a corresponding end constriction of the nozzle tube. Alternatively, the Ver combustion air nozzle 23 of each nozzle tube 22 could also have a number of, for example, ring-shaped nozzle openings which are oriented axially parallel or obliquely to the axis. Each of the nozzle tubes 22 is connected to a coaxial cylindrical tubular passage 24 in the burner head 1 , which is closed on the top side of the burner head by a releasably attached sealed lid 25 .

In die Düsenrohre 22 sind Regeneratoren 26 einge­ setzt, die jeweils aus scheibenförmigen zylindrischen Re­ generatorelementen 27 bestehen, welche mit axialen Durch­ gangskanälen 28 ausgebildet sind. Die strömungsmäßig hin­ tereinander geschalteten übereinander gestapelten Regene­ ratorelemente 27 sind keramische Speichersteine, wie sie beispielsweise aus "VDI-Wärmeatlas", 4. Auflage 1984, Ab­ schnitt N "Wärmeübertragung in Regeneratoren" bekannt sind. Sie sind in jedem Düsenrohr 22 jeweils auf einem koaxialen Halteelement in Form einer Stange 29 aufgereiht, auf der sie durch Distanzscheiben 30 in definiertem axia­ lem Abstand voneinander gehalten und endseitig fixiert sind. Die axiale Länge jedes der Regeneratoren 26 ist so bemessen, daß er das zugehörige Düsenrohr 22 im wesentli­ chen über seine Länge ausfüllt und in den sich anschlie­ ßenden rohrförmigen Durchlaß 24 in dem Brennerkopf 1 ragt.In the nozzle tubes 22 , regenerators 26 are inserted, each consisting of disc-shaped cylindrical re generator elements 27 , which are formed with axial through channels 28 . The flow-wise connected one above the other stacked Regene rator elements 27 are ceramic storage stones, as they are known for example from "VDI Heat Atlas", 4th edition 1984, section N "heat transfer in regenerators". They are lined up in each nozzle tube 22 on a coaxial holding element in the form of a rod 29 , on which they are held by spacers 30 at a defined axial distance from one another and are fixed at the ends. The axial length of each of the regenerators 26 is dimensioned so that it fills the associated nozzle tube 22 in Chen wesentli over its length and protrudes into the subsequent tubular passage 24 in the burner head 1 .

Da die Düsenrohre 22 mit den anschließenden koaxialen rohrförmigen Durchlässen 24 gleichen Innendurchmessers nach außen hin durchgängig gestaltet sind, können die einzelnen Regeneratoren 26 nach Abnahme des zugehörigen Deckels 25 einfach durch den Brennerkopf 1 hindurch als Einheit her­ ausgezogen und beispielsweise bei Auftreten eines Defektes oder einer Verstopfung der axial durchgehenden Strömungs­ kanäle 28 ausgetauscht werden, ohne daß dazu der Brenner­ kopf 1 oder der Brenner insgesamt von dem Ofen demontiert oder zerlegt werden müßten.Since the nozzle tubes 22 with the subsequent coaxial tubular passages 24 of the same inner diameter are designed to be continuous to the outside, the individual regenerators 26 can simply be pulled out as a unit through the burner head 1 after removal of the associated cover 25 and, for example, when a defect or a blockage occurs the axially continuous flow channels 28 can be replaced without the burner head 1 or the burner as a whole having to be dismantled or disassembled from the furnace.

In dem Brennerkopf 1 sind Verteilerkanäle zur Zu- und Ableitung von Verbrennungsluft und Verbrennungsabgasen zu bzw. von den Regeneratoren 26 angeordnet, die in Form von die Regeneratoren umgebenden Ringkanälen 31, 32 ausgebil­ det sind. Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen, münden in den außen liegenden Ringkanal 32 auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten ein Verbrennungsluftzufuhrstut­ zen 33 und ein Verbrennungsabgasstutzen 34, die jeweils eine verstellbare Drosselklappe 35 bzw. 36 enthalten, wel­ che es erlaubt, den Verbrennungsluft- und den Abgasmengen­ strom zu regeln.In the burner head 1 distributor channels for supplying and discharging combustion air and combustion exhaust gases to and from the regenerators 26 are arranged, which are ausgebil det in the form of the regenerators surrounding annular channels 31 , 32 . As can be seen in particular from Fig. 2, open into the outer annular channel 32 on diametrically opposite sides, a combustion air supply nozzle 33 and a combustion exhaust gas connector 34 , each containing an adjustable throttle valve 35 and 36 , which allows the combustion air and regulate the amount of exhaust gas.

Mit dem äußeren Ringkanal 32 steht über zwei Meßblen­ den 37 enthaltende Durchlaßöffnungen 38 der innen liegende Ringkanal 31 in Verbindung. Die Durchlaßöffnungen 38 sind koaxial einander gegenüberliegend angeordnet, wobei ihre gemeinsame Achse mit der Achse des Verbrennungsluft- und des Abgasstutzens 33 bzw. 34 einen rechten Winkel ein­ schließt. Der innere Ringkanal 31 bestehe aus zwei Zweigen 31a, 31b, die jeweils von einer der Durchlaßöffnungen 38 ausgehend drei Regeneratoren 26 umschließen und teilweise axial gegeneinander versetzt sich kreuzen, wie dies aus Fig. 2 zu entnehmen ist. An jeden Zweig 31a bzw. 31b sind jeweils drei Regeneratoren 26 angeschlossen, wobei die Kanalmündung in dem Durchlaß 24 oberhalb des Regenerators 26 liegt. Die Anordnung ist dabei derart getroffen (ver­ gleiche Fig. 2), daß die Regeneratoren 26 jeweils abwech­ selnd mit dem einen und mit dem anderen Zweig 31 bzw. 31b des inneren Ringkanales 31 in Verbindung stehen.With the outer ring channel 32 , the 37- containing passage openings 38 of the inner ring channel 31 are connected via two measuring balls. The passage openings 38 are arranged coaxially opposite one another, their common axis with the axis of the combustion air and the exhaust nozzle 33 and 34 forms a right angle. The inner annular channel 31 consist of two branches 31 a, 31 b, each of which, starting from one of the passage openings 38 , enclose three regenerators 26 and partially cross axially offset from one another, as can be seen from FIG. 2. Three regenerators 26 are connected to each branch 31 a and 31 b, the channel opening in the passage 24 being above the regenerator 26 . The arrangement is such (ver same Fig. 2) that the regenerators 26 are alternately alternately with one and with the other branch 31 and 31 b of the inner ring channel 31 in connection.

Die beiden Zweige 31a, 31b des inneren Ringkanales 31 können abwechselnd mit Verbrennungsluft oder mit Verbren­ nungsabgas aus dem äußeren Ringkanal 32 beaufschlagt wer­ den. Zu diesem Zwecke ist der äußere Ringkanal 32 an vier jeweils paarweise einander gegenüberliegenden Stellen beidseitig der jeweiligen Durchlaßöffnung 38 durch eine Querwand 40 abgesperrt, in der ein Ventilsitz 41 ausgebil­ det ist.The two branches 31 a, 31 b of the inner ring channel 31 can alternately be supplied with combustion air or with combustion exhaust gas from the outer ring channel 32 . For this purpose, the outer ring channel 32 is blocked off at four points opposite each other on both sides of the respective passage opening 38 by a transverse wall 40 in which a valve seat 41 is ausgebil det.

Der Mediumsdurchtritt durch jeden der Ventilsitze 41 ist durch ein elektrisch betätigbares Ventil 42 gesteuert, dessen zugeordneter Ventilkörper 43 koaxial zu dem Ventil­ sitz 41 zwischen einer Offen- und einer Schließstellung verstellbar ist.The passage of medium through each of the valve seats 41 is controlled by an electrically actuable valve 42 , the associated valve body 43 of which is adjustable coaxially with the valve seat 41 between an open and a closed position.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Einstellung der Ven­ tile 42 sind jeweils zwei diagonal einander gegenüberlie­ gende Ventilsitze 41 geöffnet, während die beiden anderen diametral einander gegenüberliegenden Ventilsitze 41 ge­ schlossen sind. Damit ist der rechte innere Ringkanalzweig 31a mit dem Verbrennungsluftzufuhrstutzen 33 verbunden, während der linke Ringkanalabschnitt 31b mit dem Verbren­ nungsabgasstutzen 34 in Verbindung steht. Das bedeutet, daß jeder zweite Regenerator 26 mit Verbrennungsluft be­ aufschlagt und von oben nach unten (Fig. 1) luftdurch­ strömt ist, wie dies durch einen Pfeil 43 angedeutet ist. Die dazwischen liegenden restlichen drei Regeneratoren 26 sind von unten nach oben, d. h. im Gegenstrom von Verbren­ nungsabgas durchströmt, wie es der Pfeil 44 in Fig. 1 an­ zeigt.In the setting shown in Fig. 2 of the Ven tile 42 , two diagonally opposing valve seats 41 are opened, while the other two diametrically opposed valve seats 41 are closed GE. So that the right inner ring channel branch 31 a is connected to the combustion air supply connector 33 , while the left annular channel section 31 b is connected to the combustion exhaust gas connector 34 . This means that every second regenerator 26 opens with combustion air and flows through the air from top to bottom ( FIG. 1), as indicated by an arrow 43 . The remaining three regenerators 26 in between are flowed from bottom to top, ie in countercurrent of combustion exhaust gas, as the arrow 44 in FIG. 1 shows.

Durch entsprechende periodische Betätigung der paar­ weise jeweils einander zugeordneten Ventile 42 können die Regeneratoren 26 somit gruppenweise jeweils von Verbren­ nungsabgasen durchströmt und damit aufgeladen oder im Ver­ brennungsluft-Vorwärmbetrieb betrieben werden.By appropriate periodic actuation of the pair of each associated valves 42 , the regenerators 26 can thus flow in groups of combustion exhaust gases and thus charged or operated in the combustion air preheating operation.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Brenners ent­ spricht grundsätzlich jener, wie sie in der EP 0 463 218 A1 beschrieben ist. Die im Brennerbetrieb aus den Luftdü­ sen 23 austretenden Verbrennungsluftstrahlen saugen durch Injektorwirkung in dem Ofenraum 10 Verbrennungsabgase an, mit denen sie sich vermischen. In dieses Luft-/Abgasge­ misch wird aus der Düsenöffnung 9 Brennstoff eingebracht, der mit der Verbrennungsluft in einem in dem Ofenraum 10 vor der Düsenmündung 9 liegenden Bereich reagiert. Dabei können Reaktionsbedingungen eingestellt werden, die eine im wesentlichen pulsationsfreie und flammenlose Reaktion ergeben. Im Anfahrbetrieb aus dem kalten Zustand wird, wie bereits erwähnt, Startluft über das Ventil 19 und den Stutzen 20 in den Luftleitzylinder 8 eingebracht, so daß in der an die Brennstofflanze 12 sich anschließenden Brennkammer eine Verbrennung mit stabiler Flamme stattfin­ det, die solange aufrechterhalten bleibt, bis in dem Ofen­ raum die Zündtemperatur des Brennstoffes erreicht wird. Sodann wird die Startluftzufuhr abgestellt und die Reak­ tion zwischen dem Brennstoff und dem Luftsauerstoff er­ folgt lediglich in dem bereits genannten Bereich innerhalb des Ofenraumes. The mode of operation of the burner described corresponds fundamentally to that described in EP 0 463 218 A1. The combustion air jets emerging in the burner mode from the air nozzles 23 suck in combustion gases by means of an injector action in the furnace chamber 10 , with which they mix. In this mixture of air and exhaust gases, fuel is introduced from the nozzle opening 9 and reacts with the combustion air in an area in the furnace chamber 10 in front of the nozzle mouth 9 . In this case, reaction conditions can be set which result in an essentially pulsation-free and flameless reaction. In the start-up mode from the cold state, as already mentioned, starting air is introduced via the valve 19 and the nozzle 20 into the air guide cylinder 8 , so that in the combustion chamber adjoining the fuel lance 12 combustion takes place with a stable flame, which is maintained as long as until the ignition temperature of the fuel is reached in the furnace. Then the start air supply is turned off and the reaction between the fuel and the atmospheric oxygen follows only in the area already mentioned within the furnace chamber.

Bei dem beschriebenen Brenner kann die zulässige Brennerkopftemperatur über den Abgasmengenstrom geregelt werden, wozu die Abgasklappe 36 entsprechend betätigt wird. Durch eine Veränderung des Wärmekapazitätsstromes durch entsprechende Regelung der rückgesaugten Abgasmenge von 60 bis 90% kann die Brennerkopftemperatur auf einem so niedrigen Wert (z.Bsp. 160°C) gehalten werden, daß der Brennerkopf und in diesen integrierte Teile, beispielswei­ se die Ventile 42 nicht beschädigt werden. Das restliche Verbrennungsabgas kann zur Produktvorwärmung genutzt wer­ den, so daß der Gesamtwirkungsgrad des Brenners auch bei gedrosselter Abgasrücksaugung erhalten bleibt.In the burner described, the permissible burner head temperature can be regulated via the exhaust gas flow, for which purpose the exhaust flap 36 is actuated accordingly. The burner head temperature can be kept at such a low value (for example 160 ° C.) that the burner head and parts integrated therein, for example the valves 42 , can be kept by changing the heat capacity flow by correspondingly regulating the amount of exhaust gas that is sucked back not be damaged. The remaining combustion exhaust gas can be used for preheating the product, so that the overall efficiency of the burner is maintained even with throttled exhaust gas recirculation.

Zu diesem Zwecke ist in dem Brennerkopf 1 ein Tempe­ raturfühler 45 vorgesehen, der in gut wärmeleitendem Kon­ takt in eine entsprechende Bohrung des Aluminiumgußstückes eingesetzt ist und der Ist-Temperaturwerte an einen Regler für die Abgasklappe 36 liefert.For this purpose, a temperature sensor 45 is provided in the burner head 1 , which is used in a heat-conducting con tact in a corresponding bore in the aluminum casting and supplies the actual temperature values to a controller for the exhaust flap 36 .

In dem Brenner sind die Regeneratoren 26 ersichtlich voll integriert, so daß er zusammen mit dem Brennerkopf eine Baueinheit bildet, die als Ganzes in der erläuterten Weise in die Öffnung der Ofenwand 4 eingesetzt werden kann.The regenerators 26 are clearly fully integrated in the burner, so that it forms a structural unit together with the burner head, which as a whole can be inserted into the opening of the furnace wall 4 in the manner explained.

Claims (12)

1. Industriebrenner mit regenerativer Luftvorwärmung, mit einem Verbrennungsluft- und Brennstoffzuführeinrich­ tungen tragenden Brennerkopf, mit einer mit dem Brenner­ kopf über Luftleitmitteln verbundenen Düseneinrichtung für die Verbrennungsluft, mit wenigstens einer im Bereiche der Düseneinrichtung für die Verbrennungsluft angeordneten Brennstoffdüse, die mit der Brennstoffzuführeinrichtung in Verbindung steht, wobei der Düseneinrichtung wenigstens zwei abwechselnd von Verbrennungsluft und Verbrennungsab­ gasen durchströmbare Regeneratoren vorgeschaltet sind, die in dem Brenner integriert und denen Umschalteinrichtungen für die Verbrennungsluft und die Verbrennungsabgase zuge­ ordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneratoren (26) durch den Brennerkopf (1) hindurch austauschbar sind.1. Industrial burner with regenerative air preheating, with a burner head carrying combustion air and fuel supply devices, with a nozzle device for the combustion air connected to the burner head via air guiding means, with at least one fuel nozzle arranged in the area of the nozzle device for the combustion air, which is connected to the fuel supply device stands, the nozzle device at least two alternators from which combustion air and combustion gases can flow, upstream of which are integrated in the burner and to which switching devices for the combustion air and the combustion exhaust gases are assigned, characterized in that the regenerators ( 26 ) through the burner head ( 1 ) are interchangeable. 2. Industriebrenner nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Regeneratoren (26) jeweils in hülsen- oder rohrförmigen Aufnahmemitteln (22) angeordnet sind, die zur Außenseite des Brennerkopfes (1) hin durchgängig gestaltet und durch lösbare Verschlußmittel (25) im Berei­ che des Brennerkopfes (1) verschlossen sind.2. Industrial burner according to claim 1, characterized in that the regenerators ( 26 ) are each arranged in sleeve-shaped or tubular receiving means ( 22 ) which are designed continuously to the outside of the burner head ( 1 ) and by releasable closure means ( 25 ) in the area surface of the burner head ( 1 ) are closed. 3. Industriebrenner nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aufnahmemittel Verbrennungsluft-Düsen­ rohre (22) aufweisen, die abgedichtet an koaxiale rohrför­ mige Durchlässe (24) des Brennerkopfes (1) angeschlossen sind, welche durch die lösbaren Verschlußmittel (25) ein­ seitig verschlossen sind.3. Industrial burner according to claim 2, characterized in that the receiving means have combustion air nozzles tubes ( 22 ) which are sealed to coaxial rohrför shaped passages ( 24 ) of the burner head ( 1 ), which through the releasable closure means ( 25 ) are closed on one side. 4. Industriebrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Verteilerkanäle (31, 32) zur Zu- und Ableitung von Verbrennungsluft und Verbrennungsabgasen zu bzw. von den Regeneratoren (26) in dem Brennerkopf (1) die Regeneratoren (26) und/oder deren Aufnahmemittel (22, 24) umgebend angeordnet sind. 4. Industrial burner according to one of the preceding claims, characterized in that distribution channels ( 31 , 32 ) for supplying and discharging combustion air and combustion exhaust gases to and from the regenerators ( 26 ) in the burner head ( 1 ), the regenerators ( 26 ) and / or their receiving means ( 22 , 24 ) are arranged surrounding. 5. Industriebrenner nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umschalteinrichtungen (41, 42) für die Verbrennungsluft und die Verbrennungsabgase in dem Brenner­ kopf (1) angeordnet und/oder ausgebildet sind.5. Industrial burner according to claim 4, characterized in that the switching devices ( 41 , 42 ) for the combustion air and the combustion gases in the burner head ( 1 ) are arranged and / or formed. 6. Industriebrenner nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Brennerkopf (1) zwischen den Um­ schalteinrichtungen (41, 42) und den Regeneratoren (26) Meßblenden (37) für die Verbrennungsluft und/oder die Ver­ brennungsabgase angeordnet sind.6. Industrial burner according to claim 5, characterized in that in the burner head ( 1 ) between the switching devices ( 41 , 42 ) and the regenerators ( 26 ) orifice plates ( 37 ) for the combustion air and / or the combustion gases are arranged Ver. 7. Industriebrenner nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerkanale ineinander liegende Ringkanäle (31, 32) aufweisen, von denen an we­ nigstens einen (32) Verbrennungsluft- und Abgasstutzen (35, 36) angeschlossen sind und wenigstens ein anderer (31a, 31b) mit den Regeneratoren (26) in Verbindung steht und zwischen denen die Umschalteinrichtungen (41, 42) lie­ gen.7. Industrial burner according to one of claims 4 to 6, characterized in that the distribution channels have interlocking annular channels ( 31 , 32 ), of which we at least one ( 32 ) combustion air and exhaust pipe ( 35 , 36 ) are connected and at least one another ( 31 a, 31 b) is connected to the regenerators ( 26 ) and between which the switching devices ( 41 , 42 ) lie. 8. Industriebrenner nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf (1) als Gußstück aus Metall, insbesondere aus Aluminium ausge­ bildet ist.8. Industrial burner according to one of the preceding claims, characterized in that the burner head ( 1 ) is formed out of metal, in particular from aluminum. 9. Industriebrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneratoren aus scheibenformigen, durchgehende Strömungskanäle (28) enthaltenden Regeneratorelementen (27) aufgebaut sind.9. Industrial burner according to one of the preceding claims, characterized in that the regenerators are constructed from disc-shaped, continuous flow channels ( 28 ) containing regenerator elements ( 27 ). 10. Industriebrenner nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die scheibenförmigen Regeneratorelemente (27) auf wenigstens einem länglichen Halteelement (29) aufgereiht sind.10. Industrial burner according to claim 9, characterized in that the disc-shaped regenerator elements ( 27 ) are lined up on at least one elongate holding element ( 29 ). 11. Industriebrenner nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Regeneratorelemente (27) auf dem Halteelement (29) in definierten Abständen angeordnet sind.11. Industrial burner according to claim 10, characterized in that the regenerator elements ( 27 ) on the holding element ( 29 ) are arranged at defined intervals. 12. Industriebrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er Einrichtungen (36, 45) zur Regelung der Brennerkopftemperatur durch Be­ einflussung des Verbrennungsabgasmengenstromes aufweist.12. Industrial burner according to one of the preceding claims, characterized in that it has means ( 36 , 45 ) for regulating the burner head temperature by influencing the combustion exhaust gas flow.