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Vorrichtung zur Erzeugung eines Gas- bzw. Flammenschleiers für Industrie-Ofen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Gas- bzw. Flammenschleiern
bei Industrie-Öfen.
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Gas- bzw. Flammenschleier werden an den Arbeitsöffnungen von Industrie-Öfen
häufig tangebracht und sollen verhindern, daB Luftsauerstoff beim Öffnen der Tür
in den Ofen eintritt. In der Regel verfährt man. dabei so, daß man ein Gasrohr in
der Türschwelle des Ofens so verlegt, daß sich das Gas an der Hitze des Ofens bei
Zutritt von Luftsauerstoff von selbst entzündet und verbrennt. Die hochschlagenden
Flammen schließen die Türöffnang weitgehend gegen den Zutritt unverbrannter Luft
ab. Die Öffnungen, durch die dos Gas dem Brennrohr entströmt, werden auf der Oberseite
des Rohres angeordnet, und zwar in einer Reihe oder wechselständig in mehmerem Reihen.
Bei den bisher gebräuchlichen Ausführungen sind diese Öffnungen grundsätzlich rund.
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Alle bekannten Vorrichtungen dieser Art sind mit dem Mangel behaftet,
daß unmittelbar an der Austrittsstelle des Gasas Luft zwischen den. Gasstrahlen
hindurchtreten kann, ohne daß diese Luft mit dem Gas in Reaktion tritt. Diese Tatsache
ist durch den Umstand zu erklären, daß der Gasschleier in der Nähe der Gasaustritfsstellen
noch
keineswegs lückenlos geschlossen ist. Angesichts der geringen
Tiefenausdehnung des Schleiers und der verhältnismäßig hohen Luftgeschwindigkeit
an dieser Stelle kann somit ein bedeutender Teil der die Lücken durchströmenden
Luft an dem Verbrennungsprözeß nicht teilnehmen und daher in den Ofenraum gelangen.
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Es ist auch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Gasschleiers für
Industrie-Öfen mittels einer quer zur Ofenöffnung angeordneten Austrittsöffnung
für das den Schleier bildende Gas bekannt, bei der die Austrittsöffnung aus einem
Schlitz besteht, der sich quer zur Ofenachse über die gesamte Breite der Ofenöffnung
erstreckt. Bei dieser bekannten Vorrichtung dienen Verbrennungsgase, d. h. Produkte
bereits verbrannter Gase, zur Bildung des Schutzschleiers. Sie steigen in einer
möglichst wirbelfreien Strömung an der Ofenöffnung vorbei nach oben, um im Innern
des Ofens eine ruhige Atmosphäre zu erhalten. Hierzu ist es notwendig, daß die Gase
nur mit geringem Überdruck die breite und daher entsprechend große AustrIttsöffnurng
verlassen.
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Für die Bildung von Flammenschleiern ist diese bekannte Vorrichtung
jedoch nicht geeignet, da für den Austritt von zu verbrennenden Gasen wesentlich
andere Bedingungen maßgebend sind. Hierbei handelt es sich. üblicherweise um Gase,
diq unter einem gewissen Überdruck ausströmen. und dementsprechend enge Austrittsöffnungen
verlangen und für die im allgemeinen Metallrohre mit düsenartigen Öffnungen in Frage
kommen. Durch die verbrennenden Gase ist ein solches Brennerrohr erheblichen Wärmeeinwirkungen,
ausgesetzt, und zwar in viel stärkerem Maße, als wenn es sich um den Austritt verbrannter
Gase handelt. Dadurch können, vorübergehende und dauernde Formänderungen des. Rohres
entstehen.
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Bei Anordnung eines über die ganze Ofenbreite sich erstreckenden Schlitzes
müßte bei=cinem solchen Brennerrohr damit gerechnet werden, daß sich durch Verziehen
des Rohres die Schlitzbreite sehr bald in solchem Maße ändert, daß dadurch das Rohr
unbrauchbar wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der Gasaustrittsöffnungen
zu schraffen, die sowohl die Nachteile runder nebeneinanderliegender Löcher als
auch die erwähnten Nachteile eines durchgehenden Spaltes als Austrittsöffnung vermeidet.
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Erfindungsgemäß sind als Austrittsöffnungen für das den Gas- bzw.
Flammenschleier bildende Gas schlitzförmig ausgebildete Brennerdüsen vorgesehen,
die in Reihen so angeordnet sind, daß bei senkrechter Blickrichtung auf äse Ofenöffnung
jeder Schlitz von dem in Öffnungsrandrichtung nächstfolgenden Schlitz teilweise
überdeckt ist.
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Diese schlitzförmigen. Brennerdüsen sind in mindestens zwei Reihen
angeordnet, und zwar so, daß sie parallel oder auch in einem. kleinen Winkel zur
Ebene der Ofenöffnung liegen. Man erreicht dadurch, daß die Luft, die die Tendenz
hat, an- der Sohle des Ofens in denselben einzutreten, durch einen geschlossenen
Gasstrom daran gehindert wird, da der Gasstrom nur an den überdeckungsste'llen der
schlitzförmigen Brennerdüten ,umgangen werden kann. Durch,den hierbei, zurückzulegenden
Zickzackweg tritt jedoch, eine derartige Abbremsung und Durchmischung des Luftstromes
mit dem Gas ein, daß der Sauerstoff genügend Zeit hat, sich mit dem Gas zu verbinden,
so daB - wie durch eingehende Versuche festgestellt wurde -ein praktisch vollkommen
dichter Gasschleier entsteht.
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Die besondere Anordnung verhältnismäßig kurzer, sich überlappender
Schlitze gibt andererseits dem Rohr genügend Festigkeit, um eine Änderung der Schlitzbreite
durch Verzug des Rohres zu verhindern.
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Die Anordnung der Brennerdüsen in einem kleinen Winkel (etwa 3 bis
5°) zur Längsrichtung des Schleiers bringt herstellungsmäßig Vorteile, da die schlitzförmigen.
Düsen mittels eines Sägeblattes, und zwar bei einer Arbeitsstellung des Werkzeuges
nur durch Verschieben des Werkstückes hergestellt werden können. Auf diese Weise
kann eine Überdeckung im Sinne der Erfindung auch mittels einer -.einzigen Reihe
von schräg angeordneten, Düsen erreicht werden.
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In: weiterer Ausbildung der Erfindung kann der vorzugsweise als Rohr
ausgebildete Brenner mit mehreren Zutrittsstellen für das Gas, z. B. an beiden Enden,
versehen werden, wodurch man erreichen kann, daß der örtliche Gasdruck an sämtlichen
Brennerdüsen angenähert gleich ist.
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Die Überdeckung derDüsen beträgt zweckmäßig etwa, ein Fünftel der
Schlitzlänge. Es ist natürlich vorteilhaft, die Länge der Schlitze im Verhältnis
zur Stärke des Rohres so groß wie möglich und den. verbleibenden Zwischenraum so
klein wie möglich zu wählen, soweit dies - beispielsweise aus Festigkeitsgründen
- vertretbar ist.
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Im folgenden ist ein. Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezugnahme
auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt Abb. i einen Ofen mit eingebauter
Vorrichtung zur Erzeugung eines Gasschleiers, Abb. a eine Draufsicht auf das Brennerrohr,
Abb. 3 eine Draufsicht auf das Brennerrohr bei einer anderen Ausbildung der Erfindung.
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In dem Ofen i ist in dem unteren Rand der Ofenöffnung ein Brennerrohr
2 verlegt, dem über einen Absperrhahn 3 Gas zugeführt werden kann. Der gestrichelte
Linienzug q. stellt eine zweite, wahlweise vorzusehende Gaszuführung dar.
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Wie Abb. 2 zeigt, sind an der Oberseite des Brennerrohres a zwei,
Reihen von im Verhältnis zur Stärke des Rohres langen schlitzförmig ausgebildeten
Brennerdüsen 6 vorgesehen. Der Abstand zwischen beiden Schlitzreihen wird möglichst
klein gehalten. Die Schlitze selbst sind so angeordnet, daß sie sich um einen Bruchteil
ihrer Länge überdecken.
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Nach dem Ausführungsbeispiel der Abb. 3 wird an Stelle von zwei Reihen
nur eine einzige' Reihe von Schlitzen 7 vorgesehen, jedoch so, daß .die
einzelnen
Schlitze etwas schräg zur Rohrlängsachse liegen und sich ebenfalls um einen Bruchteil
ihrer Länge überdecken.
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Der Luftsauerstoff ist somit an einem Eintritt in den Ofen durch die
von den einzelnen Schlitzen gespeisten geschlossenen brennenden Gas- - bzw. Flammenschleier
5 infolge der Überdeckung der Schlitze gehindert.
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Die erwähnten, Überdeckungen zwingen die Luft, wenn sie in den Ofenraum
einzutreten trachtet, den Schleier auf den in Abb. 2 mit 8 bezeichneten Wegen zu
umgehen. Auf diese Weise tritt jedoch eine genügende Abbremsung des Luftstromes
ein, so daß der Sauerstoff Zeit hat, sich mit dem Gas restlos zu verbinden.
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Die Anordnung der Schlitzreihen bzw. Gaszuführung ist selbstverständlich
nicht auf eine solche am unteren Rand der Ofenöffnung beschränkt, vielmehr kann
eine derartige Brennerausführung mit sich überdeckenden Schlitzen an jeder geeigneten
Stelle vorgesehen werden, z. B. bei kreisrunden Ofenöffnungen in Kreis- oder Halbkreisform,
bei. rechteckigen. Ofenöffnungen, gegebenenfalls an mehreren oder allen Seiten des
Rechteckes usw.