Einrichtung zum Führen der Brennergase in einem Ofen Device for guiding the burner gases in an oven
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Führen der Brennergase in einem Ofen zur Wärmebehandlung oder zur Verschwelung von Feststoffen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a device for guiding the burner gases in a furnace for heat treatment or for the carbonization of solids, according to the preamble of claim 1.
Bei einer derartigen aus dem DE 94 04 317 Ul bekannten Einrichtung zum Führen der Brennergase sind der Außenraum und der Innenraum durch zwei zueinander konzentrische zylindrische Rohre gebildet, wobei das Innenrohr im Bereich des abgeschlossenen Endes des Außenrohres offen ist, so dass dort der Außenraum mit dem Innenraum in Verbindung steht . Es hat sich herausgestellt, dass diese zylindrisch konzentrische Ausgestaltung der Wirbelkammeranordnung nur für eine bestimmte Menge an Brennergasen optimal ist und dass die Wärmeübertragung auf das bspw. zu verschwelende Gut, das längs der Wirbelkammeranordnung verläuft, nicht ausreichend ist .In such a device known from DE 94 04 317 Ul for guiding the burner gases, the outer space and the inner space are formed by two cylindrical tubes which are concentric with one another, the inner tube being open in the region of the closed end of the outer tube, so that there the outer space with the Interior communicates. It has been found that this cylindrical, concentric configuration of the swirl chamber arrangement is only optimal for a certain amount of burner gases and that the heat transfer to the material to be smoldered, for example, which runs along the swirl chamber arrangement, is not sufficient.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Führen der Brennergase in einem Ofen der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen erheblich größeren Volumenstrom aufnehmen kann und die an die Anordnung der zu behandelnden Feststoffe besser angepasst ist.The object of the present invention is to provide a device for guiding the burner gases in a furnace of the type mentioned at the outset which can take up a considerably larger volume flow and which is better adapted to the arrangement of the solids to be treated.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Einrichtung zum Führen der Brennergase in einem Ofen der eingangs genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist eine Vergrößerung des aufzunehmenden Volumens an Brennergasen erreicht. Außerdem ist durch die ovale bzw. elliptische Form der Wirbelkammeranordnung eine bessere Anpassung an die in einer breiten Ebene zugeführten zu behandelnden Feststoffe erreicht .To achieve this object, the features specified in claim 1 are provided in a device for guiding the burner gases in a furnace of the type mentioned. The measures according to the invention increase the volume of burner gases to be absorbed. In addition, the oval or elliptical shape of the swirl chamber arrangement enables better adaptation to the solids to be treated which are supplied in a broad plane.
Um eine noch intensivere Wärmeübertragung zwischen den Brennergasen im Außenraum und denen im Innenraum zu erreichen, sind die Merkmale des Anspruchs 2 und/oder des Anspruchs 3 vorgesehen. Entsprechendes gilt, wenn die Merkmale nach Anspruch 4 und/oder 5 vorgesehen sind.In order to achieve an even more intensive heat transfer between the burner gases in the exterior and those in the interior, the features of claim 2 and / or claim 3 are provided. The same applies if the features according to claim 4 and / or 5 are provided.
Um zu gewährleisten, dass der gesamte Volumenstrom an Brennergasen im Außenraum gleichmäßig auf die erwünschte Temperatur erwärmt wird, sind die Merkmale gemäß Anspruch 6 vorgesehen.In order to ensure that the entire volume flow of burner gases in the outside space is heated uniformly to the desired temperature, the features according to claim 6 are provided.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der übrigen Unteransprüche.Further advantageous embodiments result from the features of the other subclaims.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:Further details of the invention can be found in the following description, in which the invention is described and explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawing. Show it:
Figur 1 in schematischer , teilweise abgebrochenerFigure 1 in a schematic, partially broken
Seitenansicht eine Einrichtung zum Führen der Brennergase gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,Side view of a device for guiding the burner gases according to a preferred embodiment of the present invention,
Figur 2 eine Ansicht auf die Einrichtung gemäß Pfeil II der Figur 1 undFigure 2 is a view of the device according to arrow II of Figure 1 and
Figur 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Figur 2.
Die in der Zeichnung gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellte Einrichtung 50 zum Führen der Brennergase in einem nicht dargestellten Ofen, bspw. einem Schmelzofen, einem Wärmebehandlungsofen, einem Verschwelungsofen o . dgl , besitzt eine Wirbelkammeranordnung 51, die aus einem im Wesentlichen ovalen Außenmantel 52 und einem dazu konzentrischen ebenfalls im Wesentlichen ovalen Innenmantel 53 gebildet ist. Es versteht sich, dass Außenmantel 52 und Innenmantel 53 auch elliptische Formen aufweisen und/oder exzentrisch zueinander angeordnet sein können. Zwischen dem Außenmantel 52 und dem Innenmantel 53 ist ein die Brennergase führender im Wesentlichen etwa oval ringförmiger Außenraum 54 und innerhalb des Innenmantels 53 ein im Wesentlichen im Querschnitt ovaler Innenraum 55 gebildet. Der umfangsseitig geschlossene Außenmantel 52 und der umfangsseitig geschlossene Innenmantel 53 sind an einem axialen Ende mit einer Wand 56 verschlossen. Die Abschlusswand 56 besitzt an einem radialen Bereich eine zylindrische Öffnung, an die sich axial nach außen ein Abgasrohr 57 anschließt, das ausschließlich mit dem Innenraum 55 in Verbindung steht . Das andere axiale Ende von Außenmantel 52 und Innenmantel 53 ist ebenfalls von einer Wand 58 abgedeckt, die an zwei im Abstand voneinander angeordneten radialen Bereichen mit jeweils einer zylindrischen Öffnung 61 bzw. 62 versehen ist, von denen die eine in den Innenraum 55 und die andere in dem Außenraum 54 der Wirbelkammeranordnung 51 mündet. Beide zylindrische Öffnungen 61 und 62 sind an ihrer der Wirbelkammeranordnung 51 abgewandten Seite mit einer nicht dargestellten Flachkammer verbunden.3 shows a section along the line III-III of Figure 2. The device 50 shown in the drawing according to an exemplary embodiment for guiding the burner gases in a furnace, not shown, for example a melting furnace, a heat treatment furnace, a carbonization furnace or the like. The like, has a swirl chamber arrangement 51, which is formed from a substantially oval outer shell 52 and a likewise substantially inner oval shell 53 concentric thereto. It goes without saying that the outer jacket 52 and the inner jacket 53 also have elliptical shapes and / or can be arranged eccentrically to one another. Between the outer shell 52 and the inner shell 53, an approximately oval annular outer space 54 guiding the burner gases is formed, and an inner space 55 which is essentially oval in cross section is formed within the inner shell 53. The circumferentially closed outer casing 52 and the circumferentially closed inner casing 53 are closed at one axial end with a wall 56. The end wall 56 has a cylindrical opening in a radial region, to which an exhaust pipe 57 adjoins axially outwards, which is only connected to the interior 55. The other axial end of the outer shell 52 and inner shell 53 is also covered by a wall 58, which is provided at two spaced-apart radial areas, each with a cylindrical opening 61 and 62, one of which is in the interior 55 and the other opens into the outer space 54 of the swirl chamber arrangement 51. Both cylindrical openings 61 and 62 are connected on their side facing away from the swirl chamber arrangement 51 to a flat chamber, not shown.
Desweiteren mündet tangential in den Außenmantel 52 nahe der einen Wand 56 eine Brennerkammer 63, die in nicht dargestellter Weise mit einem Brenner für Öl oder Gas bestückt ist. An ihrem mit dem Brenner bestückten Ende besitzt die Brennerkammer 53 eine Zuführöffnung 65 für von einem Ofen kommendes Brenn- oder Schwelgase führendes Rohr
68. Die tangentiale Anordnung der Zuführung der Brennkammer 63 in den Außenraum 54 der Wirbelkammeranordnung 51 ist in einem unteren Bereich zwischen ovalem Außenmantel 52 und ovalem Innenmantel 53. Außerdem mündet in einem axialen Abstand von der Brennerkammer 63, vorzugsweise in einem Mittenbereich zwischen Brennerkammer 63 und der anderen Wand 58 ein Brennerrohr 66, das in nicht dargestellter Weise ebenfalls mit einem Brenner für Öl oder Gas bestückt ist .Furthermore, a burner chamber 63 opens tangentially into the outer jacket 52 near the one wall 56 and is equipped with a burner for oil or gas in a manner not shown. At its end equipped with the burner, the burner chamber 53 has a feed opening 65 for pipe or fuel gases coming from a furnace 68. The tangential arrangement of the supply of the combustion chamber 63 into the outer space 54 of the swirl chamber arrangement 51 is in a lower region between the oval outer casing 52 and the oval inner casing 53. In addition, it opens at an axial distance from the burner chamber 63, preferably in a central region between the burner chamber 63 and the other wall 58 a burner tube 66, which is also equipped with a burner for oil or gas in a manner not shown.
Der Außenraum 54 ist mit einer Führungswendel 71 bestückt, die in einem axialen Abstand von der Wand 56 im Bereich der tangentialen Mündung der Brennkammer 63 beginnt und bis hin zur anderen Wand 58 wendeiförmig verläuft, so dass die über die Brennkammer 63 tangential einströmenden Gase wendeiförmig im Außenraum 54 bis zur zylindrischen Öffnung 62 geführt werden, wobei die Brennergase an dem Brennerrohr 66 zur nochmaligen und weiteren Erwärmung vorbeigeführt werden.The outer space 54 is equipped with a guide helix 71, which begins at an axial distance from the wall 56 in the region of the tangential mouth of the combustion chamber 63 and extends helically up to the other wall 58, so that the gases flowing in tangentially via the combustion chamber 63 are helical in shape Outside space 54 are guided up to the cylindrical opening 62, the burner gases being led past the burner tube 66 for repeated and further heating.
Der Außenraum 54 ist innerhalb dieser wendeiförmigen Bahn 72 mit vom Außenmantel 52 und/oder vom Innenmantel 53 nach innen abstehenden Wirbelblechen 73 bestückt . Diese Wirbelbleche können so lang sein, dass sie nur teilweise in die Bahn 72 ragen, oder so lang, dass sie sich vom Außenmantel 52 zum Innenmantel 53 erstrecken und dort jeweils befestigt sind. Die Wirbelbleche 73 können in bestimmter geometrischer Anordnung oder auch wahllos vorgesehen sein, wobei sie bevorzugt schräg oder quer zur Strömungsrichtung angeordnet sein können. Der Innenraum 55 innerhalb des Innenmantels 53 ist mit Schikaneblechen 74 bestückt, die sich radial erstrecken und jeweils an eine radiale Seitenwand anschließen. Die einzelnen Schikanebleche 74 und 75 sind im Abstand zueinander abwechselnd gegenläufig angeordnet, so dass der Abgasstrom gemäß Figur 3 eine labyrinthartige Bahn durchlaufen muss . Die Schikanebleche 74 und 75 verlaufen über die gesamte Höhe des Innenraums 55 und jeweils über etwa 2/3 der Breite des Innenraums 55. Innerhalb dieser
labyrinthartigen Bahn 76 sind ebenfalls Wirbelbleche 77 vorgesehen, die ähnlich den Wirbelblechen 73 ausgebildet und angeordnet sein können.The outer space 54 is equipped within this helical path 72 with vortex plates 73 projecting inwards from the outer jacket 52 and / or from the inner jacket 53. These swirl plates can be so long that they only partially protrude into the web 72, or so long that they extend from the outer jacket 52 to the inner jacket 53 and are each fastened there. The swirl plates 73 can be provided in a specific geometric arrangement or also randomly, wherein they can preferably be arranged obliquely or transversely to the direction of flow. The interior 55 inside the inner shell 53 is equipped with baffle plates 74 which extend radially and each connect to a radial side wall. The individual baffle plates 74 and 75 are alternately arranged in opposite directions at a distance from one another, so that the exhaust gas flow according to FIG. 3 has to pass through a labyrinthine path. The baffle plates 74 and 75 run over the entire height of the interior 55 and in each case over about 2/3 of the width of the interior 55. Within this Labyrinth-like path 76 is also provided with swirl plates 77, which can be designed and arranged similarly to the swirl plates 73.
Der Durchlauf der Gase durch die Einrichtung 50 ist folgendermaßen: die vom Ofen über das Rohr 68 ankommenden Verbrennungs- oder Schwelgase werden in der Brennkammer 63 von einer Temperatur von bspw. 450° Celsius auf eine Temperatur von 850° Celsius erwärmt und als Brenngase in den Außenraum 54 der Wirbelkämmeranordnung 51 eingeführt. Die Brenngase laufen längs der wendeiförmigen Bahn 72, werden im Bereich des Brennerrohres 66 nochmals erwärmt und durch die Öffnung 62 in die nicht dargestellte Flachkammer geführt. Die aus der Flachkammer rückgeführten Abgase gelangen durch die zylindrische Öffnung 61 in den Innenraum 55 und werden längs der labyrinthartigen Bahn 76 im Gegenstrom zu den Brenngasen im Außenraum 54 zum Abgasrohr 57 geführt.
The passage of the gases through the device 50 is as follows: the combustion or smoldering gases arriving from the furnace via the pipe 68 are heated in the combustion chamber 63 from a temperature of, for example, 450 ° C. to a temperature of 850 ° C. and as fuel gases in the Outside space 54 of the vertebral chamber arrangement 51 is introduced. The fuel gases run along the helical path 72, are heated again in the area of the burner tube 66 and are guided through the opening 62 into the flat chamber (not shown). The exhaust gases returned from the flat chamber pass through the cylindrical opening 61 into the interior 55 and are guided along the labyrinthine path 76 in countercurrent to the combustion gases in the exterior 54 to the exhaust pipe 57.