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DE1501969A1 - Rekuperativer Vorwaermer fuer ein Brennmittel-insbesondere die Verbrennungsluft-eines Gasbrenners,z.B. zur Anwendung in keramischen OEfen - Google Patents

Rekuperativer Vorwaermer fuer ein Brennmittel-insbesondere die Verbrennungsluft-eines Gasbrenners,z.B. zur Anwendung in keramischen OEfen

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Publication number
DE1501969A1
DE1501969A1 DE19651501969 DE1501969A DE1501969A1 DE 1501969 A1 DE1501969 A1 DE 1501969A1 DE 19651501969 DE19651501969 DE 19651501969 DE 1501969 A DE1501969 A DE 1501969A DE 1501969 A1 DE1501969 A1 DE 1501969A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heating
furnace
burners
burner
gases
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19651501969
Other languages
English (en)
Inventor
Remmey George Bickley
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bickley Furnaces Inc
Original Assignee
Bickley Furnaces Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bickley Furnaces Inc filed Critical Bickley Furnaces Inc
Publication of DE1501969A1 publication Critical patent/DE1501969A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/026Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled and formed by bent members, e.g. plates, the coils having a cylindrical configuration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/04Arrangements of recuperators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M20/00Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Description

7. i. U;
PATENTANWÄLTE '
DR.-INQ. H. FINCKE β München =. B. AUG. 1969
DIPl IM/= . Molten·«*· 31
UIPL.-INQ. H. BOHR
.,Na a STAEGER 1501969
r · r η t ν t: «26 6OiQ
Mappe 6165 - H.
P 15 01 969.9-13
BBSCHRBIBUIO zur Patentanaeldung der
Firma BIOEIBT FURHACBS HC, Torreedale Manor, Benealea Township, Penneylvania / USl,
betreffend s
"Rekuperativer Yorwäreer für ein Brennaittel - insbesondere die Verbrennungsluft - eines Qaabrennera, B.B. zur Anwendung in keraalechen Ofen"
PEIORITlTi 17. Kars 1964 - V.St.von laerlka
Bie Erfindung betrifft einen rekuperativen Yorvttmer fttr ein Brennaittel - insbesondere die Verbrennungsluft - eines Gasbrenners, B.B· eur Anwendung in keranleohen Ofen.
Ofen werden vielfaoh Mittels HeiBsinriehtungen erhltst, welche mit vorerhlteter Tsrbrsnnungsluft gespeist werden* β.B.
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manche keramische öfen. Die bekannten Vorrichtungen zum Erhitzen der Verbrennungeluft bedürfen der Verwendung eines getrennten, großen Vorerhitzers, der eine eigene Wärmequelle und Värmetaueoheinriohtung aufweist. Ss sind Verbindungeleitungen vorgesehen zwischen dem Vorerhitzer und den verschiedenen Heizeinrichtungen (Brennern) des Ofens. Diese bekannten Bauarten weisen jedoch verschiedene Haohteile auf·
Sie erfordern den Aufbau eines großen, viel Raum beanspruchenden und getrennten Vorerhitzerofens; der Vorerhitzerofen muß groß genug sein, um die gesamte Verbrennungsluft zu erhitzen und erfordert einen großen, hitzebeständigen Peuerkanal für die Heizgase* Dieser Peuerkanal ist kostspielig, da für deseen Herstellung hoohtemperaturbeständige feuerfeste Stoffe verwendet werden müssen. Die bekannten Bauarten erfordern auch eine kostspielige» isolierte Rohranlage aus Legierungen, welche zu den Heizeinriohtungen jedes Ofens verläuft. Da die vorerhitzte Luft ihre Temperatur mit zunehmender Länge einer Rohrleitung sehr schnell verliert» ändert sich die temperatur der den Brennern zugeführten Luft beträchtlich. Ausserdea entsteht ein beträchtlicher Värmeverlust in den verschiedenen Verbindungsleitungen wegen des entfernten Standortes des Vorerhitzers·
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin» einen Vorerhitzer für öfen der angegebenen Art so auszubilden» daß die oben erwähnten Bachteil· vermieden sind und der die Vorteile aufweist» daß er bei einfacher Bauart ein· weniger ausgedehnte Rohranlag· erforderlioh macht» daß die Kosten der Ausrüstung und der Unterhaltung verringert sind und daß er Luft von höherer Temperatur liefert, eo daß diese bei sämtlichen Brennern eines Ofens gleich sein kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht dl· Erfindung aus von einer
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Speisung durch vorerhitztes Gas, nit einer Heizkammer, in deren Wänden eine Anzahl Brenner in Abstand voneinander angeordnet sind, deren Heizgasströme in die Heizkammer des Ofens gerichtet sind, und mit einer Vorerhitzungseinrichtung zum Zuführen vorerhitzter Brenngase an die Brenner. Die Erfindung kennzeichnet eich hauptsächlich dadurch, daß die Vorerhitzungseinriehtung eine Anzahl Vorerhitzungeeinheiten umfaßt, von denen jeweils eine einen Brenner zugeordnet ißt, daß jede Vorerhitzungseinheit einen Wärmetauscher aufweist mit einer ersten Wärmetauschkammer für die erhitzten Gase und mit einer zweiten Wärmetauschkanal er für die Heizgase, daß eine Einrichtung zum Zuführen von Heizgas in die zweite Kammer vorgesehen ist sowie eine Einrichtung zum Zuführen von Brenngas in die erste Kammer, so daß dieses durch die Heizgase erhitzt wird, und eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden der ersten Kammer jeder Vorerhitzereinheit mit dem zugeordneten Brenner vorgesehen ist, so daß vorerhitztes Brenngas an diese geliefert wird, und daß jede Vorerhitzereinheit nahe dem zugeordneten Brenner angebracht ist, um die Länge des Verbindungsweges zwischen diesen Teilen kurz zu halten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen für ein AuBführungsbeispiel erläutert.
In den Zeichnungen zeigt ι Fig. 1 eine Vorderansicht eines Ofens nach der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht der linken Ofenseite von Pig. 1,
Fig. 3 ein Querschnitt eines Wärmetauschers zur Verwendung für dio Erfindung,
909851/0578 sad OR.QINM.
Fig. 4 eine Detailansicht la Querschnitt und Fig. 5 eine weitere Detailaneicht im Querschnitt.
Sie Erfindung läßt eich zwar für verschiedene Ofentypen verwenden, sie ist jedoch im folgenden anhand eines Ofens nach den Pig. 1 und 2 dargestellt. Der Ofen 10 hat eine rechteckige Gestalt und umfaßt eine Decke 12, vier vertikale Wände 14, 16, 18 und 20 sowie eine Grundplatte 20. Die Decke und die vertikalen Wände umfassen eine Innere Schicht Steine aus feuerfestem Material und eine verhältnismäßig dünne äussere Haut Steinisolation. Die Grundplatte umfaßt Schichten aus feuerfesten Steinen, wie noch weiter unten erläutert ist. Demgemäß ist durch die feuerfesten Wände eine im wesentlichen quaderförmige Ofenheizkammer begrenzt, die in den Figuren 1 und 2 durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. Der Ofen 1st mit einem geeigneten Stahlrahmen 24 versehen, um bewegbar zu sein.
Der Ofen ist mit einer Anzahl Brennern 30 zum Heizen der Ofenkammer versehen, und die Brenner sind in den vertikalen Wänden des Ofens eingesetzt, wie In Figuren 1 und 2 dargestellt ist.
Eine Schicht der Brenner ist in Umfangerichtung verteilt über die vertikale Wand angeordnet, und zwar in Höhe des untersten Bereiches der zu erhitzenden Gegenstände. Sine weitere Schicht Brenner ist am oberen Ende des Ofens angebracht. Es ist ereichtlieh, daß die Anzahl der vertikalen Schichten fUr die Brenner 30 abhängt von der Höhe dee Ofens und den zu erhitzenden Gegenständen. In jeder Schicht ist ein Brenner 30 an jeder Seite der vertikalen Wand angeordnet, so daß die Flamme längs der angrenzenden Seite streicht. Z.B. sind die Flammen des in der Wand 18 ange-
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setzten Brenners längs der Wand 16 gerichtet» und die in der Wand 20 angeordneten Brenner haben eine längs der Wand verlaufende ?lammenriohtung. Durch diese Anordnung ergibt sich eine Gasströmung, die die zu erhitzenden Gegenstände vollkommen einschließt. Bs sei erwähnt, dafi die su erhitzenden Gegenstände von den Wänden des Ofens entfernt aufgestellt sind, so dass die Gasströmung, die von den Brennern 30 ausgeht, nicht direkt Bit irgendeinea Veil der Gegenstände in Berührung kommt.
Sie Brenner können von beliebiger Art sein, z.B. den Brennern entsprechen, die in der Anmeldung: Brenner für Ofen, die von der Anmelderin unter gleichem Datum eingereicht wurde, beschrieben ist. Der für die Zwecke der Erfindung zu verwendende Brenner ist mit vorerhitzter Luft su betreiben. Dieser weist natürlich auch eine geeignete Brennstoffzuführung auf. Die ventilgesteuerten BrennetoffzufUhrungsleitungen 28 sind im einzelnen in der genannten gleichseitig eingereichten Patentanmeldung beschrieben. Obwohl die Erfindung anhand von Brennern beschrieben ist, welche vorerhitzte Luft verwenden, so kann sie offensichtlich auch für andere Verbrennungsgase angewendet werden.
Gemäß der Erfindung ist ein Torerhitzer 40 für jeden Brenner 30 vorgesehen. Jeder Vorerhitzer umfaßt einen Wärmetauscher 41, der in einseinen in flg. 3 dargestellt ist und ein metallenes äußeres Bohr 42 sowie ein inneres Rohr 44 aufweist, welches aus einem geeigneten wärmebeständigen feuerfesten Stoff, z.B. Siliciumcarbid, hergestellt 1st. Das innere Rohr 44 ist innerhalb des äuseeren Rohres 42 zentriert, so daß zwischen beiden Rohren ein Ringraum 46 gebildet ist. In diesem Ringraum 46 ist ein schraubenförmiges feil 48 angeordnet, so daß eine schraubenförmige Wärmetausohkammer gebildet ist, wie aus fig. 3 hervorgeht. Die
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Steigung des schraubenförmigen Teiles wird für jeden Sehraubengang in Richtung der Strömung der Verbrennungsluft größer, wie noch beschrieben ist. Aa äusseren Rohr ist ein Einlaßanschluß 50 und ein Auslaßanschluß 52 vorgesehen, die nit dem Ringraum 46 an gegenüberliegenden Enden des Wärmetauscher 41 in Verbindung stehen. Dieser ist mit geeigneten Hontageplatten 54 und 56 an den Stirnseiten versehen, die nach den Zusammenbau mit geeigneten Dichtungs-Basken versehen werden. Das innere Rohr 44 begrenzt eine längliche Värmetausohkammer 58. Das schraubenförmige Seil 48 ist durch Punktschweißung mit dea äußeren Rohr 42 in seiner Lage gehalten und stützt das innere Rohr 44» welches Bit öleiteitz eingepaßt ist, und dient sub Zentrieren der zentralen Lage dieses Rohres in bezug auf das äussere Rohr 42. Die Platte 56 dichtet das Einlaßende der Sauer 46 und ein ringförmiges Seil 60 das Auslaßende dieser Dammer ab, wobei ein feuerfestes Dichtungsmaterial vorgesehen 1st, um eine an sich bekannte gute Abdichtung au erzielen.
Der PIuS durch den Wärmetauscher ist durch die in Fig. 3 eingezeichneten Pfeile bezeichnet. Die Heizgase fließen durch die Kammer 58 nach rechts. Die Verbrennungsluft strOmt in einer spiralförmigen Bahn von rechts nach links von dem Einlaß 50 zu dem Auslaß 52.
Bs sei erwähnt, daß der Wärmetauscher nach der Erfindung ein feuerfestes inneres Rohr umfaßt, welches eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist und in einer Vor» gehalten ist, die durch das schraubenförmige Teil 48 und das äussere Rohr 42 gebildet ist, wobei beide Teile aus derselben, hochtemperaturfesten Legierung hergestellt sind. Das schraubenförmige Teil bildet eine Leitung in der Kammer 46, die die Strömung der Verbrennungsluft von des Einlaß 50 zu des Auelaß 52 üb da« heiße SiliciuBcarbidrohr 44 leitet.
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Diese Anordnung vergrößert die Länge dee von der Verbrennungsluft entlang der Oberfläche des heißen Rohres zurückzulegenden Weges beträchtlich und bringt eine hohe Geschwindigkeit der Verbrennungsluft mit sich. Diese beiden Merkmale ergeben einen hounwirksamen Wärmetauscher. Ausserdea wird durch die zunehmende Steigung des schraubenförmigen Teiles eine Expansion der Verbrennungsluft bewirkt, und zwar wegen des Temperaturanstieges derselben, so daß der Rüokdruck verringert wird.
Es sind Leitungen vorgesehen, um die durch den Innenraum des Rohres 44 gebildete Kammer 58 mit der Ofenbrennkammer zu verbinden, so daß die heißen Gase des Ofens an den Wärmetauscher gelangen. Diese Verbindungeleitungen umfassen ein Knie 62 für die heißen Gase, welches in Fig. 4 dargestellt ist. Das Knie 62 ist aus einer Anzahl Auskleidungeteilen aus feuerfesten Material hergestellt sowie aus einer äusseren Umkleidung 66 aus Isoliermaterial, welche von einer äusseren Haut 68 umgeben ist. An den Enden des Knies sind ringförmige Flansche 70 bzw. 72 vorgesehen, um das Knie mit dem Ofen bzw. dem Wärmetauscher zu verbinden. Der Ofen ist mit Durchtritten 74 versehen, welche eine Verbindung zwischen dem Ofenbrennraum und dem Knie 62 bilden. Diese Durchtritte sind bo angeordnet, daß sie so dicht wie möglich bei dem Wärmetauscher liegen und daß sie eine direkte Berührung mit den von den Brennern ausgehenden Verbrennungsgasen in dem Ofen vermeiden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß ein Ofen verwendet ist, dessen Feuerungesystem von der gleiohen Art ist wie sie in der genannten Patentanmeldung erwähnt ist, wobei heiße Gase, die von einem Brenner ausgehen, quer durch den Ofen wandern müssen, so daß genügend Zeit vorhanden ist, damit sie ihre Hitze abgeben und sioh mit dem Rest der Ofengase vermischen, bevor sie an die Durchtritte 74 gelangen. Die Auskleidung 64· die nahe dem Wärme-
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tauscher angeordnet sein soll, ist mit einer Bohrung 76 versehen, welche so ausgebildet ist, daß sie das paeeend« Bade des inneren Rohres 44 des Wärmetauschers aufnehmen kann.
Es ist ein Abzugseyetem vorgesehen zum Abziehen der Ofengase durch den Wärmetauscher. Dieses System umfaßt eine Abzugsverzweigung 60 und Verbindungsleitungen 82 zwischen dem Wärmetauscher und der Abzugsverzweigung. Jede Verbindungeleitung 82 ist mit einem Einlaßkanal 84 versehen, der in der Hähe des Wärmetauschers in Fluohtung mit diesem und in geringem Abstand von demselben angeordnet ist, so daß eine gewisse Henge Umgebungeluft zusätzlich zu den Wärmetau scbgae en in die Leitung 82 gesaugt wird, üb ein Oberhitzen an dieser Verbindungsstelle zu vermeiden. Die Abzugsverzweigung 80 ist mittels eines Kanals 84 mit einem Abzugsgebläse 86 verbunden. Der Kanal 84 weist ein automatisches Ventil auf zum Steuern des Vakuums, welches bei dem Wärmetauscher angewendet wird, so daß die Henge der durch diesen gelangenden Ofengaee und damit die Größe der Vorerhitzung automatisch eingestellt werden kann. Das automatische Ventil 87 kann so verbunden sein, daß es auf die Temperatur der Heißluftleitung für den entsprechenden Brenner anspricht.
Der Einlaßkanal für jeden Wärmetauscher ist so aufgebaut, daß die Durchströmung der Ofengase eingestellt werden kann. Auf diese Weise läßt sich die Henge der Ofengaee, die durch jeden Wärmetauscher abgesaugt werden, auf gleiche Werte einstellen, so daß die an jeden Brenner abgegebene vorerhitzte Luft die gleiche Temperatur aufweist« Dies ist sehr wünschenswert für eine große Gleichmäßigkeit der Temperatur innerhalb des Ofens.
Zum Hegulieren der Strömung der Ofengaee durch den Wärmetau-
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acher 1st der Einlaßkanal 84 an Ende der Leitung 82 angesetzt, ao daß er sich zur AuslaSöffnung des Rohres 44 hin- oder fortbewegen läßt. Die Einrichtung, die die Binstellbarkeit bedingt, ist in Yig. 5 dargestellt und umfaßt einen Bolzen 86, der mit der Leitung 82 verschwelet ist, wobei das mit Gewinde versehene Ende des Bolzens nach außen ragt und sich durch einen axial erstreckenden Schlitz 88 in de* Einlaekanal 84 erstreckt. Auf den vorstehenden Teil des Bolzens 86 1st eine Flügelmutter 92 aufgesohraubt. Die Flügelmutter und die fflilee lassen sich also festspannen, so daß der Einlaßkanal 84 in verschiedenen Längesteilungen auf der Leitung 82 durch Beibung festgehalten wird. BeIa Zusammenstellen des Apparates wird der Blnlaekanal zuerst nit den gewünschten freien Eau» eingestellt und sodann die Flügelmutter festgesogen, so daß der Einlaßkanal 84 in seiner Stellung gehalten wird. Je näher der Binlaßkanal 84 dabei an das Ausladende des Rohres 44 liegt, desto größer ist die Saugwirkung, die auf den Wärmetauscher ausgeübt wird, und dementsprechend ist auch der Betrag der durch den Wärmetauscher abgesaugten Ofengase größer.
Es ist ferner ein Gebläse vorgesehen, um Luft von Raumteaperatur an den Wärmetauscher 40 zu liefern. Zur klareren Barstellung ist das Gebläaeaystea in den 71guren 1 und 2 gestrichelt eingezeichnet, Bas System umfaßt ein Gebläse 96, welohes Über einen Kanal 100 Bit einer Verteilung 93 verbunden ist. An die Verteilung sind eine Anzahl Zweigleitungen 102 für Gruppen von Vorerhitzern vorgesehen. Jeder Vorerhitzer ist Bit einer Einlafileitung 104 verseilen, die alt der Einlaßverbindung 50 verbunden ist. Demgemäß speiet das Gebläsesystem Luft von Raumtemperatur an jeden Vorerhitzer, und zwar über das Gebläse 94, den Kanal 100, die Verzweigung 98, die Zweigleitung 102 und die Einlaßverbindung 104.
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falle gewünscht, können die Einlaßverbindungen 104 mit einem Ventil zum Einstellen der hindurohfließenden Strömung versehen sein.
Jeder Torerhitzer 40 ist mit einer Auelaßleitung 106 für Verbrennungeluft versehen sin Abgeben von Verbrennungsluft von der VorerhitzerauslaBverbindung 52 au dem Bremer 30· Sie Verbindung nit den Brenner ist unterschiedlich ausgebildet, je nach der besonderen Bauart des Brenners. Der in der gleichzeitig eingereichten oben erwähnten Patentanmeldung beschriebene Brenner weist für die vorerhitzte Luft eine einfache Rohrverbindung auf, welche alt den Brenner verbunden ist, un die vorerhitgte Luft in Richtung der Längsachse desselben strömen zu lassen.
Seim Heizen des Ofens richten die Brenner 30 heiße Gasströne in die Ofenkammer, wie oben bereite beschrieben ist. Jeder Brenner 30. wird »it Brennstoff und Bit vorerhitzter Verbrennungsluft gespeist. Die Vorerhitzer 40 erhitzen die Verbrennungsluft durch Wärmetausch. Heiße Gase aus dem Ofen werden duroh die Earner 58 des inneren Rohres 44 alt der gewünschten Strömung·etärke duroh das Abaugsaystem hindurchgeleitet· Zur gleiohen Zelt drückt das Gebläsesystem Verbrennungsluft durch die Wärmetauscher, und zwar durch die Einlaßverbindung 50, den schraubenförmigen Gang und die Auelaßverbindung 52. Die heißen Gase aus dem Ofen und die au erhitzende Verbrennungsluft strömen dabei in entgegengesetzten Richtungen, so daß ein wirksamerer Wärmeaustausch stattfindet· Der Wärmeaustausch gesohieht zwischen der Verbrennungsluft und den heißen Gasen duroh das Silioiumcarbidrohr hindurch, welches die Temperatur der Verbrennungsluft erhöht. Die Wirksamkeit des Wärmeaustausches wird durch die schraubenförmige Strömung vergrößert, welche die Länge und die Fläche des Wärmeauetauschweges erhöht, wie bereits oben beschrieben ist.
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Die Verwendung eines feuerfesten Rohres in den Wärmeaustauscher verlängert die Lebensdauer desselben, da ein derartiges Rohr dauerhafter ist. Da das Siliciumcarbidrohr auseerdem in einer permanenten Stellung angebracht ist, läßt es sich nach der Abnutzung leicht auswechseln. Hierzu wird einfach das Siliciuncarbidrohr aus dem Wärmetauscher herausgeschoben und durch ein neues Rohr ersetzt.
Die Vorrichtung nach der Erfindung verringert die Größe der erforderlichen Bohranlage. Durch Anbringung des Wärmetauschers an den Ofen in der Hähe des Brenners ist zwisohen dem Wärmetauscher und den Brenner nur eine sehr kurze Robrläuge erforderlich. Es läßt sich auch ein sehr kleiner, nit feuerfestem Material ausgekleideter Feuerkanal verwenden mit einer minimalen Kanallänge» so daß die Wärme direkt von dem Ofen an den Vorerhitzer gelangt. Ein derartiger Feuerkanal ist gewöhnlich verhältnismäßig kostspielig.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist eine derartige Anordnung, daß das Siliciumcarbidrohr zentral innerhalb einer Hülse aus einer Legierung angeordnet ist. Das Rohr widersteht hohen Temperaturen des Gases, die bis zu 18000C (330O0F) betragen können, und zwar wegen der großen Geschwindigkeit der Luft, die uo sämtliche Teile des Rohres herumgelangt und die Durchschnittstemperatur desselben unterhalb einer schädlichen Temperatur hält. Demgemäß haben die Rohre eine lange Lebensdauer. Da die Luft die Legierungsteile ausserdem von dem heißen Siliciumcarbidrohr trennt, ist es sicher, das schraubenförmige Teil und die Hülse aus Legierungen herzustellen, welche die auftretenden Temperaturen aushalten und daher auch langlebig sind. Die Isolierung an der Aussenseite der Hülse kann auf ein Minimum beschränkt sein.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Kosten für die Unterhaltung und Überwachung sehr gering sind, da durch die zu erhitzende Luft eine angemessene Kühlung aller Metallteile erfolgt und das Einstellen der Temperatur des Silioiuocarbidrohres ein Brreiohen schädlicher Temperaturen bei demselben verhindert. Vie bereits oben erwähnt, umfaßt die Anordnung die Verwendung lediglich eines kostspieligen Teiles, nämlich des Siliciumcarbidrohres, welches leicht ohne Zerlegen des gesamten Wärmetauschers ersetzt werden kann.
PATEHTAHSPRÜCHEs
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Claims (8)

PATENTANSPRÜCHEs
1. Speisung duroh vorerhitztes Oae, alt einer Heizkanal er, in deren Wänden eine Anzahl Brenner in Abstand voneinander angeordnet sind» deren Heizgasströme in die Heizkaaaer des Ofens gerichtet sind, und mit einer Vorerhitzungselnriohtung zxini Zuführen vorerhitzter Brenngase an die Brenner, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorerhitzungseinriohtung eine Anzahl Vorerhitzungseinheiten (40) unfaflt, von denen jeweils eine einen Brenner zugeordnet 1st, daß jede Vorerhitzungseinhelt einen Wärmetauscher (41) aufweist, alt einer ersten Wttrnetauschkanaer (46) für die erhitzten Gase und mit einer zweiten Wäraetauechkaaaer (58) für die Heiz«· gase, dafi eine Einrichtung (62) sum Zuführen von Heizgas in die zweite Banner vorgesehen ist sowie eine Einrichtung (50) zum Zuführen von Brenngas in die erste Banner, so dafl dieses duroh die Heizgase erhitzt wird, und eine Verbindungseinrichtung (106) zuB Verbinden der ersten Kaaaer jeder Vorerhitsereinheit alt dea zugeordneten Brenner vorgesehen ist, so daß vorerhitztes Brenngas an diese geliefert wird, und daß jede Vorerhitzereinheit nahe dea zugeordneten Brenner angebracht ist, ua die länge des Verbindungsweges zwlsohen diesen Teilen kurz zu halten.
2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wärmetauscher ein äusseres Bohr (42) und ein koaxial zu diesen angeordnetes inneres Bohr (44) aufweist, daS die erste Wäraietaueohkanaer durch den Blngraua (46) zwlsohen den beiden Rohren gebildet ist und die zweite Wäraetauschkannaer durch den Innenraun des inneren Bohres, und dafi ein sich schraubenförmig durch die erste Kaaner erstreckendes Teil (48) vorgesehen ist, ua einen schraubenförmigen Strönungaweg durch die erste Kaaaer zu schaffen.
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3. Ofen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durob eine Einrichtung (62 - 76) ZUBi Durchleiten heißer Gaee von der OfenheizkaoBier durch die zweite Värnetausohkaaner, wobei diese Einrichtung eine Strünungsverbindung (62) zwischen der Of enheizkammer und einen Ende jede· inneren Rohres sowie ein Auslafisysten (80 bis 86) nit nehreren Leitungen aufweist» durch welches eine Sogwirkung auf das andere Ende 'er inneren Bohren ausgeübt wird.
4· Ofen nach Anspruch 3» gekennzeichnet duroh eine an jeder Leitung angebrachte Vorrichtung zum Verstellen der Sogwirkung an den entsprechenden inneren Rohr (Pig. 5).
5. Ofen nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung ein von den entsprechenden inneren Bohr in Abstand angeordnetes Seil (84) aufweist, welches relativ hu letzteren hin- und herbeweglich ist, un die Sogwirkung einstellen zu können.
6. Ofen nach Anspruch 1 bis 5» daduroh gekennzeichnet, dal das Brenngas nlttels eines Gebläses (96)^ und Leitungssystem (98, 100-106) duroh die ersten Kannern geleitet 1st, wobei das Gebläse so eingeschaltet ist, daß es Brenngas an das eine Ende jeder zweiten Värnetausohkanmer leitet und von den anderen Ende desselben Brenngas an die zugeordneten Brenner leitet.
7. Ofen nach Anepruoh 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen sich gegenüberliegenden Abschnitten des echraubenfümigen Teils sich steigend von einen zun anderen Ende vergrößert (Tig. 3).
8. Ofen nach Anspruch 2 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß da« schraubenförmige feil an ausseren Bohr befestigt 1st und
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das innere Rohr derart lose trägt, daß dieses gleitend beweglich in seine Stellung und aus dieser herausgeschoben werden kann.
9· Ofen naoh Anspruch 1 bis β» dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl Brenner in zwei vertikal In Abstand liegenden Schichten angeordnet sind, und die Brenner in jeder Schicht derart im Abstand voneinander liegen, daß ihre Heizgaeströme an getrennten Stellen in die Ofenheizkanmer gerichtet sind.
MIMTANWXLIt
WL-INO H. FINCIOE1DIPi1-ING H.BOhi. MPUN·. I. ITAiGM
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DE19651501969 1964-03-17 1965-03-17 Rekuperativer Vorwaermer fuer ein Brennmittel-insbesondere die Verbrennungsluft-eines Gasbrenners,z.B. zur Anwendung in keramischen OEfen Pending DE1501969A1 (de)

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