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Title:
DEVICE FOR GUIDING THE COMBUSTION GASES IN AN OVEN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/015831
Kind Code:
A1
Abstract:
The inventive device (50) for guiding the combustion gases in an oven for heat-treating or carbonising solid materials has a combustion chamber (63) with a burner, and a whirl chamber arrangement (51). Said whirl chamber arrangement (51) has an exterior space (54) with a guide spiral (71), the combustion chamber (63) opening out tangentially into one end of said exterior space (54), and an interior space (55). The exterior space (54) is delimited by an exterior jacket (52) with an approximately oval or elliptic cross-section and an interior jacket (53) which is preferably concentric in relation thereto. As a result, the device can accommodate a considerably greater volume flow and is better adapted to the configuration of the solid materials being treated.

Inventors:
BLEICKERT GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/005965
Publication Date:
April 01, 1999
Filing Date:
September 18, 1998
Export Citation:
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Assignee:
BLEICKERT GERHARD (DE)
International Classes:
F23C3/00; F23M9/08; (IPC1-7): F23G5/027; F23C3/00; F23M9/00
Foreign References:
DE9404317U11995-07-20
US5554347A1996-09-10
US4398471A1983-08-16
US4919763A1990-04-24
DE4408654A11995-09-21
DE9404317U11995-07-20
Attorney, Agent or Firm:
Fuhlendorf, Jörn (Fuhlendorf, Steimle & Becker Postfach 10 37 62 Stuttgart, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Einrichtung (50) zum Führen der Brennergase in einem Ofen zur Wärmebehandlung oder zur Verschwelung von Feststoffen, mit einer mit einem Brenner versehen Brennkammer (63) und mit einer Wirbelkammeranordnung (51), die einen mit einer Führungswendel (71) versehenen Außenraum (54), an dessen einem Ende die Brennkammer (63) tangential mündet, und einen Innenraum (55) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenraum (54) von einem im Querschnitt etwa ovalen oder elliptischen Außenmantel (52) und einem dazu vorzugsweise konzentrischen Innenmantel (53) begrenzt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenraum (54) mit Wirbelblechen (73) versehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (55) mit Wirbelblechen (77) versehen ist.
4. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (55) mit gegeneinander gerichteten radialen Schikanen (74,75) versehen ist.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungswendel (71) und die Schikanen (74,75) etwa gegenläufig angeordnet sind.
6. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Brenner vorgesehen ist, der an einem axialen Zwischenbereich des Außenraums (54) angesetzt ist.
7. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Querschnitt ovale bzw. elliptische Innenraum (55) an seinem ausgangsseitigen Ende in ein zylindrisches Rohr (57) übergeht.
8. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenraum (54) und der Innenraum (55) über eine am selben Ende anschließende Flachkammer miteinander in Verbindung stehen.
Description:
Einrichtung zum Führen der Brennergase in einem Ofen Beschreibung 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.

Bei einer derartigen aus dem DE 94 04 317 U1 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.

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.

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.

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.

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.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der übrigen Unteransprüche.

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 : Figur 1 in schematischer, teilweise abgebrochener Seitenansicht eine Einrichtung zum Führen der Brennergase gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, Figur 2 eine Ansicht auf die Einrichtung gemäß Pfeil II der Figur 1 und 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.

Desweiteren mündet tangential in den Außenmantel 52 nahe der einen Wand 56 eine Brennerkammer 63, die in nicht dargestellter Weise mit einem Brenner für 61 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.

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 wendelförmig verläuft, so dass die über die Brennkammer 63 tangential einströmenden Gase wendelförmig im Außenraum 54 bis zur zylindrischen Öffnung 62 geführt werden, wobei die Brennergase an dem Brennerrohr 66 zur nochmaligen und weiteren Erwärmung vorbeigeführt werden.

Der Außenraum 54 ist innerhalb dieser wendelförmigen 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.

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 Wirbelkammeranordnung 51 eingeführt. Die Brenngase laufen längs der wendelförmigen 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.