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Dokumentenidentifikation DE60301475T2 14.06.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001426681
Titel Kompakte Gasbrennvorrichtung mit niedrigem NOx und Verfahren
Anmelder JOHN ZINK COMPANY, LLC, Tulsa, Okla., US
Erfinder Chung, I-Ping, Tulsa, Oklahoma 74133, US;
Chambers, Jesse Steven, Skiatook, Oklahoma 74070, US;
Schnepper, Carol Ann, Tulsa, Oklahoma 74105, US;
Poe, Roger L., Beggs, Oklahoma 74421, US;
Jayakaran, Jaiwant D., Tulsa, Oklahoma 74137, US;
Waibel, Richard T., Broken Arrow, Oklahoma 74014, US;
Claxton, Michael G., Tulsa, Oklahoma 74135, US;
Zimola, Marianne, Owasso, Oklahoma 74055, US;
Foote, Darin Robert, Tulsa, Oklahoma 74112, US
Vertreter Patentanwälte Tergau & Pohl, 90482 Nürnberg
DE-Aktenzeichen 60301475
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.06.2003
EP-Aktenzeichen 032536351
EP-Offenlegungsdatum 09.06.2004
EP date of grant 31.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.06.2006
IPC-Hauptklasse F23D 14/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F23C 9/00(2000.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft Gasbrennervorrichtungen und Verfahren zum Verbrennen von Brenngas-Luft-Gemischen unter Erzeugung von Abgasen mit niedrigem NOx-Gehalt.

Es werden von den staatlichen Behörden kontinuierlich Emissionsstandards auferlegt, die die Mengen an gasförmigen Schadstoffen, wie beispielsweise Stickoxiden (NOx), die an die Atmosphäre abgegeben werden können, begrenzen. Solche Standards haben zur Entwicklung von verschiedenen verbesserten Gasbrenner-Konstruktionen geführt, die die Erzeugung von NOx und anderen Umwelt verschmutzenden Gasen senken. Zum Beispiel sind Verfahren und Vorrichtungen entwickelt worden, bei denen die ganze Luft und ein Teil des Brennstoffs in einer ersten Zone verbrannt werden und der verbleibende Brennstoff in einer zweiten Zone verbrannt wird. Bei diesem Stufenbrennstoff-Ansatz wirkt ein Luftüberschuss in der ersten Zone als Verdünnungsmittel, das die Temperatur der verbrennenden Gase senkt und dadurch die Bildung von NOx reduziert. Es sind andere Verfahren und Vorrichtungen entwickelt worden, bei denen Abgase mit Brenngas und/oder Brenngas-Luft-Gemischen kombiniert werden, um die Gemische zu verdünnen und ihre Verbrennungstemperaturen und die Bildung von NOx senken.

US 6 007 325 offenbart eine Brennervorrichtung mit einem Brennerstein mit sich horizontal erstreckenden Durchgängen, die von einer Außenfläche des Brennersteins vollständig bis zur Bohrung verlaufen. Eine Primärbrennstoffdüse befindet sich in jedem Durchgang. In der oberen Außenfläche des Brennersteins sind Kerben vorgesehen. Jede Kerbe ist mit einer Sekundärbrennstoffdüse ausgestattet.

Während die oben beschriebenen bekannten Verfahren und Brennervorrichtungen zur Erzeugung von Abgasen mit niedrigem NOx-Gehalt unterschiedlich erfolgreich waren, gibt es noch immer die Notwendigkeit einer Verbesserung bei Gasbrennervorrichtungen und Verfahren zum Verbrennen von Brenngasen, bei denen eine einfache ökonomische Brennervorrichtung verwendet wird und Abgase mit niedrigem NOx-Gehalt erzeugt werden. Weiter sind die Brennervorrichtungen, die bisher zur Durchführung der oben beschriebenen Verfahren verwendet wurden, im Allgemeinen groß, erzeugen Flammen mit großer Länge und haben einen niedrigen Arbeitsbereich.

Daher gibt es einen Bedarf an verbesserten Brennervorrichtungen und Verfahren, die Abgase mit niedrigem NOx-Gehalt erzeugen, und die Brennervorrichtungen sind kompakt, haben kurze Flammenlängen und große Arbeitsbereiche.

Durch die vorliegende Erfindung werden kompakte Gasbrennervorrichtungen mit niedrigem NOx-Gehalt und Verfahren zur Verfügung gestellt, die die oben beschriebenen Bedürfnisse erfüllen und die Mängel des Standes der Technik überwinden. Das heißt, dass die vorliegende Erfindung verbesserte Gasbrennervorrichtungen und Verfahren zur Abgabe von Gemischen aus Brenngas und Luft in den Ofenraum zur Verfügung stellt, wobei die Gemische verbrannt werden und Abgase mit niedrigem NOx-Gehalt daraus gebildet werden. Darüber hinaus sind die kompakten Brennervorrichtungen der Erfindung kleiner als die meisten bekannten Brennervorrichtungen, haben große Arbeitsbereiche und erzeugen kurze Flammenlängen.

Eine kompakte Gasbrennervorrichtung einer Ausführungsform umfasst im Wesentlichen ein Gehäuse mit einem offenen Ende, das an einen Ofenraum angebracht ist, und Mittel zur Einführung einer kontrollierten Luftströmungsrate in das daran angebrachte Gehäuse. Eine feuerfeste Brennerkachel ist an dem offenen Ende des Gehäuses angebracht, die eine darin ausgebildete Öffnung aufweist, um zu ermöglichen, dass Luft von dem Gehäuse in den Ofenraum strömt. Die Brennerkachel weist eine die Öffnung umgebende Wand auf, die sich in den Ofenraum erstreckt and eine Mischzone innerhalb und über der Wand bildet. Die Außenseiten der Wand sind durch eine Vielzahl von radial angeordneten, daran angebrachten Prallblechen in Abschnitte geteilt, wobei abwechselnde Abschnitte dieselben oder unterschiedliche Höhen haben und sich in demselben oder unterschiedlichen Winkeln zur Öffnung hin geneigt sind. Einige oder alle Abschnitte, vorzugsweise jeder zweite Abschnitt, besitzen darin ausgebildete Durchgänge zum Leiten von Primärbrenngas von außerhalb des Abschnitts in das Innere der Wand. Eine Primärbrenngasdüse, die mit einer Brenngasquelle verbunden ist, kann zum Mischen von zusätzlichem Primärbrenngas mit der durch die Brennerkachel strömenden Luft wahlweise innerhalb der Öffnung und der Wand der Brennerkachel angeordnet sein. Eine oder mehr Brenngasdüsen, vorzugsweise eine für jeden äußeren geneigten Wandabschnitt, die mit einer Brenngasquelle verbunden und außerhalb der Brennerwand angeordnet sind, werden zur Abgabe von Sekundärbrenngas benachbart von einem oder mehreren Abschnitten vorgesehen. Eine oder mehrere der Brenngasdüsen, vorzugsweise jede zweite Brenngasdüse, geben auch Primärbrenngas und Abgase in und durch die Primärbrenngas-Durchgänge ab, wodurch das Sekundärbrenngas sich mit Abgasen im Ofenraum vermischt, das Gemisch aus Sekundärbrenngas und Abgasen sich mit der nicht verbrannten Luft, Primärbrenngas und Abgasen, die durch die Öffnung und Wand der Brennerkachel strömen, vermischt und das sich ergebende Gemisch im Ofenraum in einem gefalteten Flammenmuster verbrannt wird.

Durch die verbesserten Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein Gemisch aus Brenngas und Luft in einen Ofenraum abgegeben, in dem das Gemisch in einem gefalteten Flammenmuster verbrannt wird und Abgase mit niedrigem NOx-Gehalt daraus gebildet werden. Ein Verfahren einer Ausführungsform umfasst im Wesentlichen die Schritte der Abgabe der Luft in eine Mischzone innerhalb und benachbart zu einer Wand, die sich in den Ofenraum erstreckt und Außenseiten aufweist, die durch eine Vielzahl von radial angeordneten, daran angebrachten Prallblechen in abwechselnde Abschnitte eingeteilt werden. Die abwechselnden Abschnitte haben dieselbe oder unterschiedliche Höhen und neigen sich zur Öffnung hin in demselben oder in unterschiedlichen Winkeln. Eine oder mehrere der Abschnitte, vorzugsweise jeder zweite Abschnitt der abwechselnden Abschnitte, hat darin ausgebildete Durchgänge zum Leiten eines Gemischs aus Primärbrenngas und Abgasen von außerhalb der Abschnitte ins Innere der Wand. Ein primärer Teil des Brenngases wird von Stellen außerhalb der Wand und benachbart zu einem oder mehr Wandabschnitten mit darin ausgebildeten Durchgängen abgegeben, so dass der primäre Teil des Brenngases mit Abgasen im Ofenraum gemischt wird und das sich ergebende, gebildete Primärbrenngas-Abgas-Gemisch in die Mischzone im Inneren der Wand durch eine oder mehr Durchgänge strömt, um ein Primärbrenngas-Abgas-Luft-Gemisch zu bilden, das in den Ofenraum strömt. Gleichzeitig wird ein zweiter Teil des Brenngases von einer oder mehr Stellen außerhalb der Wand und benachbart zu einem oder mehreren Wandabschnitten abgegeben, so dass der zweite Teil des Brenngases sich mit Abgasen im Ofenraum mischt und das gebildete Sekundärbrenngas-Abgas-Gemisch in das Primärbrenngas-Abgas-Luft-Gemisch in einer Mehrzahl von einzelnen Strömen abgegeben wird, die in das Primärbrenngas-Abgas-Luft-Gemisch gelangen und sich mit diesem mischen, um ein stark gemischtes Brenngas-Abgas-Luft-Gemisch zu bilden, das in einem gefalteten Flammenmuster verbrennt.

Der Umfang der Erfindung wird in den beigefügten Ansprüchen definiert.

Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind dem Fachmann nach dem Lesen der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen ohne weiteres ersichtlich, wenn es in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erfolgt, worin:

1 eine perspektivische Ansicht der Brennerkachel der vorliegenden Erfindung ist, die eine Wand umfasst, die durch eine Vielzahl von radialen Prallblechen in Abschnitte unterteilt ist, wobei abwechselnde Abschnitte unterschiedliche Höhen aufweisen und sich zur Öffnung hin in unterschiedlichen Winkeln neigen.

2 eine Seiten-Querschnittsansicht der Brennervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist, die an einer Ofenwand angebracht ist, einschließlich der Brennerkachel der 1, wobei die Ansicht der Brennerkachel entlang der Linie 2-2 von 1 erfolgt.

3 eine Aufsicht auf den Brenner der 2 entlang der Linie 3-3 der 2 ist;

4 eine Seiten-Querschnittsansicht der Brennerkachel entlang der Linie 4-4 der 3 ist;

5 ein Bild des gefalteten Flammenmusters ist, das durch die Brennervorrichtung und Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.

Mit Bezug auf die Zeichnungen wird eine kompakte Gasbrennervorrichtung mit niedrigem NOx Gehalt der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Wie am besten in der 2 gezeigt ist, ist die Brennervorrichtung 10 abdichtend an der Bodenwand 12 eines Ofenraums über einer darin befindlichen Öffnung angebracht. Während Gasbrennervorrichtungen üblicherweise senkrecht befestigt sind und nach oben gezündet werden, wie in der 2 gezeigt ist, ist davon auszugehen, dass die Brennervorrichtung auch horizontal befestigt sein kann und horizontal oder vertikal gezündet und nach unten gezündet werden kann. Die Brennervorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 14 mit einem offenen Ende 16 und einem offenen Ende 18. Das Gehäuse 14 ist an der Ofenwand 12 mittels einer Dichtung 20 und einer Mehrzahl von Bolzen 22 befestigt, die sich durch komplementäre Öffnungen in der Dichtung 20 und der Wand 12 erstrecken. Ein Luftströmungsraten regulierendes Register 24 ist mit dem Gehäuse 14 an dessen offenem Ende 16 zum Regulieren der Strömungsrate von Verbrennungsluft, die in das Gehäuse 14 gelangt, verbunden. Die Ofenwand 12 weist eine Innenschicht aus daran angebrachtem Isoliermaterial 26 auf, und das offene Ende 18 des Gehäuses 14 weist eine Brennerkachel 28 auf, die aus flammen- und wärmebeständigem, daran angebrachtem feuerfestem Material ausgebildet ist. Wie in der 2 veranschaulicht, begrenzen die Innenfläche des an der Ofenwand 12 angebrachten Isoliermaterials 26 und die Oberseite des Unterteils 30 der Brennerkachel 28 einen Ofenraum, in dem das Brenngas und Luft, die durch die Brennervorrichtung 10 abgegeben wird, verbrannt werden. Die Brennerkachel 28 hat eine zentrale Öffnung 32, die im Unterteil 30 ausgebildet ist, durch die Luft, die in das Gehäuse 14 mittels des Luftregisters 24 eingeführt wird, abgegeben wird. Die Brennerkachel 28 umfasst auch einen Wandabschnitt 34, der die Öffnung 32 umgibt und sich in den Ofenraum erstreckt. Die Brennerkachel 28 und die zentrale Öffnung 32 im Unterteil 30 der Brennerkachel 28 sowie das Gehäuse 14 können verschiedene Formen haben, zum Beispiel kreisförmig, rechteckig, quadratisch, dreieckig, polygonal sein oder eine andere Form aufweisen. Allerdings weist die Brennervorrichtung 10 vorzugsweise eine kreisförmige Brennerkachel 28 auf, die eine kreisförmige Öffnung 32 hat. Der Wandabschnitt 34 ist kreisförmig. Auch das Gehäuse 14 hat vorzugsweise eine kreisförmige Öffnung 18 und das Gehäuse ist vorzugsweise zylindrisch. Allerdings kann das Gehäuse auch eine quadratische Öffnung 18 haben und kann quadratische oder rechteckige Seiten 15 aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform, wie in der 2 gezeigt, ist die Öffnung 32 in der Brennerkachel 28 kleiner als an den Innenseiten 33 der Wand 34, so dass ein Absatz 35 in der Kachel 28 vorgesehen ist, der als Flammenstabilisierungsfläche dient.

Mit Bezug auf die 1 ist eine perspektivische Ansicht der Brennerkachel 28 und der Wand 34 gezeigt. Die Innenseiten der Wand 34 stehen senkrecht, wie am besten in der 2 gezeigt ist. Die Außenseiten der Wand 34 sind durch radial angeordnete Prallbleche 40 in eine Mehrzahl von Abschnitten 36 und 38 geteilt, wobei die abwechselnden Abschnitte 36 und 38 unterschiedliche Höhen aufweisen und sich zur Öffnung 32 in unterschiedlichen Winkeln neigen, wie in den Zeichnungen gezeigt.

Mit Bezug auf die 4 ist ersichtlich, dass in einer bevorzugten Ausführungsform die Abschnitte 36 kurze Höhen aufweisen und sich zur Öffnung 32 in der Brennerkachel 34 in großen Winkeln im Vergleich zu den Abschnitten 38 neigen, die höher sind und sich zur Öffnung 32 hin in kleineren Winkeln neigen. Wie jetzt deutlich wird und in den 1 bis 4 gezeigt ist, wechseln sich die Abschnitte 36 und 38 zwischen den Prallblechen 40 um die Wand 34 herum ab. In der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform gibt es vier Abschnitte 36 und vier Abschnitte 38. Je nach der Größe des Brenners können mehr oder weniger abwechselnde Abschnitte vorhanden sein, wobei sich insgesamt gerade Zahlen ergeben, zum Beispiel 4, 6, 8, 10 usw.

Die abwechselnden Abschnitte 36 haben Höhen im Bereich von etwa 0 cm bis etwa 41 cm (etwa 0 Zoll bis etwa 16 Zoll) und neigen sich zur Öffnung 32 hin in einem Winkel im Bereich von etwa 0 Grad bis etwa 90 Grad. Die abwechselnden Abschnitte 38 können dieselbe oder unterschiedliche Höhen wie die abwechselnden Abschnitte 36 im Bereich von etwa 5 cm bis etwa 41 cm (etwa 2 Zoll bis etwa 16 Zoll) haben und neigen sich zur Öffnung 32 hin in demselben oder in unterschiedlichen Winkeln im Bereich von etwa 0 Grad bis etwa 60 Grad. Vorzugsweise haben die abwechselnden Abschnitte 36 Höhen im Bereich von etwa 0 cm bis etwa 41 cm (etwa 0 Zoll bis etwa 16 Zoll) und neigen sich im Bereich von etwa 0 Grad bis etwa 90 Grad, und die abwechselnden Abschnitte 38 haben unterschiedliche Höhen im Bereich von etwa 5 cm bis etwa 41 cm (etwa 2 Zoll bis etwa 16 Zoll) und neigen sich unterschiedlich dazu im Bereich von etwa 0 Grad bis etwa 60 Grad. Wie am besten in den 2 bis 4 gezeigt ist, umfassen die Abschnitte 36 jeweils einen Durchgang 42, der sich von außen in das Innere der Wand 34 erstreckt und durch den mit Abgasen gemischtes Brenngas strömt, wie weiter unten beschrieben ist.

In einer besonders bevorzugten Anordnung der abwechselnden Abschnitte 36 und 38 haben die ersten abwechselnden Abschnitte Höhen im Bereich von etwa 5 Zoll bis etwa 10 Zoll und neigen sich zur Öffnung hin in einem Winkel im Bereich von etwa 10 Grad bis etwa 30 Grad, und die zweiten abwechselnden Abschnitte haben dieselben oder unterschiedliche Höhen wie die ersten abwechselnden Abschnitte im Bereich von etwa 6 Zoll bis etwa 12 Zoll und neigen sich zur Öffnung hin in demselben oder in unterschiedlichen Winkeln im Bereich von etwa 5 Grad bis etwa 15 Grad.

In einer gegenwärtig bevorzugten Anordnung haben die ersten abwechselnden Abschnitte Höhen von etwa 7 Zoll und neigen sich zur Öffnung hin in einem Winkel von etwa 20 Grad, und die zweiten abwechselnden Abschnitte haben eine Höhe von etwa 9 Zoll und neigen sich zur Öffnung hin in einem Winkel von etwa 10 Grad.

Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, kann eine zentrale Primärbrenngasdüse 44 wahlweise in der Öffnung 32 in der Nähe des Bodens der Brennerkachel 28 angeordnet sein. Im Betrieb ist die Düse 44 durch eine Leitung 46 mit einem Brenngasstutzen 48 verbunden. Die Leitung 46 ist mit dem Stutzen 48 über eine Verbindung 50 verbunden, und eine Leitung 52, die mit dem Stutzen 48 verbunden ist, ist mit einer unter Druck stehenden Brenngasquelle gekoppelt. Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, kann eine Venturidüse 37 wahlweise um und über der Düse 44 angeordnet sein, so dass ein mageres Brenngasgemisch aus Brenngas und Luft gebildet und in und über der Venturidüse 37 verbrannt wird. Weiterhin kann der Brenner 14 wahlweise eine Mehrzahl von Düsen 44 und Venturidüsen 37 anstelle der einzelnen Düse 44 und der Venturidüse 37 aufweisen.

Wie am besten in den 2 und 3 gezeigt ist, sind beabstandet an der Oberfläche 30 der Brennerkachel 28 benachbart der Böden der Abschnitte 36 und 38 der Wand 34 eine Mehrzahl von Sekundärbrenngas-Auslassdüsen 54 angeordnet. Die Düsen 54 sind benachbart den Schnittstellen der Abschnitte 36 und 38 mit der Fläche des Unterteils 30 der Brennerkachel 28 angeordnet. Die Düsen 54 sind mit den Brenngasleitungen 56 (2) verbunden, die mit dem Brenngasstutzen 48 durch Verbindungen 58 verbunden sind. Die Düsen 54, die benachbart den Abschnitten 38 angeordnet sind, umfassen Brenngas-Auslassöffnungen, wodurch Sekundärbrenngas in Fächerform die im Wesentlichen parallel und benachbart zu den Außenflächen der Abschnitte 38 abgegeben wird. Die Düsen 54, die benachbart den Abschnitten 36 angeordnet sind, umfassen Brenngas-Auslassöffnungen, wodurch Sekundärbrenngas in Fächerform im Wesentlichen parallel und benachbart zu den Außenflächen der Abschnitte 36 abgegeben wird. Wenn das Sekundärbrenngas, das durch die Düsen 54 abgegeben wird, über die Oberflächen der Abschnitte 36 und 38 strömt, werden Abgase im Ofenraum außerhalb der Brennerkachel 28 mit dem Sekundärbrenngas gemischt.

Die Durchgänge 42 in den Abschnitten 36 sind benachbart den Düsen 54 angeordnet, wie am besten in der 3 veranschaulicht ist. Zusätzlich zu den Brenngas-Auslassöffnungen zur Abgabe von Sekundärbrenngas parallel zu den Oberflächen der Abschnitte 36 umfassen die Brenngasdüsen 54 benachbart den Abschnitten 36 und den darin ausgebildeten Durchgängen 42 Primärbrenngas-Auslassöffnungen zur Abgabe von Primärbrenngas in das Innere der Öffnung 32 und der Wand 34 der Brennerkachel 28. Wegen der Primärbrenngasströme, die durch die Öffnungen 42 strömen, werden Ofenraum-Abgase außerhalb der Brennerkachel 28 hinein gezogen und strömen durch die Öffnungen 42 mit dem Primärbrenngas in das Innere der Öffnung 32 und Wand 34 der Brennerkachel 28.

Während die Durchgänge 42 mit Primärbrenngasströmen und Abgasen, die hindurch strömen, sich vorzugsweise in jedem anderen Abschnitt befinden, wie oben beschrieben, ist davon auszugehen, dass eine oder mehr Durchgänge 42 mit Primärbrenngasströmen und Abgasen, die hindurchströmen, in der Wand 34 der Brennerkachel 28 verwendet werden können.

Zusätzlich zu dem Begrenzen der Abschnitte 36 und 38 dienen die Prallbleche dazu, Sekundärbrenngas und Abgase in eine Mehrzahl von einzelnen Strömen zu teilen, die in die aus dem Inneren der Wand 34 der Brennerkachel 28 abgegebenen Primärbrenngas-Abgas-Luft-Gemische gelangen und sich innig damit mischen. Die Primärbrenngas-Abgas-Luft-Gemische, die innerhalb der Wand 34 gebildet werden, werden entzündet, während sie innerhalb der Wand 34 sind, und strömen dann aus der Wand 34 heraus. Die Kollisionen der Sekundärbrenngas-Abgas-Ströme mit den Primärbrenngas-Abgas-Luft-Gemischen erzeugen eine Mehrzahl von U-förmigen oder gefalteten Flammen 60, wie in der 5 gezeigt. Wie dem Fachmann bekannt ist, ist einer der primären Mechanismen, die NOx in einem Verbrennungsverfahren erzeugen, thermales NOx, d.h. je höher die Flammentemperatur ist, desto mehr NOx wird erzeugt. In der Brennervorrichtung der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Vielzahl an gefalteten Flammen 60, die in der 5 gezeigt sind, dass das Brenngas schnell mit den Abgasen vor und während des Verbrennens mit Luft gemischt wird, wodurch NOx verringert wird. Außerdem bewirkt die erhöhte Oberfläche der gefalteten und gewundenen Flammen 60, dass Abgase mit den Flammen wirksamer gemischt werden, und die Abrisse 62 in den Flammen, die zwischen den Falten bestehen, ermöglichen, dass Abgase weiter zwischen die Flammen eindringen und sich damit mischen, was alles zu einer sehr geringen NOx-Erzeugung beiträgt.

Im Betrieb der Brennervorrichtung 10 wird Brenngas in den Ofenraum, an den der Brenner 10 angebracht ist, eingeführt und darin mit einer Strömungsrate verbrannt, die zu der gewünschten Wärmefreisetzung führt. Es wird auch Luft in das Brennergehäuse 14 eingeführt, und eine Luftsäule strömt in den Ofenraum. Die Strömungsrate der in den Ofenraum eingeführten Luft liegt im Bereich von etwa 0% bis etwa 100% über der Strömungsrate der Luft, die erforderlich ist, um ein stöchiometrisches Gemisch aus Luft und Brenngas zu bilden. Vorzugsweise liegt die Luftströmungsrate um etwa 15% über der stöchiometrischen Luftströmungsrate. Anders ausgedrückt enthält das Gemisch aus Brenngas und Luft, die in den Ofenraum abgegeben wird, etwa 0% bis etwa 100% Luftüberschuss. Wie in der 2 gezeigt ist, strömt die Luftsäule durch das Gehäuse 14 und durch die (Öffnung 32 in der Brennerkachel 28 in die Mischzone, die im Inneren und über der Wand 34 ausgebildet ist. Während sie sich in der Mischzone befindet, mischt sich die Luft mit dem Primärbrenngas und den Abgasen, die über die Durchgänge 42 und die Abgasdüsen 54, die sich benachbart der Durchgänge 42 befinden, und wahlweise über die Brenngasdüse 44 in die Mischzone abgegebenen werden. Das sich ergebende Primärbrenngas-Abgas-Luft-Gemisch, das einen großen Luftüberschuss enthält, wird in und benachbart zur Oberseite der Brennerkachel 28 verbrannt, und die daraus gebildeten Abgase haben aufgrund der Verdünnung des Brenngases durch die überschüssige Luft und Abgase einen sehr geringen NOx-Gehalt.

Das Sekundärbrenngas, das in Richtungen parallel zu den Oberflächen der Abschnitte 36 und 38 über die Düsen 54 abgegeben wird, wird mit Abgasen gemischt, die die Brennerkachel 28 umgeben. Die sich ergebenden Sekundärbrenngas-Abgas-Gemische werden in das Primärbrenngas-Luft-Gemisch abgegeben, das vom Inneren der Wand 34 in einer Mehrzahl von einzelnen Strömen strömt, die ein gefaltetes Flammenmuster bilden und sich mit dem Primärbrenngas-Luft-Gemisch mischen, um ein gut gemischtes Brenngas-Abgas-Luft-Gemisch zu bilden. Das Brenngas-Abgas-Luft-Gemisch verbrennt in einer Vielzahl von gefalteten Flammen im Ofenraum und erzeugt Abgase mit niedrigem NOx-Gehalt dadurch, dass das Brenngas mit relativ kühler überschüssiger Luft und Abgasen verdünnt wird.

Während das Sekundärbrenngas vorzugsweise über Düsen 54 benachbart der Oberflächen der ganzen Abschnitte 36 und 38 abgegeben wird, ist davon auszugehen, dass das Sekundärbrenngas von einer oder mehr Düsen 54 benachbart dem einen oder mehr Abschnitten 36 und 38 abgegeben werden kann.

Ein Verfahren der Erfindung zur Abgabe eines Gemischs aus Brenngas und Luft in einen Ofenraum, in dem das Gemisch in einem gefalteten Flammenmuster verbrannt wird und Abgase mit niedrigem NOx-Gehalt daraus gebildet werden, umfasst die Schritte: (a) Abgabe der Luft in eine Mischzone innerhalb und benachbart zu einer Wand, die sich in den Ofenraum erstreckt und Außenseiten aufweist, die durch eine Mehrzahl von radial angeordneten, daran angebrachten Prallblechen in abwechselnde Abschnitte geteilt ist, wobei die abwechselnden Abschnitte dieselbe oder unterschiedliche Höhen aufweisen und zur Öffnung in demselben oder in unterschiedlichen Winkeln geneigt sind und ein oder mehr abwechselnde Abschnitte einen darin ausgebildeten Durchgang haben, um ein Gemisch aus Primärbrenngas und Abgasen von außerhalb des Abschnitts in das Innere der Wand zu leiten; (b) Abgabe eines primären Teils des Brenngases von Stellen außerhalb der Wand und benachbart zu einer oder mehr Wandabschnitten mit darin ausgebildeten Durchgängen, so dass der primäre Teil des Brenngases mit Abgasen im Ofenraum gemischt wird und das sich ergebende, gebildete Primärbrenngas-Abgas-Gemisch in die Mischzone innerhalb der Wand durch die Durchgänge strömt, um ein Primärbrenngas-Abgas-Luft-Gemisch zu bilden, das in den Ofenraum strömt; und (c) Abgabe eines sekundären Teils des Brenngases aus einem oder mehr Stellen außerhalb der Wand und benachbart zu einer oder mehr Wandabschnitten, so dass der sekundäre Teil des Brenngases sich mit Abgasen im Ofenraum mischt und das gebildete Sekundärbrenngas-Abgas-Gemisch in das Primärbrenngas-Abgas-Luft-Gemisch in einen oder mehr einzelnen Strömen, die durch die radial angeordneten Prallbleche gebildet werden, abgegeben wird, die in das Primärbrenngas-Abgas-Luft-Gemisch gelangen und sich mit diesem mischen, um ein gut gemischtes Brenngas-Abgas-Luft-Gemisch zu bilden, das in dem gefalteten Flammenmuster verbrennt.

Das obige Verfahren kann auch den wahlweisen Schritt des Einführens eines Teils des Primärbrenngases in die Mischzone innerhalb der Wand der Brennerkachel aufweisen, wodurch das Primärbrenngas mit der darin befindlichen Luft gemischt wird.

Das Brenngas, die Abgase und Luft, die gemäß Schritt (b) in den Ofenraum abgegeben werden, können etwa 0% bis etwa 100% überschüssige Luft enthalten. Der primäre Teil des Brenngases, der gemäß Schritt (b) verwendet wird, liegt im Bereich von etwa 2 Vol.-% bis etwa 40 Vol.-% des gesamten Brenngases, das in den Ofenraum abgegeben wird, und der sekundäre Teil des Brenngases, der gemäß Schritt (c) verwendet wird, liegt im Bereich von etwa 60 Vol.-% bis etwa 98 Vol.-% des gesamten Brenngases, das in den Ofenraum abgegeben wird.

Ein anderes Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Abgabe eines Gemischs aus Brenngas und Luft in einen Ofenraum, in dem das Gemisch in einem gefalteten Flammenmuster verbrannt wird und Abgase mit niedrigem NOx-Gehalt daraus gebildet werden, umfasst die folgenden Schritte: (a) Abgabe einer Luftsäule in den Ofenraum; (b) Abgabe eines ersten Teils des mit Abgasen aus dem Ofenraum gemischten Brenngases in die Luftsäule; und (c) Abgabe eines zweiten Teils des mit Abgasen aus dem Ofenraum gemischten Brenngases in die Luftsäule, die den ersten Teil des mit Abgasen gemischten Brenngases enthält, in einer Mehrzahl von einzelnen Strömen aus beabstandeten Stellen um die Säule herum, wobei die einzelnen Ströme radial in die Säule gelangen und darin zusammen mit dem ersten Teil des Brenngases in einzelnen gefalteten Flammen verbrennen, die von den Abgasen und der Luft umgeben sind und damit vermischt werden.

Ein noch anderes Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Abgabe eines Gemischs aus Brenngas und Luft in einen Ofenraum, in dem das Gemisch in einem gefalteten Flammenmuster verbrannt wird und Abgase mit niedrigem NOx-Gehalt daraus gebildet werden, umfasst die folgenden Schritte: (a) Abgabe der Luft in den Ofenraum; und (b) Abgabe des mit den Abgasen aus dem Ofenraum gemischten Brenngases in die Luft in zwei oder mehr einzelnen Strömen, die in die Luft gelangen und darin in einer oder mehr gefalteten Flammen, die von Abgasen und Luft umgeben und damit gemischt sind, verbrennen.

Um die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, ihren Betrieb und die Verfahren der Erfindung weiter zu veranschaulichen, werden die nachfolgenden Beispiele angegeben.

BEISPIEL 1

Eine Brennervorrichtung 10, die zur Wärmefreisetzung von 8.000.000 BTU pro Stunde durch Verbrennen von Erdgas mit einem Wärmewert von 913 BTU/SCF konstruiert war, wurde in einen Ofenraum feuern gelassen. Unter Druck stehendes Brenngas wurde dem Stutzen 48 des Brenners 10 bei einem Druck von etwa 33 psig und einer Strömungsrate von etwa 8765 SCF/Stunde zugeführt. Ein Brenngasanteil von 20 Vol.-% (1753 SCF/h) wurde als Primärbrenngas verwendet und innerhalb der Öffnung 32 und Wand 34 der Brennerkachel 28 über die Brenngasabgabedüse 44 und die Brenngasabgabedüsen 54 abgegeben, die benachbart den Öffnungen 42 in der Wand 40 der Brennerkachel 28 angeordnet sind. Der verbleibende Teil des Brenngases, d.h. der sekundäre Teil wurde (bei einer Rate von 7012 SCF/Stunde) in den Ofenraum über die Düsen 54 in getrennten, mit Abgasen gemischten Brenngasströmen abgegeben.

Die Rate an Luft, die durch das Luftregister 24, das Gehäuse 14 und die Brennerkachel 28 in den Ofenraum eingeführt wird, lag mindestens 15% über der stöchiometrischen Luftrate bezüglich der gesamten Brenngasrate. Das Primärbrenngas-Abgas-Luft-Gemisch begann in der Umgebung der Durchgänge 42 und an der Oberseite der Brennerkachelwand 34 zu brennen. Die Brenngas-Abgas-Gemische, die in unterschiedlichen Winkeln in das teilweise brennende Brenngas-Luft-Abgas-Gemisch an der Oberseite der Brennerkachelwand 34 abgegeben werden, wurden innig mit den Abgasen aus dem Ofenraum und der darin verbliebenen Luft gemischt und über der Brennerkachel in einer kurzen Flamme mit einem gefalteten Flammenmuster verbrannt. Wegen der Verdünnung der primären und sekundären Brenngase mit den Abgasen und der überschüssigen Luft und dem innigen Mischen des Brenngas-Luft-Abgas-Gemischs hatte der Brenner einen großen Arbeitsbereich und erzeugte sehr niedrige NOx-Emissionen. Schließlich hat die Brennervorrichtung 10 kompakte Abmessungen (deutlich kleiner als von anderen Brennern mit niedrigem NOx-Gehalt) und kann leicht in bestehenden Öfen installiert werden.

BEISPIEL 2

Um das Flammenmuster zu sehen, das durch die Brennervorrichtung 10 erzeugt wird, wenn sie wie im Beispiel 1 oben betrieben wird, wurde ein Computersimulationsprogramm verwendet. Die verwendete Software wurde von Fluent Inc. in Lebanon, New Hampshire erhalten. Die Konstruktion des Brenners wurde im Simulationsprogramm im vollständigen dreidimensionalen Detail einschließlich aller wichtigen Merkmale, wie beispielsweise Kachelfacetten, Brenngasöffnungsbohrungen, Flammenhalterkachelabsatz und vollständige Luftsammelraumkonfiguration, rekonstruiert.

Ein dreidimensionales Modell des Ofen, in dem die Brennervorrichtung getestet wurde, wurde dann hergestellt, und das Brennermodell wurde im Ofenmodell genau wie der Testbrenner und der im Beispiel 1 verwendete Ofen angebracht, mit der Ausnahme, dass die Luft von der Seite und nicht vom Boden in das Gehäuse gelangte. Die Strömungsräume im Brennermodell wurden in kleine Volumina unter Verwendung des begrenzten Volumenverfahrens eingeteilt, und es wurden Grenzbedingungen, z.B. Brennstoffdruck, Strömungsraten usw., an den Eingängen des Brennermodells angelegt. Die Software kalkulierte und berechnete dann die Strömungsmuster sowie die Verbrennungsreaktionen und das sich ergebende Flammenmuster durch iterative Berechnungswerte für alle Verbrennungs- und Strömungsparameter in jedem der kleinen Volumina voraus.

Die Berechnungen wurden wiederholt, bis der vorhergesagte Fehler auf ein gewünschtes Niveau reduziert wurde, und dann wurde die Ausgabe (eine Wertetabelle für jedes Volumen) in ein Graphiksoftwarepaket eingegeben, die ein Profil von statischen Temperaturen in Ebenen erzeugte, die in interessanten Höhen durch die Flamme geschnitten wurden. Eine solche Höhe ist in der 5 dargestellt.

Wie in der 5 gezeigt ist, weist das Flammenmuster acht gefaltete Flammen 60 auf, die den acht Abschnitten 36 und 38 der Brennerkachel entsprechen und Abrisse 62 zwischen den Falten aufweisen. Die mittlere Flamme 64 wird durch das Verbrennen des Brennstoffs erzeugt, der aus der Brenngasdüse 44 abgegeben wird.

Wie hier zuvor erwähnt, ermöglichen die einzelnen gefalteten Flammen 60, dass das Brenngas schnell mit den Abgasen gemischt wird, bevor es mit Luft verbrannt wird, wodurch die Flammentemperatur und Erzeugung von NOx-reduziert wird. Weiterhin ermöglicht die erhöhte Oberfläche der gefalteten Flammen 60 und der Abrisse 62, die zwischen den Falten existieren, dass Abgase durch die Flammen hindurch treten und sich damit in einem größeren Ausmaß als bisher möglich mischen. Demgemäß ist der NOx-Emissionsgehalt der Abgase, die an die Atmosphäre freigesetzt werden, sehr gering.

Daher ist die vorliegende Erfindung gut geeignet, um die Aufgaben durchzuführen und die erwähnten sowie die inhärenten Ziele und Vorteile zu erreichen. Obwohl zahlreiche Änderungen vom Fachmann vorgenommen werden können, sind solche Änderungen vom Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, umfasst.


Anspruch[de]
  1. Kompakte Gasbrennervorrichtung (10) mit einer kurzen Flammenlänge und einem großen Arbeitsbereich, um im Betrieb ein Gemisch aus Brenngas und Luft in einen Ofenraum abzugeben, wobei das Gemisch verbrannt wird und Abgase mit niedrigem NOx-Gehalt daraus gebildet werden, umfassend:

    ein Gehäuse (14) mit einem offenen Ende (18), das an dem Ofenraum anbringbar ist;

    ein Mittel (24) zum Einführen einer kontrollierten Luftströmungsrate in das daran angebrachte Gehäuse;

    eine an dem offenen Ende (18) des Gehäuses (14) angebrachte Brennerkachel (28) mit einer darin ausgebildeten Öffnung (32), um zu ermöglichen, dass die Luft hindurchströmt, und mit einer kreisförmigen, die Öffnung (32) umgebenden Wand (34), die sich im Betrieb in den Ofenraum hinein erstreckt, wobei die äußeren Seiten der Wand (34) durch eine Mehrzahl von radial angeordneten, daran angebrachten Prallblechen (40) in Abschnitte (36, 38) unterteilt sind, wobei sich abwechselnde Abschnitte (36, 38) eine unterschiedliche Höhe aufweisen und zur Öffnung (32) hin in unterschiedlichem Winkel geneigt sind und einer oder mehr der abwechselnden Abschnitte (36) einen darin ausgebildeten Primärbrenngas-Durchgang (42) aufweist, um Primärbrenngas von außerhalb des Abschnitts (36) in das Innere der Wand (34) zu leiten; und

    eine Mehrzahl von Brenngasdüsen (54), die mit einer Brenngasquelle verbunden sind und außerhalb der Wand (34) der Brennerkachel (28) zur Abgabe von Sekundärbrenngas benachbart den äußeren geneigten Wandabschnitten (36, 38) angeordnet sind, wobei eine oder mehrere der Brenngasdüsen (54) im Betrieb auch Primärbrenngas, das mit Abgasen gemischt ist, in und durch die Primärbrenngas-Durchgänge (42) abgibt, wodurch im Betrieb das Sekundärbrenngas sich mit Abgasen im Ofenraum mischt, das Gemisch aus Sekundärbrenngas und Abgasen sich mit der unverbrannten Luft, dem Primärbrenngas und Abgasen, die durch die Öffnung (32) und die Wand (34) der Brennerkachel (28) strömen, mischt und das sich ergebende Gemisch im Ofenraum verbrannt wird.
  2. Brennervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein erster (36) der abwechselnden Wandabschnitte eine niedrige Höhe hat und sich zur Öffnung (32) in der Brennerkachel (28) hin in einem großen Winkel neigt, wobei der zweite (38) der Wandabschnitte dieselbe oder eine größere Höhe hat und sich zur Öffnung (32) hin in demselben oder einem kleineren Winkel neigt, und aufeinander folgende abwechselnde Abschnitte (36, 38) Höhen und Winkel aufweisen, die gleich dem ersten und zweiten Abschnitt sind.
  3. Brennervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die radial angeordneten Prallbleche (40), die an der Brennerkachel (28) angeordnet sind, sich in Richtungen erstrecken, die parallel zur Achse der Brennkachelwand (34) verlaufen, wodurch im Betrieb das Sekundärbrenngas und die Abgase in eine Mehrzahl von getrennten Strömen geteilt sind, die sich mit dem Primärbrenngas und unverbrannter Luft mischen, die durch die Öffnung (32) und die Wand (34) der Brennerkachel (28) strömt.
  4. Brennervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die ersten (36) der abwechselnden Abschnitte eine Höhe im Bereich von etwa 0 cm bis etwa 41 cm (etwa 0 Zoll bis etwa 16 Zoll) haben und sich zur Öffnung (32) hin in einem Winkel im Bereich von etwa 0 Grad bis etwa 90 Grad neigen, und die zweiten (38) der abwechselnden Abschnitte dieselbe oder eine andere Höhe wie die ersten (36) der abwechselnden Abschnitte im Bereich von etwa 5 cm bis etwa 41 cm (etwa 2 Zoll bis etwa 16 Zoll) haben und sich zur Öffnung (32) hin in demselben oder einem anderen Winkel im Bereich von etwa 0 Grad bis etwa 60 Grad neigen.
  5. Brennervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die ersten (36) der abwechselnden Abschnitte eine Höhe im Bereich von etwa 13 cm bis etwa 25 cm (etwa 5 Zoll bis etwa 10 Zoll) haben und sich zur Öffnung (32) hin in einem Winkel im Bereich von etwa 10 Grad bis etwa 30 Grad neigen und die zweiten (38) der abwechselnden Abschnitte dieselbe oder eine andere Höhe als die ersten (36) der abwechselnden Abschnitte im Bereich von etwa 15 cm bis etwa 30 cm (etwa 6 Zoll bis etwa 12 Zoll) haben und sich zur Öffnung (32) hin in demselben oder einem anderen Winkel im Bereich von etwa 5 Grad bis etwa 15 Grad neigen.
  6. Brennervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die ersten (36) der abwechselnden Abschnitte eine Höhe von etwa 18 cm (etwa 7 Zoll) haben und sich zur Öffnung (32) hin in einem Winkel von etwa 20 Grad neigen und die zweiten (38) der abwechselnden Abschnitte eine Höhe von etwa 23 cm (etwa 9 Zoll) haben und sich zur Öffnung (32) hin in einem Winkel von etwa 10 Grad neigen.
  7. Brennervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Durchgänge (42) in den geneigten Wandabschnitten (36) angeordnet sind, die niedrige Höhen haben und sich zur Öffnung (32) in der Brennerkachel (28) hin in einem großen Winkel neigen, wobei die Durchgänge (42) so angeordnet sind, dass Primärbrenngas, das aus den Brenngasdüsen (54) ausströmt, sich mit Abgasen mischt und durch die Durchgänge (42) in das Innere der Wand der Brennerkachel (28) strömt, wobei sich das Gemisch mit der Luft mischt.
  8. Brennervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennerkachel (28), die darin befindliche Öffnung (32) und das Innere der Wand (34) der Brennerkachel (28) im Wesentlichen kreisförmig sind.
  9. Brennervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das offene Ende (18) des Gehäuses (14) kreisförmig ist und das Gehäuse (14) zylindrisch ist.
  10. Brennervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend mindestens eine Primärbrenngasdüse (44), die mit einer Brenngasquelle verbunden ist und sich in der Öffnung (32) und der Wand (34) der Brennerkachel (28) befindet, zum Mischen von zusätzlichem Primärbrenngas mit der durch die Brennerkachel (28) strömenden Luft und zur Abgabe des Gemischs im Betrieb in den Ofenraum.
  11. Brennervorrichtung nach Anspruch 11, weiter umfassend eine Venturidüse (37), die um und über der zusätzlichen Primärbrenngasdüse (44) angeordnet ist.
  12. Brennervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend eine Flammenstabilisierungsfläche in der Öffnung (32) der Brennerkachel (28).
  13. Brennervorrichtung nach Anspruch 4, wobei im Betrieb die getrennten Ströme an Sekundärbrenngas und Abgasen, gemischt mit der unverbrannten Luft und dem Primärbrenngas, in der Ofenöffnung in einem gefalteten Flammenmuster verbrannt werden, wodurch Abgase mit niedrigem NOx-Gehalt erzeugt werden.
  14. Verfahren zur Abgabe eines Gemischs aus Brenngas und Luft in einen Offenraum mittels einer darin befindlichen Öffnung (32), wobei das Gemisch in einem gefalteten Flammenmuster verbrannt wird und Abgase mit niedrigem NOx-Gehalt daraus gebildet werden, umfassend die Schritte:

    (a) Abgabe einer Luftsäule in den Ofenraum mittels einer kreisförmigen Wand (34), die sich in den Ofenraum erstreckt und Außenseiten aufweist, die in abwechselnde Abschnitte (36, 38) geteilt sind, welche unterschiedliche Höhen haben und sich zur Öffnung (32) hin in unterschiedlichem Winkel neigen, wobei die Wand mindestens eine Öffnung (42) zum Leiten einer ersten Menge an mit Abgasen gemischtem Brenngas von außerhalb der Wand (34) ins Innere der Wand (34) aufweist;

    (b) Abgabe einer ersten Menge an mit Abgasen aus dem Ofenraum gemischtem Brenngas in die Luftsäule; und

    (c) Abgabe einer zweiten Menge an mit Abgasen aus dem Ofenraum gemischtem Brenngas in die Luftsäule, enthaltend die erste Menge an mit Abgasen gemischtem Brenngas, in einer Mehrzahl von getrennten Strömen von Stellen außerhalb der Wand und benachbart den abwechselnden Abschnitten, wobei die getrennten Ströme radial in die Säule gelangen und darin zusammen mit der ersten Menge an Brenngas in getrennten, gefalteten Flammen, die von Abgasen und Luft umgeben und damit gemischt sind, verbrannt werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die getrennten Ströme von Schritt (c) radial in die Säule in einem nach oben und nach innen gerichteten Winkel gelangen.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, das vor Schritt (a) weiter wahlweise den Schritt der Abgabe eines Teils der ersten Menge an Brenngas in die Luftsäule umfasst.
  17. Verfahren nach Anspruch 14, 15 oder 16, wobei das Gemisch aus Brenngas und Luft, das in den Ofenraum abgegeben wird, 0% bis etwa 100% Luftüberschuss enthält.
  18. Verfahren nach Anspruch 14, 15, 16 oder 17, wobei die erste Menge an Brenngas im Bereich von etwa 2 Vol.-% bis etwa 40 Vol.-% des gesamten Brenngases, das in die Luftsäule abgegeben wird, liegt.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei die zweite Menge an Brenngas im Bereich von etwa 60 Vol.-% bis etwa 98 Vol.-% des gesamten Brenngases, das in die Säule aus Luft und Brenngas abgegeben wird, liegt.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die kreisförmige Wand (34) aus feuerfestem Material gebildet wird und Teil einer feuerfesten Kachel ist, deren Öffnung (32) sich in der Wand befindet.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei ein erster (36) der abwechselnden Wandabschnitte eine niedrige Höhe hat und sich zur Öffnung (32) hin in einem kleinen Winkel neigt, wobei der zweite (38) der Wandabschnitte eine größere Höhe hat und sich zur Öffnung (32) hin in einem größeren Winkel neigt, und aufeinander folgende abwechselnde Abschnitte Höhen und Winkel aufweisen, die gleich dem ersten und zweiten Abschnitt sind.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei die abwechselnden Abschnitte (36, 38) durch eine Mehrzahl von radial angeordneten, daran angebrachten Prallblechen (40) getrennt ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die zweite Menge an Brenngas, das mit Abgasen aus dem Ofenraum gemischt ist, von zwei oder mehr Stellen außerhalb der Wand (34) und benachbart zu zwei oder mehr Abschnitten (36, 38) abgegeben wird, die unterschiedliche Höhen aufweisen und sich zur Öffnung (32) hin in unterschiedlichen Winkeln neigen, so dass die zweite Menge an Brennstoff sich mit Abgasen im Ofenraum mischt und das zweite gebildete Brenngas-Abgas-Gemisch in das erste Brenngas-Abgas-Gemisch in zwei oder mehr getrennten Strömen, die durch die radial angeordneten Prallbleche gebildet werden, abgegeben wird.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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