Claims (4)
637 750 2 PATENTANSPRÜCHE Regelung erfolgt, ohne Beeinflussung des Brennstoffstromes.637 750 2 PATENT CLAIMS Regulation takes place without influencing the fuel flow.
1. Gasbrenner zur Erzeugung einer drallfreien Flamme Die Einstellung der Flammenlänge wird durch Veränderung veränderbarer Länge, mit Luft- und Gaszufuhrorganen und der Zuführung des Verbrennungsluftstromes (tangentiale mit Regelorganen, dadurch gekennzeichnet, dass um die bzw. axiale Einführung) und durch Drallbewegung dieser Brennerachse herum kranzartig angeordnete Gasrohre (5) 5 Ströme mit Hilfe von Schaufeln erreicht. 1. Gas burner for generating a swirl-free flame The setting of the flame length is made by changing the variable length, with air and gas supply elements and supplying the combustion air flow (tangential with control elements, characterized in that around the or axial introduction) and by swirling this burner axis ring-shaped gas pipes (5) reached 5 flows with the help of blades.
vorhanden sind, an deren Enden am Brennermund sich in Beim Brenner gemäss der ungarischen Patentschrift are present, at the ends of which on the burner mouth are in the burner according to the Hungarian patent specification
Axialrichtung bewegbare Gasstrahlleitbüchsen (6) befinden, 160 933 wird die Flammenlängeneinstellung teilweise mit der und ein Hebelsystem (9,10) vorhanden ist, mit dem die Gas- Drallbewegung der Primärluft, teilweise mit der Zufuhr des strahlleitbüchsen (6) verstellbar sind. Gasstromes in konzentrisch angeordnete Düsen und/oder Movable gas jet guide bushes (6) are located in the axial direction, 160 933 the flame length adjustment is partly available with and a lever system (9, 10) is available with which the gas swirl movement of the primary air, partly with the supply of the jet guide bushes (6), is adjustable. Gas flow in concentrically arranged nozzles and / or
2. Gasbrenner nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn- 10 zentrale Düsen durchgeführt. Bei Betrieb mit kurzen Flam-zeichnet, dass die Gasrohre (5) an ihrem vorderen Endbereich men handelt es sich um periphere Gasdüsen, bei Betrieb mit zur Längsachse schräg gerichtete Auslassöffnungen (7) auf- langen Flammen um zentrale Expansionsdüsen. 2. Gas burner according to claim 1, characterized gekenn- performed 10 central nozzles. When operating with short flames, the gas pipes (5) at their front end area are peripheral gas nozzles, when operating with outlet openings (7) that are oblique to the longitudinal axis, long flames are central expansion nozzles.
weisen, und in den Gasstrahlleitbüchsen (6) Ausnehmungen Die Verteilung des Gasstromes in zwei Richtungen - und point, and in the gas jet guide bushings (6) recesses The distribution of the gas flow in two directions - and
(14) vorhanden sind, wobei durch axiale Verstellung der Gas- dadurch die Veränderung der Flammenlänge - erfolgt durch strahlleitbüchsen (6) die Auslassöffnungen (7) relativ zu den 15 Drosselung oder Absperrung der eintretenden Gasmenge. Ausnehmungen (14) verschiebbar sind. Der Brenner verfügt auch über separate Einheiten zur Zufüh rung von Primär- und Sekundärluft. (14) are present, whereby by axially adjusting the gas - thereby changing the flame length - the outlet openings (7) are made relative to the throttling or shutoff of the incoming gas quantity through jet guide bushes (6). Recesses (14) are displaceable. The burner also has separate units for supplying primary and secondary air.
Aus der USA-Patentschrift 3 093 314 ist ein Ölbrenner bekannt, bei dem die Luftregelung mit Hilfe einer, sich in einem Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner gemäss dem 20 Gehäuse bewegenden Stauscheibe erfolgt, die auf das Ende ei-Oberbegriff des Patentanspruches 1. ner Ölbüchse montiert ist. An der Stauscheibe sind kranzartig Beim grössten Teil der Gasbrenner für Industriezwecke ist angeordnete kreisförmige Öffnungen zu finden. Am vorderen es aus technologischen Gründen erforderlich, dass durch die Ende der Ölbüchse sind Bohrungen mit Achsen auf einer Ke-Intensitätsänderung der Gas-Luft-Mischung bei der Einrege- gelfläche angeordnet, durch die das Öl ausströmt. Vor der lung des Brenners mit der Erhöhung der Mischungsintensität 25 Ausströmungsöffnung jeder Bohrung befindet sich je eine Fackeln von kurzer Flamme bzw. mit der Intensitätsabnahme kreisförmige Öffnung auf der Stauscheibe, die die Zerstäu-Fackeln von langer Flamme entstehen. bungsluft durchlassen. Der Mundteil des Brenners ist kegel- An oil burner is known from US Pat. No. 3 093 314, in which the air control is carried out with the aid of a baffle plate moving according to the housing, which is based on the end of the preamble of patent claim 1 is mounted. On the baffle plate are ring-shaped. Most of the gas burners for industrial purposes have arranged circular openings. At the front, for technological reasons, it is necessary that through the end of the oil sleeve, bores with axes are arranged on a Ke intensity change in the gas-air mixture at the control surface through which the oil flows out. Before the burner is opened with an increase in the mixing intensity of the 25 outflow opening of each bore, there is a flare of a short flame or, with the decrease in intensity, a circular opening on the baffle plate, which creates the atomizing flares of a long flame. Allow exercise air. The mouth part of the burner is conical
Bei einem Teil der bekannten Einrichtungen wird dies förmig ausgebildet. Die mit Stauscheibe versehenen Ölbüchse durch einen Drall des Brennstoffes und der Luft oder nur der kann in der Achsenrichtung des Brenners bewegt werden. In some of the known devices, this is formed in a shape. The baffle plate provided with a swirl of fuel and air or only that can be moved in the axial direction of the burner.
Luft reguliert. Ein derartiger Gasbrenner von hoher Leistung 30 Wenn sich die Stauscheibe im kleinsten Querschnitt des ist aus der ungarischen Patentschrift 155 967 bekannt, wo das Brennermundes befindet, entsteht zwischen der Scheibe und Ausmass der Drallbewegung der Luft durch die Positionsän- dem Brennermund ein ringförmiger Spalt, durch den die Ver-derung der Luftdrallschaufel erfolgt. brennungsluft strömt. Diese Position bestimmt einen Kegel- Air regulated. Such a gas burner of high performance 30 If the baffle plate in the smallest cross-section is known from the Hungarian patent 155 967, where the burner mouth is located, an annular gap is formed between the plate and the extent of the swirling movement of the air through the positions of the burner mouth the air swirl vane is changed. combustion air flows. This position determines a cone
Mit solchen Brennern kann die Flammenlänge leicht ver- winkel und das dazu gehörende Flammenbild, unter der Anändert werden, aber der aus dem Brenner austretende Strahl 35 nähme eines ständigen Luft- und Öldruckes. Wenn sich die hat einen Drall, wodurch die Flamme breiter wird. Das ist bei Stauscheibe ausserhalb des Brennermundes befindet, wird der einem Teil der Feuerräume z.B. bei Sackfeuerräumen - nicht Kegelwinkel grösser, die Flamme kürzer; wenn sie innerhalb zulässig, weil die Flamme den Weg der entlang der Wand des des Brennermundes ist, vermindert sich der Kegelwinkel und Feuerraumes zurückströmenden Verbrennungsprodukte die Flamme verlängert sich. With such burners, the flame length can be slightly angled and the associated flame image under which can be changed, but the jet 35 emerging from the burner would take up a constant air and oil pressure. If it has a twist, which makes the flame wider. This is located on the baffle plate outside the burner mouth, which is part of the firebox e.g. in pocket fireplaces - not larger cone angles, the flame shorter; if allowed inside because the flame is the path of the combustion products flowing back along the wall of the burner mouth, the cone angle decreases and the combustion chamber returns the flame extends.
kreuzt, was zu unerwünschter Pusation führt und einen Teil 40 Infolge des Charakters des Ölbrenners sind jedoch Verdes Gases in den Rauchgaskanal leitet. Dadurch gelangt auch hältnisse der Zerstäubung und der Vermischung aufeinander ein Teil des noch nicht verbrannten Gases bzw. der Flamme abgestimmter Anordnung erwünscht. crosses, which leads to undesired pusation and part 40 However, due to the nature of the oil burner, Verdes gas is directed into the flue gas duct. As a result, parts of the not yet combusted gas or the flame of a coordinated arrangement are also obtained in terms of atomization and mixing with one another.
indie Rauchrohre, was zur V erminderung des W irkungsgra- Im Falle des erwähnten Brenners zerstört die V erände- into the flue pipes, which reduces the effect of the effect. In the case of the burner mentioned, the
des, zum Ausbrennen der Rauchrohre und dadurch zur Be- rung der Position der Stauscheibe diese Abstimmung. Wenn Schädigung des Kessels führt. 45 die Stauscheibe in den Brennermund eingezogen ist, erhöht this, to burn out the flue pipes and thus to position the baffle plate this adjustment. If damage to the boiler results. 45 the baffle plate is drawn into the burner mouth, increased
Bei einer solchen Gruppe der bekannt gewordenen Bren- sich der durchströmende Querschnitt; der Strömungswider-ner wird das Gas und die Verbrennungsluft noch im Brenner stand vermindert die Menge der Zerstäubungsluft, wodurch vollständig vermischt, um damit kurze Flammen zu erzeugen, sich die Qualität der Zerstäubung verschlechtert. Bei vorge-Ein derartiger Brenner ist in der ungarischen Patentschrift schobener Stauscheibe ist die Lage gleich. In such a group of known brens, the cross-section flowing through them; the flow resistance is the gas and the combustion air was still in the burner reduces the amount of atomizing air, whereby completely mixed to produce short flames, the quality of the atomization deteriorates. The position is the same in the Hungarian patent specification.
152 312 beschrieben. Bei einem andern Brennertyp wird nur 50 Bei den Brennern, gemäss der ungarischen Patentschrift ein Teil der Verbrennungsluft mit dem Brennstoff vermischt, 169 879 und der französischen Patentschrift 1 435 486 erfolgt was die Flamme im Vergleich zum erwähnten Brenner verlän- die Veränderung der Flammenlänge durch eine Veränderung gert, aber im Vergleich zu den Flammen der Brenner ohne des Winkels, der durch die konzentrisch angeordnete Düsen-Vormischung verkürzt. Beide Lösungen haben den gemeinsa- reihe und der Längsachse eingeschlossen ist, das heisst, dass men Nachteil, dass die Flammenlänge des Brenners während 55 die Düsen mit einem Mechanismus verdreht werden muss. des Betriebes bzw. bei der Regelung des Brenners nicht verän- Bei jedem Drehwinkel erfolgt eine Richtungsänderung der dert werden kann. ganzen Menge des austretenden Gasstrahles. Wegen der kon- 152 312. In another type of burner, only 50 are burned. According to the Hungarian patent, part of the combustion air is mixed with the fuel, 169 879 and French patent 1 435 486, which increases the flame compared to the burner mentioned by changing the flame length by one Change occurs, but compared to the flames of the burners without the angle that is shortened by the concentrically arranged nozzle premix. Both solutions have the common row and the longitudinal axis included, which means that there is a disadvantage that the flame length of the burner has to be rotated with a mechanism during 55 the nozzles. operation or control of the burner does not change - With every angle of rotation there is a change of direction that can be changed. whole amount of the exiting gas jet. Because of the
Die österreichische Patentschrift Nr. 336 158 betrifft einen struktiven Lösung verändert sich auch die Position der Gas-Brenner, bei dem - in einer Blockbrennerform - die Verbren- düsen relativ zur Brennerachse, dadurch verändert sich die nungsluft mit dem Brennstoff durch Gruppeninjektoren ge- 60 homogene Mischung des Gases und der Luft. The Austrian patent no. 336 158 relates to a structural solution also changes the position of the gas burner, in which - in a block burner form - the combustion nozzles relative to the burner axis, this changes the air with the fuel homogeneously through group injectors Mixture of gas and air.
mischt wird, und zwar in einer durch die Konstruktionsab- Der sowjetische Urheberschein 426 107 betrifft einen Gas messungen der Injektoren bestimmten Proportion. Infolge brenner, bei dem der Gasstrom in einem zentralen Gaslade-der Vormischung in grossem Ausmass ergibt sich ein Brenner rohr, mit Hilfe der daraus hornartig herausstehenden Düsen mit kurzer Flamme und intensiver Mischung, wobei die und der peripher angeordneten Gasladerohren in den Luft- is mixed, and in a proportion determined by the design. The Soviet copy 426 107 relates to a gas measurement of the injectors. As a result of the burner, in which the gas flow in a central gas charge - the premixing to a large extent, a burner tube results, with the aid of the horn-like protruding nozzles with a short flame and intensive mixing, the and the peripherally arranged gas charging tubes in the air
Flammenlänge aber nur mit dem Austauschen der Konstruk-65 ström geführt wird. Die Gasladerohre blasen das Gas in je tionselemente verändert werden kann. eine um die Achse bewegbar angeordnete Dose. Der Mundteil Flame length but only with the replacement of the Konstruk-65 is led. The gas charge tubes blow the gas into each tion element can be changed. a can movably arranged around the axis. The mouth part
In der österreichischen Patentschrift 297 902 ist ein Bren- des Brenners besteht ebenfalls aus verdrehbaren Segmenten, ner gezeigt, bei dem ausschliesslich eine Verbrennungsluft- In Austrian patent specification 297 902, a burner is also made up of rotatable segments, in which only a combustion air
3 637 750 3,637,750
Die Regelung der Flammenkegel erfolgt durch Verdrehung Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispie- The flame cones are regulated by twisting.
der Dosen und'der Segmente. len anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: the cans and the segments. len explained using the drawing. Show it:
Der gemeinsame Nachteil dieser Brenner besteht darin, Fig. 1 einen Querschnitt durch den Brenner dass diese sehr viele bewegliche, insbesondere verdrehbare Fig. 2 eine Vorderansicht des Brenners, The common disadvantage of these burners is that FIG. 1 shows a cross section through the burner in that it has a large number of movable, in particular rotatable, FIG. 2 a front view of the burner,
Elemente enthalten, für deren Betätigung ein ausserordentlich s pig. 3 die Gasstrahlleitbüchsen in Langflammenstellung, Contain elements for which an extraordinarily s pig. 3 the gas jet guide bushes in the long flame position,
komplizierter Mechanismus erforderlich ist und das Zusam- Fig.complicated mechanism is required and the Fig.
4 die Gasstrahlleitbüchsen in Kurzflammenstellung menwirken der Bewegung nicht vollständig zuverlässig ist. Die in das Brennergehäuse 1 eingeleitete Verbrennungs- 4 the gas jet guide bushes in the short flame position affect the movement is not completely reliable. The combustion combustion introduced into the burner housing 1
Die Einrichtung ist kostspielig und die Betriebssicherheit ist luft ist mit Hilfe von Klappen 2 durch Regelorgane 3 verän- The device is expensive and the operational safety is air with the help of flaps 2 by regulators 3
nicht einwandfrei. derbar. not perfect. the bear.
Die BRD-Auslegeschrift 1218102 beschreibt einen Gas- io Der Brennstoff strömt aus dem Gasverteiler 4 durch die brenner mit Flammenregler. Bohrungen 7 der Gasrohrer aus und vermischt sich mit der Die Flammenregelung erfolgt hier durch Leitelemente, die Verbrennungsluft. Am Ende der Gasrohre 5 - auch Gaslan- The FRG-Auslegeschrift 1218102 describes a gas io The fuel flows from the gas distributor 4 through the burner with flame regulator. Bores 7 of the gas pipe and mixes with the flame control takes place here by guide elements, the combustion air. At the end of gas pipes 5 - also gas
an zwei parallelen Achsen angeordnet sind, und deren Quer- zen genannt - ist um den Brennermund 8 herum eine mit Öff- are arranged on two parallel axes, and called their crosses - is around the burner mouth 8 with an opening
schnitt sich in der Strömungsrichtung der Gas-Luft-Mi- nungen 14,insbesondere Bohrungen versehene Gasstrahlleit- intersected in the flow direction of the gas-air mines 14, in particular bores provided with gas jet guides
schung verengen. Diese Leitelemente sind derart an den Ach- 15büchse 6 angeordnet. Die Gasstrahlleitbüchse 6 umgibt das sen befestigt, dass ihre Anordnung bei Verdrehung in eine auf Gasrohr 5 und ist in dessen Achsrichtung bewegbar, narrowing. These guide elements are arranged in this way on the axle bushing 6. The gas jet guide bushing 6 surrounds the attached, that its arrangement upon rotation in a gas pipe 5 and is movable in its axial direction,
die Brennerachse quer gerichtete Ebene radial wird. Die Leit- Das aus den Bohrungen 7 ausströmende Gas gelangt, ab- the burner axis becomes radially transverse plane. The gas that flows out of the bores 7 passes
elemente sind an ihren Enden von grösserem Querschnitt hängig von der Position der Gasstrahlleitbüchse 6 entweder in schräg abgeschnitten, so dass das durchströmende Gas-Luft- dessen Innenraum und strömt infolge der Führung der Innen- Elements are cut at their ends depending on the larger cross section depending on the position of the gas jet guide bush 6 either obliquely, so that the gas-air flowing through the interior and flows as a result of the guidance of the interior
Gemisch in den Innenraum der Leitelemente gelangen kann. 20wand parallel zur Achse des Gasrohres 5 aus der Gasstrahl- Mixture can get into the interior of the guide elements. 20 wall parallel to the axis of the gas pipe 5 from the gas jet
Die Ableitungsrichtung des hineingelangten Gas-Luft-Gemi- büchse 6 (Fig. 3), währenddem die Mischung des Gases und sches ist am grössten, wenn sich die Leitelemente in einer auf der Luft mager wird, oder tritt durch die Öffnungen 14 bzw. The direction of discharge of the gas-air mixture box 6 (FIG. 3), during which the mixture of the gas and sches is greatest, when the guide elements become lean in the air, or passes through the openings 14 or
die Brennerachse Querebene befinden (90° Verdrehung). Bohrungen der Gasstrahlbüchse 6 in Seitenrichtung aus, wo- the burner axis is at the transverse level (90 ° rotation). Bores of the gas jet bushing 6 in the lateral direction, where
Wenn deren in einer Ebene liegenden Achsen in Brenner- durch eine schnelle Gas-Luft-Mischung erfolgt. Die Stellung achsenrichtung stehen, ist die Mischung des Gases mit der 35 der Gasstrahlleitbüchse 6 gemäss Fig. 3 ergibt lange Flam- If their axes lying in the same plane in the burner are achieved by a rapid gas-air mixture. When the position is in the direction of the axis, the mixture of the gas with the gas jet guide bushing 6 according to FIG. 3 results in long flame
Luft langsam und ergibt lange Flammen. Im andern Fall wer- men, die Stellung gemäss Fig. 4 ergibt kurze Flammen, Slow air and long flames. Otherwise, the position according to FIG. 4 results in short flames,
den kurze Flammen erreicht, weil da der Querschnitt des Durch die Anzahl der Gasrohre 5 und der Gasstrahlleit- the short flames because the cross section of the through the number of gas pipes 5 and the gas jet guide
Brenners radial angeordneten Leitelementen darüber hinaus, büchsen 6 kann die Leistung des Brenners verändert werden, Burner radially arranged guide elements beyond, bushes 6, the performance of the burner can be changed,
dass diese den grossen Teil der Gas-Luft-Mischung in die Es ist vorteilhaft, vier oder mehr Lanzen in Ringform kran- it is advantageous to crane four or more ring-shaped lances
Richtung der Manteloberfläche des Brenners leiten, als 30 zartig um die Brennerachse anzuordnen. Direction of the surface of the burner, as 30 delicately around the burner axis.
Schubelemente die grösste Oberfläche in der Strömungsrich- Die Bewegung der Gasstrahlleitbüchsen 6 erfolgt mit tung ergeben. Hilfe eines Hebelsystemes, insbesondere von Stangen 9,10, Thrust elements the largest surface in the direction of flow. The movement of the gas jet guide bushes 6 takes place with the result. With the help of a lever system, in particular rods 9, 10,
Das Verdrehen der Leitelemente um zwei Achsen hat zur die durch Lager 12 geführt sind. Dadurch werden die von der The twisting of the guide elements about two axes has led to the bearings 12. This means that the
Folge, dass bei Regelung zwischen der walzenartigen kurzen Leistung abhängigen Parametern der Flamme geregelt. Eine Consequence that when regulating between the roller-like short power dependent parameters of the flame are regulated. A
Flamme und der ebenfalls walzenartigen langen Flamme eine 35 Stauscheibe 11 sichert die Abrissfreiheit und Stabilität der ellipsenförmige Flammenform entsteht, die in dem auf die Flamme. Flame and the also cylinder-like long flame a 35 baffle plate 11 ensures freedom from tearing and stability of the elliptical flame shape that arises in the on the flame.
Achse querverlaufenden Durchschnitt abnehmende, dann zu- Die in die Gasstrahlleitbüchsen 6 gelangende Luftmenge nehmende Kleinachse hat, was gleichzeitig bedeutet, dass sich kann durch Bemessung des Durchmessers der Gasstrahlleit- Axis transverse average decreasing, then increasing- The small amount of air entering the gas jet guide bushings 6 has, which at the same time means that by dimensioning the diameter of the gas jet guide
auch die Wärmeverteilung der Flamme verändert und infolge büchsen mit bekannten Methoden auf einen vorteilhaften der Ungleichmässigkeit der Wärmebelastung der im allgemei- 40 Wert eingestellt werden, der die Mischung wesentlich verbes- also the heat distribution of the flame is changed and, as a result of the use of known methods, can be set to an advantageous nonuniformity of the heat load which generally improves the mixture.
nen gleichmässigen Wärmeverteilung erfordernden Einrich- sert, aber die Zurückentzündung der Gasmischung im Innen- installer requiring even heat distribution, but the reignition of the gas mixture inside
tungen Probleme auftauchen können. Ein weiteres Problem räum der Gasstrahlleitbüchsen 6 noch nicht verursacht. Des- problems can arise. Another problem clears the gas jet guide bushings 6 not yet caused. Of-
ist, dass sich die Stauwirkung ausübende Oberfläche der Leit- halb wird als Material für die Gasstrahlleitbüchsen 6 zweck- is that the surface of the guide half which acts as a back-up is used as material for the gas jet guide bushes 6.
elemente verändert. Dies ergibt bedeutende Veränderung des mässig austenitischer Stahl von geringem Cr und Ni Gehalt elements changed. This results in a significant change in the moderately austenitic steel with a low Cr and Ni content
Widerstandes auf der Luftseite. Infolgedessen verändert sich 45 verwendet. Resistance on the air side. As a result, 45 used changes.
auch der Luftüberschuss, was den Wirkungsgrad der Feu- Der Brenner sichert neben grossen Strömungsgeschwin- also the excess air, which increases the efficiency of the fire.
erung verschlechtert. digkeiten eine stabile Flamme und ein niedriges Betriebsge- deterioration. a stable flame and a low operating