CH678100A5

CH678100A5 -

Info

Publication number: CH678100A5
Application number: CH904/89A
Authority: CH
Original assignee: Oertli Waermetechnik Ag
Priority date: 1989-03-10
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1991-07-31
Also published as: DE59006932D1; EP0386732B1; EP0386732A2; EP0386732A3; ATE110837T1

Abstract

The apparatus has an air supply duct (2) which is closed off by a nozzle plate (3) with first and second nozzles (9, 10), a fuel supply apparatus (4) which is guided through the supply duct (3), a flame pipe (5) which is arranged at a distance in front of the nozzle plate (3) so that a flue gas recirculation opening (6) is formed, the cross- section of which is adjustable, and a pipe (7) which is arranged at a distance in front of the nozzle plate (3) and surrounds the second nozzles (10) of the inner nozzle ring (12) and the mouth region of the fuel supply apparatus (4). By means of this arrangement, separate part flows, consisting of recirculated flue gas and combustion air, flow into the flame pipe (5), as a result of which flame stabilisation is brought about. Structures for flame retention can thus be omitted. <IMAGE>

Description

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CH 678 100 A5 CH 678 100 A5

2 2nd

Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbrennungseinrichtung für einen Zweistoffbrenner, welche Einrichtung einen Zuführkanal für komprimierte Verbrennungsluft, eine Düsenplatte mit Düsen zur Aufteilung des Verbrennungsluftstromes in eine Mehrzahl von Teilluftströmen, eine zentral angeordnete Brennstoffzuführeinrichtung für flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe, wobei die Brenn-stoffzuführeinrichtung eine Ölzuführungslanze mit einer stirnseitig daran befestigten Zerstäuberdüse und eine koaxial zur Ölzuführungslanze angeordnete Gaszuführungslanze mit einer frontseitig angeordneten Gasführungskammer hat, und ein im Abstand vor der Düsenplatte angeordnetes Flammrohr aufweist. The present invention relates to a combustion device for a two-fuel burner, which device comprises a feed channel for compressed combustion air, a nozzle plate with nozzles for dividing the combustion air flow into a plurality of partial air flows, a centrally arranged fuel supply device for liquid and / or gaseous fuels, the fuel supply device being one Has oil supply lance with an atomizer nozzle attached to the end face and a gas supply lance arranged coaxially to the oil supply lance with a gas guide chamber arranged at the front, and has a flame tube arranged at a distance in front of the nozzle plate.

Brenner für flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe, mit einer zentralen Brennstoffzufuhr und einen Ringraum zum Zuführen der Verbrennungsluft sind bekannt. Burners for liquid and / or gaseous fuels with a central fuel supply and an annular space for supplying the combustion air are known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Brenner so weiterzubilden, dass bei dessen Betrieb eine gute Flammenstabilität gewährleistet ist und der NOx-Gehalt im Rauchgas erheblich verringert wird. The invention is based on the object of developing the known burners in such a way that good flame stability is ensured during their operation and the NOx content in the flue gas is considerably reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 getost This object is invented with the characterizing features of claim 1

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die Einrichtung ohne feste Einbauten zur Flammenhalterung auskommt und die Flammwurzel eindeutig innerhalb des Flammrohres liegt und dass ohne diese Einbauten der Druckverlust niedrig gehalten werden kann und deshalb die Rauchgasrezirkulationsmenge grösser wird. In der Folge wird dadurch der 02-Partialdruck im Rauchgas/Luftgemisch herabgesetzt, was eine niedrigere Flammentemperatur und wenig NOx im Rauchgas zur Folge hat. The advantages of the present invention are essentially to be seen in the fact that the device does not have any fixed installations for holding the flame and the flame root is clearly within the flame tube and that the pressure loss can be kept low without these installations and therefore the flue gas recirculation quantity is greater. As a result, the 02 partial pressure in the flue gas / air mixture is reduced, which results in a lower flame temperature and little NOx in the flue gas.

Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. Embodiments of the invention result from the dependent claims.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen; Show it;

Fig. 1 einen schematisch dargestellten Schnitt eines Teils eines Ausführungsbeispiels einer erfin-dungsgemässen Verbrennungseinrichtung, 1 shows a schematically illustrated section of part of an exemplary embodiment of a combustion device according to the invention,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles «A» in Fig. 1, 2 is a view in the direction of arrow "A" in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer Verbrennungsluftdüse, 3 shows a section through another embodiment of a combustion air nozzle,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Verbrennungsluftdüse, 4 shows a section through a further embodiment of a combustion air nozzle,

Fig. 5 einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform des Flammrohres, und Fig. 5 shows a cross section of another embodiment of the flame tube, and

Fig. 6 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des Flammrohres. Fig. 6 shows a cross section of a further embodiment of the flame tube.

Die Fig. 1 zeigt nur einen Teil einer bevorzugten Ausführungsform einer Verbrennungseinrichtung, die in einem Kessel 1 montiert dargestellt ist. Wie die Fig. 1 zeigt, hat die Verbrennungseinrichtung einen rohrförmigen Zuführkanal 2 für unter Druck stehende Verbrennungsluft, eine Düsenplatte 3, die den Zuführkanal 2 abschliesst, eine Brennstoffcu-führeinrichtung 4, die zentral angeordnet durch den Zuführkanal 2 geführt und aus der Düsenplatte 3 herausgeführt ist und ein Flammrohr 5, das im Abstand vor der Düsenplatte 3 angeordnet ist, um eine Öffnung 6 für die Rauchgasrezirkulation zu bilden. 1 shows only part of a preferred embodiment of a combustion device, which is shown mounted in a boiler 1. As shown in FIG. 1, the combustion device has a tubular feed channel 2 for pressurized combustion air, a nozzle plate 3, which closes off the feed channel 2, a fuel copper guide device 4, which is arranged centrally through the feed channel 2 and led out of the nozzle plate 3 and a flame tube 5 which is spaced in front of the nozzle plate 3 to form an opening 6 for the flue gas recirculation.

Die Düsenplatte 3 ist mit ersten und zweiten Düsen 8, 9 versehen, die in einem äusseren und inneren Düsenkranz 10, 11 angeordnet sind (Fig. 2). Die Düsen 8, 9 sind rohrförmig ausgebildet. Sie haben unterschiedliche lichte Weite und sind vorzugsweise gleich lang. The nozzle plate 3 is provided with first and second nozzles 8, 9, which are arranged in an outer and inner nozzle ring 10, 11 (FIG. 2). The nozzles 8, 9 are tubular. They have different clear widths and are preferably of the same length.

Es wird darauf hingewiesen, dass die ersten und zweiten Düsen 8,9 mit Vorteil ein bestimmtes Länge/Durchmesserverhältnis haben, z.B. im Bereich von 3:1 bis 5:1. Die Düsen 8 des äusseren Düsenkranzes 10 sind bezüglich der Achse des Zuführkanals 2 nach aussen geneigt angeordnet, während die Düsen 9 des inneren Düsenkranzes 11 parallel zur Achse des Zuführkanals 2 angeordnet sind. It should be noted that the first and second nozzles 8, 9 advantageously have a certain length / diameter ratio, e.g. in the range from 3: 1 to 5: 1. The nozzles 8 of the outer nozzle ring 10 are arranged inclined outwards with respect to the axis of the feed channel 2, while the nozzles 9 of the inner nozzle ring 11 are arranged parallel to the axis of the feed channel 2.

Die zentral angeordnete Brennstoffeuführungs-einrichtung 4 enthält eine an sich bekannte Ölzuführungslanze 14 mit einer Zerstäuberdüse 15 und eine Gaszuführungslanze 16, die als Doppelmantelrohr ausgebildet ist und frontseitig eine Gasführungskammer 17 hat. Die Öizuführungslanze 14 ist innerhalb der Gaszuführungslanze 16 so angeordnet, dass die Mündung der Zerstäuberdüse 15 etwa bündig mit der Stirnseite der Gasführungskammer 17 ist. The centrally arranged fuel supply device 4 contains an oil supply lance 14 known per se with an atomizing nozzle 15 and a gas supply lance 16, which is designed as a double-walled tube and has a gas guide chamber 17 on the front. The oil supply lance 14 is arranged within the gas supply lance 16 such that the mouth of the atomizer nozzle 15 is approximately flush with the end face of the gas guide chamber 17.

Die Gasführungskammer 17 ist zylinderförmig und weist eine Mehrzahl von Gasaustrittslöchern 18 auf, die auf einer Kreislinie liegend im äusseren Mantel ausgebildet sind. The gas guide chamber 17 is cylindrical and has a plurality of gas outlet holes 18 which are formed lying on a circular line in the outer jacket.

Bei der hier in Rede stehenden Erfindung stellt die Zuordnung der ersten und zweiten Düsen 8, 9 untereinander sowie der Gasaustrittslöcher 18 zu den Düsen eine wesentliche Bedingung für die Funktion der Einrichtung dar. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die zweiten Düsen 9 des inneren Düsenkranzes 11 auf Lücke bezüglich den ersten Düsen 8 des äusseren Düsenkranzes 10 angeordnet und die Gasaustrittslöcher 18 sind ihrerseits auf Lücke bezüglich den zweiten Düsen 9 des inneren Düsenkranzes 11 angeordnet. Andererseits sind die Gasaustrittslöcher 18 in einem Abstand von der Frontfläche der Düsenplatte 3 so angeordnet, dass deren Mündung bezüglich der Ebene zurückversetzt sind, die durch die Mündungen der zweiten Düsen 9 bestimmt wird. Beim erfindungsgemäs-sen Ausführungsbeispiel sind die Gasaustrittslöcher 18 um das Mass ihres Durchmessers zurückversetzt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Gesamtaustrittslöcher 18 bezüglich der genannten Ebene auch vorversetzt angeordnet sein können. In the invention in question, the assignment of the first and second nozzles 8, 9 to one another and the gas outlet holes 18 to the nozzles represents an essential condition for the function of the device. As can be seen in particular from FIG. 2, the second nozzles 9 of the inner nozzle ring 11 is arranged in a gap with respect to the first nozzles 8 of the outer nozzle ring 10 and the gas outlet holes 18 are in turn arranged in a gap with respect to the second nozzles 9 of the inner nozzle ring 11. On the other hand, the gas discharge holes 18 are arranged at a distance from the front surface of the nozzle plate 3 so that the mouth thereof is set back with respect to the plane determined by the mouths of the second nozzles 9. In the exemplary embodiment according to the invention, the gas outlet holes 18 are set back by the dimension of their diameter. It is pointed out that the total outlet holes 18 can also be arranged offset in relation to the plane mentioned.

Wie bereits erwähnt, ist das Flammrohr 5 im Abstand zur Düsenplatte angeordnet. Bei der vorstehend beschriebenen Verbrennungseinrichtung ist es von Vorteil, wenn das Flammrohr 5 bezüglich der Düsenplatte 3 verstellbar angeordnet ist, um die Öffnung 6 auf die Brennstoffart anpassen zu können. As already mentioned, the flame tube 5 is arranged at a distance from the nozzle plate. In the combustion device described above, it is advantageous if the flame tube 5 is arranged to be adjustable with respect to the nozzle plate 3 in order to be able to adapt the opening 6 to the type of fuel.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

CH 678100 A5 CH 678100 A5

4 4th

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es von Vorteil, wenn man für den Gasbetrieb die Öffnung 6 auf 60-80% des Querschnittes für Ölbetrieb verringert. In the present exemplary embodiment, it is advantageous if opening 6 is reduced to 60-80% of the cross section for oil operation for gas operation.

Neben der vorstehend beschriebenen Form können die Düsen auch wie in den Fig. 3 und 4 ausgebildet sein, d.h. eine konische Form mit einer erweiterten oder verengten Mündungsöffnung haben. Die ersten und zweiten Düsen 8, 9 können neben der glatten Mantelfläche auch eine gewellte Mantelfläche aufweisen, wie dies in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist. In addition to the shape described above, the nozzles can also be designed as in FIGS. 3 and 4, i.e. have a conical shape with an enlarged or narrowed mouth opening. In addition to the smooth outer surface, the first and second nozzles 8, 9 can also have a corrugated outer surface, as shown in FIGS. 5 and 6.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Ausführungsformen des Flammrohres, deren Formen wie bereits erwähnt auch bei den Düsen 8 und 9 anwendbar ist. 5 and 6 show embodiments of the flame tube, the shapes of which, as already mentioned, can also be used with the nozzles 8 and 9.

Claims

1. Combustion device for gaseous and / or liquid fuels, which device has a supply channel for compressed combustion air, a nozzle plate for dividing the combustion air flow into a plurality of partial air flows, a centrally arranged fuel supply device for the fuels, the fuel supply device having an oil supply lance with an atomizer nozzle attached to the end face and / or has a gas supply lance arranged coaxially to the oil supply lance with a gas guide chamber arranged at the front and having gas outlet openings, and has a flame tube arranged at a distance in front of the nozzle plate, characterized in that first and second nozzles (8, 9) are located in an outer and inner nozzle ring ( 10, 11) projecting on the nozzle plate (3) so that the second nozzles (9) of the inner nozzle ring lie on a gap with the first nozzles (8) of the outer nozzle ring, that d he first and second nozzles (8, 9) of the outer and inner nozzle ring (10, 11) have different inner diameters and that the fuel supply device (4) is arranged centrally in the nozzle plate (3), in such a way that the fuel medium applied is in the region of the Outflow cone of the first and second nozzles (8,9) is introduced.

2. Device according to claim 1, characterized in that the first nozzles (8) have a larger inner diameter than the second nozzles (9).

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the first nozzles (8) are arranged inclined in the nozzle plate (3).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mouths of the first nozzles (8) and the mouths of the second nozzles (9) with respect to the nozzle plate (3) have the same distance.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first nozzles (8) and / or the second nozzles (9) are provided with means to impart a swirl to the incoming combustion air.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the nozzles (8, 9) are conical with an enlarged or narrowed mouth opening.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the fuel supply device (4) is arranged displaceably with respect to the nozzle plate (3).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the atomizing nozzle (15) has a cone layer angle β, which is greater than 90 °.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the mouths of the gas outlet holes (18) on the gap to the second nozzles (9) are arranged so that the flow direction of the gas and the air are directed transversely or parallel to each other

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the gas guide chamber (17) is cylindrical and that the gas outlet holes (18) on the gap to the second nozzle of the inner nozzle ring (11) in the radial direction in the gas guide chamber (17) are trained.

11. The device according to claim 10, characterized in that the mouth of the gas outlet hole (18) are arranged lying in a region of a plane which is determined by the mouth of the second nozzle (9) of the inner nozzle ring (11).

12. Device according to one of claims 1 to 11, wherein a flue gas recirculation opening (6) between the nozzle plate (3) and flame tube (5) is provided, characterized in that the cross section of the opening (6) for liquid and gaseous fuels of the same or different sizes is.

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

3rd