CH687938A5

CH687938A5 - Burner with gas-like combustion material with cylindrical burner pipe

Info

Publication number: CH687938A5
Application number: CH361592A
Authority: CH
Inventors: Albert Goette
Original assignee: Ygnis Holding Sa
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1997-03-27

Abstract

The burner comprises a cylindrically built burner pipe (8), with arranged side-facing flame borings (10) in the cylinder walls, sealed in a closure base (9) at the end terminal. The inner part of the burner pipe is arranged, concentrically, on an inner pipe (29), together with a gas permeable pipe jacket. There is a pipe-shaped intermediate space, between the burner pipe and pipe jacket of the inner pipe, that is built gas tight against the closure base opposing pipe-opening of the burner pipe. The connection from the inner pipe and a circular border catch (26), namely a flange with edge-like construction, is such that pipe and flange may be arranged at right angles to one another on one edge (31).

Description

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Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner für gasförmige Brennstoffe mit einem im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Brennerrohr mit in der Zylinderwandung angeordneten seitlichen Flammenbohrungen und einem endständigen, das Brennerrohr im wesentlichen dicht verschliessenden Abschlussboden sowie eine Gasfeuerung bzw. Gasverbrennungsanlage mit einem Brenner. The present invention relates to a burner for gaseous fuels with an essentially cylindrical burner tube with lateral flame bores arranged in the cylinder wall and a terminal end plate which essentially seals the burner tube, and a gas firing or gas combustion system with a burner.

Bei Neuentwicklungen von Feuerungsanlagen, insbesondere von Gasfeuerungsanlagen sind Kriterien wie Wirtschaftlichkeit, insbesondere optimaler Wirkungsgrad, und wie Verrringerung der Emissionen von Schadstoffen, insbesondere von Stickoxyden und Kohlenmonoxyd, grundsätzlich zu erfüllende Forderungen. In the case of new developments in combustion plants, in particular gas combustion plants, criteria such as economy, in particular optimal efficiency, and how to reduce the emissions of pollutants, in particular nitrogen oxides and carbon monoxide, are fundamentally to be met.

In diesem Zusammenhang sind seit einigen Jahren sog. zylindrische Brennerkammern bzw. Brennerrohre oder Kolben bekannt, die den genannten Forderungen weitgehendst entgegenkommen, wobei natürlich Faktoren wie Vermischen von Verbrennungsluft mit Brenngasen, Dosierung der Gase, Flammenstabilität, etc. nach wie vor ebenfalls eine wichtige Rolle spielen. In this context, so-called cylindrical burner chambers or burner tubes or pistons have been known for a number of years, which largely meet the above-mentioned requirements, whereby factors such as mixing combustion air with combustion gases, metering of the gases, flame stability, etc. also continue to play an important role play.

Im Artikel «Entwicklung eines schadstoffarmen Vormischbrenners für den Einsatz in Haushalts-Gasheizkesseln mit zylindrischer Brennkammer», Gas Wärme international, Band 38 (1989), Heft 1, Seiten 28-34, beschreiben die beiden Autoren H. Berg und Th. Janemann derartige zylindrische Brennkammern für gasförmige Brennstoffe. In the article «Development of a low-pollutant premix burner for use in household gas boilers with a cylindrical combustion chamber», Gas Wärme international, Volume 38 (1989), Issue 1, pages 28-34, the two authors H. Berg and Th. Janemann describe such cylindrical ones Combustion chambers for gaseous fuels.

In der EP 0 218 602 wird ein Brenner mit einem zylindrischen Brennerrohr beschrieben, bei welchem der optimale Betrieb des Brenners mit hohem Wirkungsgrad bei unterschiedlicher Brennerleistung gewährleistet ist, d.h. in diesem europäischen Patent ist ein zylindrischer Brenner mit Reguliermöglichkeit bei optimalem Betrieb offenbart. EP 0 218 602 describes a burner with a cylindrical burner tube, in which the optimal operation of the burner with high efficiency with different burner output is guaranteed, i.e. this European patent discloses a cylindrical burner with the possibility of regulation with optimal operation.

Eine wichtige Forderung, wie bereits oben erwähnt, besteht im optimalen Durchmischen der Gase vor dem Zuführen an den Brenner. Diese gute Durchmischung erfolgt in der Regel durch das Anordnen von Lochdüsen, Lochblechen, Leitblechen, statischen Mischern mit gegenläufigen Blenden, Propellern, Tubulatoren, etc., um in einer dem Brennerelement vorgeschalteten Mischkammer hohe Turbulenzen zu erzeugen, welche eine gute Durchmischung von Verbrennungsluft und Brenngasen gewährleisten. Einerseits sind diese konstruktiven Massnahmen zum Teil sehr aufwendig und kompliziert, und zum andern ergeben sich häufig durch die erzwungenen Turbulenzen im Mischraum unerwünschte Vibrationsgeräusche bzw. Schwingungen. An important requirement, as already mentioned above, is the optimal mixing of the gases before they are fed to the burner. This thorough mixing usually takes place by arranging perforated nozzles, perforated plates, baffles, static mixers with counter-rotating orifices, propellers, tubulators, etc., in order to generate high turbulence in a mixing chamber upstream of the burner element, which mixes combustion air and combustion gases well guarantee. On the one hand, these constructive measures are sometimes very complex and complicated, and on the other hand, the forced turbulence in the mixing room often results in undesirable vibration noises or vibrations.

Ein weiteres Problem bei zylindrischen Brennkammern besteht darin, dass das Verbrennungsgasgemisch nicht über den ganzen Rohr- bzw. Kolbenzylindermantel gleichmässig verteilt ist bzw. entlang der Oberfläche des Brennerelementes unterschiedliche Gasdrücke herrschen können, was die Flammenstabilität ungünstig beeinflusst. Insbesondere hat es sich gezeigt, dass am Brenneransatz unmittelbar nach der Mischkammer ein geringerer Gasdruck herrscht, was in dieser Zone des Brenners leicht zu einem sog. Flammenabriss führen kann. Another problem with cylindrical combustion chambers is that the combustion gas mixture is not evenly distributed over the entire tubular or piston-cylinder jacket or that different gas pressures can prevail along the surface of the burner element, which adversely affects the flame stability. In particular, it has been shown that a lower gas pressure prevails at the burner attachment immediately after the mixing chamber, which can easily lead to a so-called flame cut-off in this zone of the burner.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Massnahmen bei rohr- oder zylinderförmigen Brennern bzw. Brennkammern der oben genannten Art vorzuschlagen, um auf einfachste Art eine gute Durchmischung der Verbrennergase zu gewährleisten und um das erwähnte auftreten von örtlichen Flammabrissen am Brenner zu verhindern. It is therefore an object of the present invention to propose measures for tubular or cylindrical burners or combustion chambers of the type mentioned above, in order to ensure thorough mixing of the combustion gases in the simplest way and to prevent the aforementioned occurrence of local flame breaks on the burner.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mittels eines Brenners gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 gelöst. According to the invention, this object is achieved by means of a burner according to the wording according to claim 1.

Erfindungsgemäss wird insbesondere vorgeschlagen, im Innern eines zylindrischen Brennerelementes bzw. Brennerrohres konzentrisch ein Innenrohr anzuordnen mit einem geringeren Durchmesser als das Brennerrohr, wobei der Rohrmantel dieses Innenrohres für den Durchlass der Verbrennungsgase durchlässig ist. Damit die Verbrennungsgase von einer dem Brennerelement vorgeschalteten Mischkammer durch dieses Brennerrohr getrieben werden, ist der zwischen dem Brennerrohr und dem Rohrmantel des Innenrohres gebildete rohrförmige Zwischenraum entgegengesetzt gegenüber derjenigen Brennerrohrstirnseite, die durch einen Abschlussboden am Brenner gebildet wird, weitgehendst gasdicht ausgebildet. According to the invention, it is proposed in particular to arrange an inner tube concentrically inside a cylindrical burner element or burner tube with a smaller diameter than the burner tube, the tubular jacket of this inner tube being permeable for the passage of the combustion gases. In order for the combustion gases to be driven through this burner tube by a mixing chamber upstream of the burner element, the tubular space formed between the burner tube and the tubular jacket of the inner tube is opposite to that end of the burner tube, which is formed by an end plate on the burner, largely gas-tight.

Dieses gasdichte Trennen des genannten, auf der Innenseite des Brennerrohrmantels angeordneten rohrförmigen Zwischenraumes zur Mischkammer hin erfolgt vorzugsweise durch eine ringförmige Randpartie bzw. einen ringförmigen Flansch, der sich vom Innenrohr im Bereich der Verbindung zwischen Mischkammer und Brennerelement nach aussen erstreckt. This gas-tight separation of the tubular space to the mixing chamber, which is arranged on the inside of the burner tube jacket, is preferably carried out by means of an annular edge portion or an annular flange which extends outwards from the inner tube in the region of the connection between the mixing chamber and the burner element.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante weist das innenliegende, im wesentlichen gasdurchlässige Rohr im Bereich der Verbindung von Mischkammer und Brennerrohr eine nach innen vorstehende flanschartige Auskragung auf, wodurch die Durchtrittsöffnung für die gasförmigen Brennstoffe von der Mischkammer in das gasdurchlässige Rohr einen gegenüber dem Rohr reduzierten Durchmesser aufweist. Dadurch bilden sich aufgrund der erhöhten Durchtrittsgeschwindigkeit der gasförmigen Brennstoffe durch diese Durchtrittsöffnung im Bereich hinter der nach innen vorstehenden Auskragung Turbulenzzonen, welche eine weitere Erhöhung der guten Durchmischung der Verbrennungsgase im Inneren des gasdurchlässigen Rohres sicherstellt. According to a further preferred embodiment variant, the inner, essentially gas-permeable tube in the region of the connection between the mixing chamber and the burner tube has an inwardly projecting flange-like projection, as a result of which the passage opening for the gaseous fuels from the mixing chamber into the gas-permeable tube has a reduced diameter compared to the tube . As a result, due to the increased passage speed of the gaseous fuels, turbulence zones are formed through this passage opening in the area behind the inwardly protruding projection, which ensures a further increase in the thorough mixing of the combustion gases in the interior of the gas-permeable pipe.

Weitere bevorzugte Ausführungsvarianten des er-findungsgemässen Brenners sind in den abhängigen Ansprüchen 2-8 beansprucht bzw. charakterisiert. In diesem Zusammenhang sei im weiteren auf die bereits erwähnte EP 0 218 602 verwiesen, in welcher eine vorteilhafte Ausgestaltung eines Brenners für gasförmige Brennstoffe mit einem zylinderartigen Brennerelement beschrieben ist. Entsprechend eignet sich das oben angeführte erfindungs-gemässe Innenrohr für ein Brennerelement für sämtliche in der genannten EP 0 218 602 definierten erfindungsgemässen Brenner, womit der Inhalt dieser europäischen Patentschrift integraler Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist. Die in der Further preferred embodiment variants of the burner according to the invention are claimed or characterized in the dependent claims 2-8. In this context, reference is also made to the already mentioned EP 0 218 602, in which an advantageous embodiment of a burner for gaseous fuels with a cylindrical burner element is described. Accordingly, the above-mentioned inner tube according to the invention is suitable for a burner element for all burners according to the invention defined in the aforementioned EP 0 218 602, with which the content of this European patent specification is an integral part of the present invention. The in the

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EP 0 218 602 angeführten Patentansprüche sind somit alle in Kombination mit erfindungsgemäss beanspruchten Brennern der vorliegenden Erfindung ebenfalls Bestandteil der vorliegenden Erfindung. Patent claims cited in EP 0 218 602 are therefore also part of the present invention in combination with the burners of the present invention claimed according to the invention.

Die erfindungsgemäss definierten Brenner eignen sich insbesondere für Gasfeuerungen bzw. Gasverbrennungsanlagen. The burners defined according to the invention are particularly suitable for gas firing or gas combustion plants.

Die Erfindung wird nun anschliessend beispielsweise und unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigen: The invention will now be explained in more detail for example and with reference to the accompanying figures. Show:

Fig. 1 im Längsschnitt schematisch dargestellt einen erfindungsgemässen Brenner angebaut an einem Heizkessel; Fig. 1 schematically shown in longitudinal section an inventive burner attached to a boiler;

Fig. 2 ausschnittsweise und in Vergrösserung das rohrförmige Brennerelement mit dem erfindungsgemäss innenliegend angeordneten Innenrohr aus Fig. 1; 2 shows a detail and in enlargement of the tubular burner element with the inner tube from FIG. 1 arranged internally according to the invention;

Fig. 3 in Perspektive dargestellt das Innenrohr aus Fig. 2; FIG. 3 shows the inner tube from FIG. 2 in perspective;

Fig. 4 eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante des rohrförmigen Brennerelementes mit dem erfindungsgemäss innenliegend angeordneten Innenrohr in zu Fig. 2 analoger Darstellung, und 4 shows a further preferred embodiment variant of the tubular burner element with the inner tube arranged inside according to the invention in a representation analogous to FIG. 2, and

Fig. 5 einen weiteren erfindungsgemässen Brenner im Längsschnitt, der entsprechend der EP 0 218 602 in Axial- bzw. Längsrichtung verschieblich angeordnet ist. 5 shows a further burner according to the invention in longitudinal section, which is arranged to be displaceable in the axial or longitudinal direction in accordance with EP 0 218 602.

Ein Gasbrenner 1 ist an einem Heizkessel angebaut, wobei vom Heizkessel bruchstückweise die Brennkammer 2, eine Kesselwandung 3 und ein Teil des Wasserraumes 4 ersichtlich ist. Der Gasbrenner 1 kann beispielsweise mittels Befestigungsflanschen an einen Durchlass 13 der Kesselwandung angeschraubt bzw. befestigt sein. A gas burner 1 is attached to a boiler, the combustion chamber 2, a boiler wall 3 and part of the water space 4 being visible in fragments from the boiler. The gas burner 1 can be screwed or fastened to a passage 13 of the boiler wall, for example, by means of fastening flanges.

In die Brennkammer 2 vorstehend ist ein Brennerelement 6 angeordnet, bestehend aus einem Brennerrohr bzw. einer rohrförmigen Brennkammer 8 und einem endständigen Abschlussboden 9. Im Brennerrohr 8 sind Flammenbohrungen 10 vorgesehen für den Durchlass der zu verbrennenden Verbrennungsgase, wobei dadurch die in Fig. 1 schematisch dargestellten Flammen 11 beim Verbrennen der Gase entstehen. In the combustion chamber 2 above, a burner element 6 is arranged, consisting of a burner tube or a tubular combustion chamber 8 and a terminal end plate 9. Flame bores 10 are provided in the burner tube 8 for the passage of the combustion gases to be burned, the diagram in FIG. 1 thereby being schematic shown flames 11 arise during combustion of the gases.

Dem Brennerelement 6 vorgeschaltet ist eine Mischkammer 16, ebenfalls gebildet durch eine rohrförmige Kammerwandung 14, die seitlich am Durchlass 13 anliegt. Der Mischkammer 16 vorgeschaltet ist ein Dosier- bzw. Mischbereich der bekannten Art und beispielsweise gemäss vorab angeführtem Stand der Technik im Artikel der Autoren H. Berg und Th. Janemann oder in der EP 0 218 602 beschrieben, in welchen Mischbereich Verbrennungsluft 18 und ein gasförmiger Brennstoff 19 eingeleitet werden, wobei letzterer durch ein Gasdosierrohr 20 über Dosieröffnungen 21 mit der Verbrennungsluft zusammengeführt wird. Die so vermischten Verbrennungsgase werden über Öffnungen 23 in die Mischkammer 16 geführt. A mixing chamber 16 is connected upstream of the burner element 6, likewise formed by a tubular chamber wall 14 which bears laterally on the passage 13. Upstream of the mixing chamber 16 is a metering or mixing area of the known type and, for example, according to the prior art cited in the article by the authors H. Berg and Th. Janemann or in EP 0 218 602, in which mixing area combustion air 18 and a gaseous one are described Fuel 19 are introduced, the latter being brought together with the combustion air through a gas metering tube 20 via metering openings 21. The combustion gases mixed in this way are fed into the mixing chamber 16 via openings 23.

Um nun eine optimale Vermischung von Verbrennungsluft und dem gasförmigen Brennstoff zu gewährleisten, ist innenliegend zum Brennerelement 6 ein rohrförmiger Einsatz 25 vorgesehen, bestehend aus einem Innenrohr 29 mit kleinerem Durchmesser als derjenige des Brennerrohres 8, mit im Bereich der Verbindung von Brennerelemnt 6 und Mischkammer 16 nach aussen sich erstreckendem ringförmigem Flansch 26 und daranschliessend dicht an der Mischkammerwand 14 anliegender Randpartie 28. Das konzentrisch zum Brennerrohr 8 angeordnete Innenrohr 29 weist seitliche Öffnungen 30 auf für das Durchströmen der Verbrennungsgase in Richtung zu den Flammenbohrungen 10. Gemäss einer beispielsweisen Ausführungsvariante ist der Innenrohrdurchmesser ca. 65-70% des Brennerrohrdurchmessers bzw. des Aussenrohrdurchmes-sers. In order to ensure optimal mixing of the combustion air and the gaseous fuel, a tubular insert 25 is provided on the inside of the burner element 6, consisting of an inner tube 29 with a smaller diameter than that of the burner tube 8, with in the area of the connection of the burner element 6 and the mixing chamber 16 outwardly extending annular flange 26 and then the edge portion 28 lying close to the mixing chamber wall 14. The inner tube 29, which is arranged concentrically with the burner tube 8, has lateral openings 30 for the combustion gases to flow through in the direction of the flame bores 10. According to an exemplary embodiment variant, the inner tube diameter is approx. 65-70% of the burner tube diameter or the outer tube diameter.

Unter Bezug auf Fig. 2 soll nun die Wirkungsweise und der Sinn dieses Einsatzelementes 25 näher beschrieben werden. The mode of operation and the purpose of this insert element 25 will now be described in more detail with reference to FIG. 2.

Fig. 2 zeigt wiederum im Längsschnitt und ausschnittsweise in Vergrösserung das Brennerelement aus Fig. 1 und ansatzweise die daran anschliessende Mischkammer 16. In Fig. 2 ist nun noch deutlicher das Einsatzelement 25 erkennbar, primär bestehend aus dem perforierten Rohr 29, umfassend die Bohrungen 30 für den Durchlass der Verbrennungsgase zum aussen konzentrisch angeordneten Brennerrohr 8. Das Innenrohr 29 weist an seinem oberen, gegen die Mischkammer 16 gerichteten Ende einen nach aussen gerichteten Rand bzw. ringförmigen Flansch 26 auf, der gegenüber der Mischkammerwand 14 nach oben, eine Randpartie FIG. 2 again shows a longitudinal section and an enlarged detail of the burner element from FIG. 1 and, to some extent, the mixing chamber 16 connected to it. In FIG. 2, the insert element 25 can now be seen even more clearly, primarily consisting of the perforated tube 29 comprising the bores 30 for the passage of the combustion gases to the burner tube 8, which is arranged concentrically on the outside. The inner tube 29 has, at its upper end directed towards the mixing chamber 16, an outwardly directed rim or annular flange 26, which is opposite the mixing chamber wall 14 and has an edge section

28 bildend, aufgebogen ist. Diese Randpartie 28 liegt dichtend an der Mischkammerwandung 14 an, was beispielsweise mittels Bildung von Sicken oder durch das Anordnen von Dichtungen bewerkstelligt wird. Der ringförmige Flansch 26 ist ebenfalls gasdicht ausgebildet, sodass über die Randpartie bzw. den Flansch 26 keine Verbrennungsgase aus der Mischkammer 16 in den Raum zwischen Innenrohr 28 forming, is bent. This edge portion 28 lies sealingly against the mixing chamber wall 14, which is accomplished, for example, by forming beads or by arranging seals. The annular flange 26 is also gas-tight, so that no combustion gases from the mixing chamber 16 into the space between the inner tube via the edge part or the flange 26

29 und Brennerrohr 8 gelangen können. Vielmehr müssen die Verbrennungsgase zunächst in den Innenraum 32 des Innenrohres 29 gelangen, aus welchem Innenraum 32 die Verbrennungsgase dann durch die Bohrungen 30 in den erwähnten Zwischenraum gelangen, um durch die Flammenbohrungen 10 für das Verbrennen in den Heizraum 2 zu gelangen. 29 and burner tube 8 can reach. Rather, the combustion gases must first enter the interior 32 of the inner tube 29, from which interior 32 the combustion gases then pass through the bores 30 into the above-mentioned space in order to pass through the flame bores 10 for combustion into the heating chamber 2.

Wie nun in Fig. 2 mittels Pfeilen dargestellt und damit erkennbar, werden die aus der Mischkammer 16 in den Innenraum 32 gelangenden Verbrennungsgase entlang der Kante 31 getrieben, die durch Zusammentreffen der Randpartie 26 und dem Innenrohr 29 gebildet wird. Hinter dieser Kante 31 bilden sich Turbulenzzonen 33, infolge derer die Verbrennungsluft optimal mit dem gasförmigen Brennstoff vermischt wird, womit schliesslich die den Innenraum 32 durch die Bohrungen 30 verlassenden Verbrennungsgase weitgehendst ideale Mischungen darstellen. Weiter wird durch den Strömungsverlauf der Verbrennungsgase gewährleistet, dass im Innenraum 32 weitgehendst gleichmässig verteilte Druckverhältnisse vorherrschen, weshalb entlang des gesamten Innenrohres 29 eine gleich-mässige Druckverteilung herrscht und somit entlang des gesamten Rohres durch die Bohrungen 30 gleichmässig Verbrennungsgase hindurchtreten. Damit ist aber auch gewährleistet, dass im Zwischen5 As shown in FIG. 2 by means of arrows and thus recognizable, the combustion gases coming from the mixing chamber 16 into the interior 32 are driven along the edge 31, which is formed by the edge portion 26 and the inner tube 29 meeting. Turbulence zones 33 form behind this edge 31, as a result of which the combustion air is optimally mixed with the gaseous fuel, which ultimately means that the combustion gases leaving the interior 32 through the bores 30 are largely ideal mixtures. Furthermore, the flow of the combustion gases ensures that the pressure conditions in the interior 32 are largely evenly distributed, which is why there is a uniform pressure distribution along the entire inner tube 29 and thus combustion gases pass uniformly through the bores 30 along the entire tube. However, this also ensures that in the interim5

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räum zwischen dem Innenrohr 29 und dem Brennerrohr 8 eine gleichmässige Druckverteilung vorherrscht, womit die Flammenbildung entlang des gesamten Brennerrohres 8 gleichmässig ist und somit keine Gefahr des Flammenabrisses entstehen kann. space between the inner tube 29 and the burner tube 8, a uniform pressure distribution prevails, so that the flame formation along the entire burner tube 8 is uniform and thus there is no danger of the flame breaking off.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Strömung der Verbrennungsgase von der Mischkammer in und durch das Innenrohr besteht darin, dass diese Verbrennungsgase bis an den Abschlussboden 9 gelangen, womit dessen Kühlung wesentlich besser ist als bei herkömmlichen Brennern ohne das erfindungsgemässe Einsatzelement 25. Another advantage of the inventive flow of the combustion gases from the mixing chamber into and through the inner tube is that these combustion gases reach the end plate 9, which means that its cooling is considerably better than in conventional burners without the insert element 25 according to the invention.

In Fig. 3 ist das Einsatzelement 25 aus Fig. 2 in Seitenperspektive dargestellt, wobei deutlich erkennbar wird, dass das Innenrohr 29 beispielsweise durch ein Lochblech gebildet werden kann. Auch deutlich erkennbar wird die ringförmig ausgebildete Kante 31, um welche die Verbrennungsgase strömen, wenn sie von der Mischkammer in den Innenraum 32 gelangen. 3 shows the insert element 25 from FIG. 2 in a side perspective, it being clearly evident that the inner tube 29 can be formed, for example, by a perforated plate. The ring-shaped edge 31 around which the combustion gases flow when they get into the interior 32 from the mixing chamber is also clearly visible.

In Fig. 4 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante eines erfindungsgemässen Brenners dargestellt, analog der Darstellung von Fig. 2. Der Brenner gemäss Fig. 4 entspricht im wesentlichen dem Brenner, dargestellt in Fig. 2, wobei jedoch das innenliegende, gasdurchlässige Rohr 29 im Bereich der Verbindung zur Mischkammer 16 eine nach innen vorstehende flanschartige Auskragung 27 aufweist, wodurch die Durchtrittsöffnung der Verbrennungsgase von der Mischkammer 16 in den Innenraum 32 verengt wird. Dadurch werden die Verbrennungsgase beim Durchtritt von der Mischkammer in den Innenraum 32 beschleunigt, womit sich in den hinter der Auskragung 26 gebildeten Turbulenzzonen 33 eine gegenüber der Ausführung gemäss Fig. 2 erhöhte Turbulenzbildung ergibt, womit die Verbrennungsgase noch besser durchmischt werden. FIG. 4 shows a further preferred embodiment variant of a burner according to the invention, analogous to the representation of FIG. 2. The burner according to FIG. 4 essentially corresponds to the burner shown in FIG. 2, but with the inner, gas-permeable tube 29 in the area of the connection to the mixing chamber 16 has an inwardly projecting flange-like projection 27, as a result of which the passage opening of the combustion gases from the mixing chamber 16 is narrowed into the interior 32. As a result, the combustion gases are accelerated as they pass from the mixing chamber into the interior 32, which results in increased turbulence formation in the turbulence zones 33 formed behind the projection 26, as compared with the embodiment according to FIG. 2, with which the combustion gases are mixed even better.

In Fig. 5 ist ein weiterer erfindungsgemässer Brenner im Längsschnitt analog der Darstellung von Fig. 1 dargestellt, wobei der Brenner 1 wiederum in einem ansatzweise dargestellten Heizkessel angeordnet ist, umfassend den Heizraum 2 und die Kesselwand 3. Der in Fig. 5 erfindungsgemäss dargestellte Brenner entspricht in wesentlichen Teilen dem Brenner gemäss der EP 0 218 602, welcher Brenner ein Brennerrohr umfasst, das in seiner Längsrichtung verschieblich gelagert ist. Im übrigen sind in Fig. 5 diejenigen Teile mit denselben Referenzzahlen bezeichnet, die denjenigen aus den Fig. 1-4 entsprechen. Wiederum ist dem Brennerrohr vorgelagert eine Mischkammer 16 vorgesehen, in welche Verbrennungsluft und der gasförmige Brennstoff gelangen, wobei letzterer durch ein Gasdosierrohr 20 und Dosieröffnungen in die Verbrennungsluft geführt wird. 5 shows a further burner according to the invention in longitudinal section analogous to the representation of FIG. 1, the burner 1 in turn being arranged in a batch boiler, comprising the heating chamber 2 and the boiler wall 3. The burner shown in FIG. 5 corresponds essentially to the burner according to EP 0 218 602, which burner comprises a burner tube which is displaceably mounted in its longitudinal direction. Otherwise, those parts in FIG. 5 are designated with the same reference numbers which correspond to those from FIGS. 1-4. Again, a mixing chamber 16 is provided upstream of the burner tube, into which combustion air and the gaseous fuel enter, the latter being passed through a gas metering tube 20 and metering openings into the combustion air.

Das endständig am Brenner angeordnete Brennerrohr 8 ragt nur teilweise in die Heizkammer 2, wobei derjenige Teil des Brennerrohres, der in die Heizkammer 2 ragt, mit 8b bezeichnet ist, und derjenige Teil des Brennerrohres, der zurückgezogen in Durchlass 13 der Kesselwand 3 angeordnet ist, mit 8a. Da die Flammenbohrungen 10 im Bereich The burner tube 8 arranged at the end of the burner protrudes only partially into the heating chamber 2, the part of the burner tube which projects into the heating chamber 2 being designated 8b and the part of the burner tube which is arranged withdrawn in the passage 13 in the boiler wall 3, with 8a. Since the flame holes 10 in the area

8a seitlich abgedeckt sind, können somit Verbrennungsgase nur durch die Flammenbohrungen im Bereich 8b hindurchtreten, womit nur in diesem Bereich 8b eine Verbrennung bzw. Flammenbildung möglich ist. Wie in der EP 0 218 602 dargelegt, besteht der Vorteil eines derartigen Brenners darin, dass eine Regelung des Brenners möglich ist, ohne irgendwelche Mischverhältnisse zwischen Verbrennungsluft und gasförmigen Brennstoffen zu verändern, und auch der im Brenner herrschende Druck bleibt im wesentlichen gleich. Damit besteht also die Möglichkeit, dass der Brenner immer auf optimale Verbrennungsbedingungen eingestellt bleibt und trotzdem in seiner Leistung regulierbar ist. 8a are covered laterally, combustion gases can thus only pass through the flame bores in area 8b, which means that combustion or flame formation is only possible in this area 8b. As stated in EP 0 218 602, the advantage of such a burner is that the burner can be regulated without changing any mixing ratio between combustion air and gaseous fuels, and the pressure prevailing in the burner also remains essentially the same. This means that there is always the possibility that the burner is always set to optimal combustion conditions and the output can still be regulated.

Zusätzlich zur Ausgestaltung des Brenners gemäss der EP 0 218 602 umfasst nun der Brenner gemäss Fig. 5 wiederum ein erfindungsgemässes Einsatzelement 25, das zusammen mit dem Brennerrohr 8 in axialer Längsrichtung verschoben wird. Durch das Einsatzelement 25 und die eingangs nach innen ragende Randpartie 27 wird beim Durchtreten der Verbrennungsgase von der Mischkammer in den Innenraum 32 wiederum gewährleistet, dass durch die hinter dem Rand 27 herrschenden Turbulenzströmungen die Verbrennungsluft optimal mit den Brennstoffen vermischt wird. Auch die übrigen Vorteile wie gleichmässige Druckverteilung im Innenraum, gleichmässiges Durchtreten der Verbrennungsgase durch die Bohrungen 30, gleichmässiges Flammenbild im Bereich 8b des Brennerrohres und die Kühlung des Abschlussbodens 9 sind selbstverständlich auch im Brenner gemäss Fig. 5 gewährleistet. In addition to the design of the burner according to EP 0 218 602, the burner according to FIG. 5 again comprises an insert element 25 according to the invention, which is displaced together with the burner tube 8 in the axial longitudinal direction. As a result of the insert element 25 and the edge portion 27 projecting inwards at the beginning, when the combustion gases pass through the mixing chamber into the interior 32, it is again ensured that the combustion air is optimally mixed with the fuels due to the turbulence flows behind the edge 27. The other advantages, such as uniform pressure distribution in the interior, even passage of the combustion gases through the bores 30, uniform flame pattern in the region 8b of the burner tube and cooling of the end plate 9 are of course also ensured in the burner according to FIG. 5.

Auf die detaillierte Beschreibung und Funktionsweise des Brenners gemäss der EP 0 218 602 in Kombination mit dem erfindungsgemässen Einsatzelement 25 wird verzichtet und auf die erwähnte europäische Patentschrift 0 218 602 verwiesen. Der Inhalt dieser europäischen Patentschrift ist somit ebenfalls integraler Bestandteil der vorliegenden Beschreibung. The detailed description and mode of operation of the burner according to EP 0 218 602 in combination with the insert element 25 according to the invention is dispensed with and reference is made to the aforementioned European patent specification 0 218 602. The content of this European patent specification is therefore also an integral part of the present description.

Bei den in den Fig. 1-5 dargestellten erfindungsgemässen Brennern handelt es sich selbstverständlich nur um Beispiele, die in X-beliebiger Art und Weise abgeändert, modifiziert oder ergänzt werden können. So ist beispielsweise die konstruktive Ausgestaltung des Brenners wie der Zuführung der Verbrennungsluft und des gasförmigen Brennstoffes, die Ausgestaltung der Mischkammer und konstruktive Merkmale des Brennerrohres nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und es versteht sich von selbst, dass derartige Konstruktionsdetails jeweils von den Rahmenbedingungen, wie Heizleistung, gewählte Heizkesselgrösse, gewählte gasförmige Brennstoffe, Einsatz des Brenners usw. abhängig sind. Erfindungswesentlich ist primär das Anordnen eines konzentrischen Rohreinsatzes im Innern eines Brennerrohres, das gasdurchlässig ist bzw. Bohrungen aufweist, und dass weiter Mittel vorgesehen sind, um sicherzustellen, dass weitgehendst nahezu sämtliche Verbrennungsgase in den bzw. durch den Innenraum dieses Rohreinsatzes gelangen müssen, bevor sie dem Brennerelement zwecks Verbrennung zugeführt werden. The burners according to the invention shown in FIGS. 1-5 are of course only examples which can be modified, modified or supplemented in any way. For example, the structural design of the burner, such as the supply of the combustion air and the gaseous fuel, the design of the mixing chamber and the structural features of the burner tube are not the subject of the present invention, and it goes without saying that such design details depend in each case on the general conditions, such as heating power , selected boiler size, selected gaseous fuels, use of the burner, etc. Essential to the invention is primarily the arrangement of a concentric tube insert inside a burner tube, which is gas-permeable or has bores, and that further means are provided to ensure that almost all combustion gases have to get into or through the interior of this tube insert before they can be used be fed to the burner element for combustion.

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

4 4th

7 7

CH 687 938 A5 CH 687 938 A5

8 8th

Claims

1. Burner for gaseous fuels with an essentially cylindrical burner tube (8) with lateral flame bores (10) arranged in the cylinder wall and a terminal end plate (9) which essentially seals the burner tube, characterized in that the interior of the burner tube is concentric an inner tube (29) is arranged with an essentially gas-permeable tube jacket, and the tubular space between the burner tube and the tube jacket of the inner tube is at least almost gas-tight against the tube opening of the burner tube opposite the end plate.

2. Burner according to claim 1, with a coaxial and in extension to the burner tube opposite to the end plate arranged mixing chamber (16) for mixing combustion air and gaseous fuel, characterized in that the inner concentric substantially gas-permeable tube (29) in the region of the connection of the mixing chamber (16) and the burner tube (8) comprises an outwardly directed edge section or a flange-like section (26) which is essentially gas-tight, such that gas flowing from the mixing chamber (16) to the burner tube cylinder wall (8) through the Jacket of the inner tube (29) must flow.

3. Burner according to claim 2, characterized in that the connection of the inner tube (29) and the substantially circular edge portion (26) or the flange is substantially edge-shaped, i.e. Pipe and edge section or flange meet one another essentially at right angles to form an edge (31).

4. Burner according to one of claims 1 or 2, characterized in that the inner, substantially gas-permeable tube (29) in the region of the connection of the mixing chamber (16) and the burner tube (8) has an inwardly projecting flange-like projection (27), whereby the passage opening for the gaseous fuels from the mixing chamber (16) into the gas-permeable tube (32) has a reduced diameter compared to the tube (29).

5. Burner according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inner tube (29) extends substantially over the entire length of the burner tube (8) and on which the end tube (9) closing the burner tube lies substantially tight.

6. Burner according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner tube (29) is formed by a perforated plate.

7. Burner according to one of claims 1 to 6, characterized in that the diameter of the substantially gas-permeable inner tube (29) is 65-70% of the diameter of the burner tube (8) or the outer tube.

8. Burner according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cylindrical burner tube (8) together with the inner tube (29) is arranged to be longitudinally displaceable in the axial direction,

to be moved into or out of a heating chamber in order to control the active burner surface (8b) on the burner tube.

9. Gas firing or gas combustion system with a burner according to one of claims 1 to 7.

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

5