CN117280157A - 暗辐射器 - Google Patents

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CN117280157A CN202280034424.2A CN202280034424A CN117280157A CN 117280157 A CN117280157 A CN 117280157A CN 202280034424 A CN202280034424 A CN 202280034424A CN 117280157 A CN117280157 A CN 117280157A
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E·克雷斯
A·根泽尔
T·斯托勒
T·雷纳
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Schwanke Co ltd
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    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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Abstract

本发明涉及一种暗辐射器,其带有燃烧器(1)、鼓风机(3)和辐射管(4),其中所述燃烧器(1)与可燃气体供应装置连接,其中鼓风机(3)设立成用于向燃烧器(1)供应燃烧用空气,其中燃烧器(1)设立成用于将火焰(6)输出到辐射管(4)中,其中可燃气体供应装置(2)与作为可燃气体源的氢气源连接并具有气体喷嘴(21),且其中与所述气体喷嘴(21)相间隔地在不存在火焰保持器的情况下布置有点火装置(11)。

Description

暗辐射器
技术领域
本发明涉及一种暗辐射器(Dunkelstrahler),其带有燃烧器、鼓风机和辐射管,其中燃烧器与可燃气体供应装置连接,其中鼓风机设立成用于向燃烧器供应燃烧用空气,其中燃烧器设立成用于将火焰输出到所述辐射管中。
背景技术
在商业和工业领域中,为了加热生产和储存场所通常使用暗辐射器。暗辐射器具有一个或多个辐射管作为辐射元件,所述一个或多个辐射管配属有至少一个燃烧器。通过在燃烧器内燃烧由可燃气体和空气组成的混合物产生火焰,该火焰可借助于鼓风机在辐射管的整个长度上分布。辐射管有规律地连续地紧接着呈线形或U形地联接到燃烧器处且应该在整个管伸延上均匀地放射通过火焰产生的热量。辐射管由火焰均匀加热并生成热辐射,该热辐射放射到待加热的区域上。在此通常使用反射器来提高效率。通过燃烧产生的废气借助于鼓风机从辐射管中移除,例如通过废气管引出到外部空气处。
天然气或液化气(丙烷气体或沼气)用作为可燃气体,该天然气或液化气在混合室中与燃烧用空气按预设的比例混合,此后它通过设有穿过通道的燃烧器板导入到燃烧室中并点燃。通常构造为陶瓷板的燃烧器板用作为火焰回火阻挡器且同时具有保持火焰的任务。备选地,格网或丝网也用作火焰回火阻挡器和火焰保持器(Flammhalter),燃料-空气混合物被引导通过该格网或丝网。例如,在EP2014980A1和EP2708814A1中对这种暗辐射器进行了描述。
之前已知的暗辐射器的燃烧器设计得越来越高耗费。这尤其还是在如下的背景下,即,一直力求达到可燃气体和空气之间的最佳化学计量比,以为了实现尽可能完全的燃烧,从而最大限度地减少有害物质排放。
发明内容
本发明在此开始。本发明的任务在于提供一种简单构建且能够成本适宜地制造的暗辐射器。根据本发明,该任务通过专利权利要求1的特征部分的特征解决。
利用本发明提供了一种简单构建且能够成本适宜地制造的暗辐射器。由于可燃气体供应装置与作为可燃气体源的氢气源连接并具有气体喷嘴,其中与气体喷嘴相间隔地在不存在火焰保持器的情况下布置有点火装置,实现带有减少的部件数量的简单的构建。令人惊奇地已经证实的是,通过使用氢气作为可燃气体无需与燃烧用空气预混合。由于从喷嘴中在压力下逸出的氢气流由于其反应友好性在与位于喷嘴前的燃烧用空气的接触之后在达到所需要的混合比时点燃,在相对于喷嘴的足够的间距处构造稳定的火焰(该火焰自身维持),而不存在火焰回火到喷嘴中的危险。现有技术中使用的火焰保持器(其在现有技术中同时具有回火保护的功能)是不需要的。此外,引起了减少的有害物质排放。由于氢气不含碳,理论上在废气中不含有含碳有害物质,如一氧化碳、二氧化碳或碳氢化合物。
在本发明的改进方案中,鼓风机如此布置,即,使得辐射管至少在火焰方向上在气体喷嘴之后充满有燃烧用空气。由此确保给在喷嘴前方的区域充足地供应以燃烧用空气,该燃烧用空气通过其流动辅助与从喷嘴中逸出的氢气的混合。鼓风机优选如此布置,即,使得利用燃烧用空气在四周吹扫气体喷嘴。
在本发明的设计方案中,鼓风机在吸入侧与和辐射管连接的废气导管连接。由此可实现将燃烧废气的一部分引导返回至燃烧用空气,由此能够调设火焰温度,从而抑制氮氧化物的排放。
在本发明的另外的设计方案中,鼓风机在吸入侧与喷射器连接,该喷射器的吸入接口与废气导管连接,其中通过鼓风机吸入的燃烧用空气用作为推进剂,从而通过鼓风机将废气-燃烧用空气混合物供应给燃烧器。由此通过鼓风机实现了将限定的废气流供给燃烧用空气流以及随后进行的混合。
在本发明的改进方案中,喷射器或废气导管设有调整装置,通过该调整装置可调设废气流和燃烧用空气流的混合比。由此可实现持续地调设火焰温度。
在本发明的设计方案中,布置有光学传感器,其设立成用于检测火焰的至少一个火焰参数。光学传感器优选是紫外线传感器。令人惊奇地已经证实的是,通过光学传感器能够可靠地确定氢气燃烧的不可见火焰的特性,其中除了火焰温度之外,通过紫外线传感器还可检测其他参数。有利地,光学传感器与火焰的火焰底部对齐。
在本发明的另外的设计方案中,紫外线传感器设立成用于紫外线共振吸收光谱法。由此可实现检测火焰及环绕其的燃烧废气的NOX含量。有利地,传感器通过调节模块与调整装置连接,以用于调设废气流和燃烧用空气流的混合比。由此可实现经由通过NOX理论值预设来控制混合比进行火焰的温度调节。
在本发明的改进方案中,光学传感器与和可燃气体供应装置连接的设定装置连接,以用于中断和/或调设氢气供应。由此在火焰熄灭时抑制氢气的逸出。
在本发明的设计方案中,设定装置与控制和调节模块连接,该控制和调节模块设立成用于根据存储的理论参数通过改变氢气量和/或燃烧用空气量调节火焰特性。那么例如,可通过控制和调节模块将实施为设立成用于紫外线共振吸收光谱法的紫外线传感器的光学传感器与调整装置连接,以用于调设废气流和燃烧用空气流量的混合比,由此可实现经由通过NOX理论值预设来控制混合比进行火焰的温度调节。
附图说明
本发明的其他改进方案和设计方案在其余从属权利要求中给出。本发明的实施例在图纸中示出且在下文详细描述。在此:
图1显示了暗辐射器的示意图;
图2显示了在另一实施形式中的暗辐射器的示意图,且
图3显示了在第三实施形式中的暗辐射器的示意图。
具体实施方式
根据图1的选择作为实施例的暗辐射器包括燃烧器1,该燃烧器与鼓风机3连接且辐射管4联接到该燃烧器1处。辐射管4在图1中仅简略示出;辐射管4可完全在几米的长度上延伸且由多个辐射管元件构成。在本实施例中,辐射管4构造为高耐热不锈钢管。备选地,也可使用带有热施敷的氧化铝层的特殊钢。在本实施例中,辐射管4由未示出的反射器围住,该反射器在本实施例中由表面结构化的铝板构造且该反射器在两侧上具有隔板以用于减少对流损失。
燃烧器1包括气体喷嘴21,其与氢气供应装置2连接。在燃烧器1中与气体喷嘴21相间隔地布置有点火电极11。鼓风机3如此安放在燃烧器1的背离点火电极11的它的一侧处,即,使得它利用燃烧用空气在四周吹扫气体喷嘴21。为此,鼓风机在吸入侧与燃烧用空气供应装置31连接。
从气体喷嘴21在压力下逸出到燃烧器1中的氢气流与燃烧用空气流混合,该燃烧用空气流在四周吹扫气体喷嘴21且在达到所需的混合比时通过与气体喷嘴21相间隔地布置的点火电极11点燃,由此在距离气体喷嘴21一定的距离处形成火焰6,该火焰在辐射管4的长度上延伸到辐射管4中。在氢气流的不可点燃的区域22(该区域不具有与燃烧用空气的足够的混合比)中不产生火焰形成。
在根据图2的实施例中,鼓风机3在其吸入侧处与喷射器32连接,该喷射器32的推进接口与燃烧用空气供应装置31连接且该喷射器的吸气接口与废气供应装置33连接。废气供应装置由未示出的废气导管供给,该废气导管在废气侧与辐射管4连接。通过鼓风机3吸入的燃烧用空气在此用作为推进剂,通过该推进剂引起废气的吸入。由此在压力侧通过鼓风机3向气体喷嘴21供应废气-燃烧用空气混合物,该废气-燃烧用空气混合物在四周吹扫气体喷嘴21。废气-燃烧用空气混合物具有降低的含氧量,由此引起带有降低的温度的火焰。由于氢的高反应友好性,废气-燃烧用空气混合物中的低的氧含量也足以点燃,由此产生延伸穿过辐射管4的火焰6。
在根据图3的实施例中,在燃烧器11的壳体12中引入有传感器容纳部13,该传感器容纳部具有窗口14。紫外线传感器5引入到传感器容纳部13中,该紫外线传感器5通过电线51与未示出的设定装置连接,以用于中断氢气供应装置2。在本实施例中,紫外线传感器5在中心对准于火焰6的火焰底部61。如果通过紫外线传感器5未检测到火焰6,则由设定装置中断氢气供应。设定装置或与之连接的控制和调节模块还可附加地与点火电极11连接且如此设立,即,使得在未检测到火焰的情况下,首先启动点火电极13,且在火焰继续不存在之后才进行氢气供应的中断。
如果鼓风机3相应于根据图2的实施例在吸入侧与喷射器(通过该喷射器实现将废气流掺混到燃烧用空气流)连接,则喷射器或在吸入侧供给该喷射器的废气供应导管可设有调整装置,通过该调整装置可调设废气流和燃烧用空气流的混合比。如果紫外线传感器设立成用于紫外线共振吸收光谱法,则可实现基于由紫外线传感器检测到的NOX含量来调节火焰温度。为此,传感器适宜地与调节模块连接,该调节模块的理论数值是预设的理论NOX值,其中实际NOX值由紫外线传感器提供。基于在理论值和实际值之间的差值,可通过调整装置的操控来实现废气流和燃烧用空气流的混合比的调整,由此引起火焰6的温度的变化,这继而引起NOX实际值的变化。

Claims (12)

1.暗辐射器,带有燃烧器(1)、鼓风机(3)和辐射管(4),其中所述燃烧器(1)与可燃气体供应装置连接,其中所述鼓风机(3)设立成用于向所述燃烧器(1)供应燃烧用空气,其中所述燃烧器(1)设立成用于将火焰(6)输出到所述辐射管(4)中,其特征在于,所述可燃气体供应装置(2)与作为可燃气体源的氢气源连接且具有气体喷嘴(21),其中与所述气体喷嘴(21)相间隔地在不存在火焰保持器的情况下布置有点火装置(11)。
2.根据权利要求1所述的暗辐射器,其特征在于,所述鼓风机(3)如此布置,即,使得所述辐射管(4)至少在火焰方向上在所述气体喷嘴(21)之后充满有燃烧用空气。
3.根据权利要求2所述的暗辐射器,其特征在于,所述鼓风机(3)如此布置,即,使得利用燃烧用空气在四周吹扫所述气体喷嘴(21)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的暗辐射器,其特征在于,所述鼓风机(3)在吸入侧与和所述辐射管(4)连接的废气导管连接。
5.根据权利要求4所述的暗辐射器,其特征在于,所述鼓风机(3)在吸入侧与喷射器(32)连接,该喷射器(32)的吸入接口与所述废气导管连接,其中通过所述鼓风机(3)吸入的燃烧用空气用作为推进剂,从而通过所述鼓风机(3)将废气-燃烧用空气混合物供应给所述燃烧器(1)。
6.根据权利要求4或5所述的暗辐射器,其特征在于,所述喷射器(32)或所述废气导管设有调整装置,通过该调整装置可调设废气流和燃烧用空气流的混合比。
7.根据前述权利要求中任一项所述的暗辐射器,其特征在于,布置有光学传感器,该光学传感器设立成用于检测所述火焰6的至少一个火焰参数。
8.根据权利要求7所述的暗辐射器,其特征在于,所述光学传感器是紫外线传感器(5)。
9.根据权利要求7或8所述的暗辐射器,其特征在于,所述光学传感器与所述火焰(6)的火焰底部(61)对齐。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的暗辐射器,其特征在于,所述紫外线传感器(5)设立成用于紫外线共振吸收光谱法。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的暗辐射器,其特征在于,所述光学传感器与和可燃气体供应装置连接的设定装置连接,以用于中断和/或调设所述氢气供应装置(2)。
12.根据权利要求11所述的暗辐射器,其特征在于,所述设定装置与控制和调节模块连接,该控制和调节模块设立成用于根据存储的理论参数通过改变氢气量和/或燃烧用空气量来调节所述火焰(6)的火焰特性。
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