DD144950A1 - RADIATION BURNER FOR MULTI-DRIVING WITH RADIAL ADVANCED FLAX FLAMES - Google Patents

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DD144950A1
DD144950A1 DD21437179A DD21437179A DD144950A1 DD 144950 A1 DD144950 A1 DD 144950A1 DD 21437179 A DD21437179 A DD 21437179A DD 21437179 A DD21437179 A DD 21437179A DD 144950 A1 DD144950 A1 DD 144950A1
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mehrstoffahrweise
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radially
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DD21437179A
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Wulf Kuehne
Matthias Scheidling
Peter Ziesche
Ralf Noack
Gert Pilz
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Wulf Kuehne
Matthias Scheidling
Peter Ziesche
Ralf Noack
Gert Pilz
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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F23D17/002—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel

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Abstract

Strahlungsbrenner fuer Mehrstoffahrweise mit sich radial erweiternder Flachflamme, fuer mehrere Brenngasarten und Oel, einsetzbar in Industrieoefen und anderen Waermeaggregaten, der sich dadurch auszeichnet, dass er eine gute Brennstabilitaet im Temperaturbereich des Ofenraumes unter 800 grd C aufweist, dass er bei niedrigen Druecken von Brenngas und vorgewaermter Luft oder Kaltlauft arbeitet, einen hohen Regelbereich besitzt, keine Auswirkungen auf vorgeschaltete Regel- und Sicherungsanlagen aufweist und fertigungstechnisch einen geringen Aufwand benoetigt. Die sich radial erweiternde Flachflamme wird durch Verdrallung der Verbrennungsluft ueber Schlitze im Ende eines koaxial um Oel- und Brenngaszufuehrungsrohre gelagerten Luftzufuehrungsrohr erzeugt. Die Schlitze sind gegenueber der Brennerachse in Verdrallungsrichtung um den Winkel (Formel) geneigt. Die Schlitzenden haben bezogen auf die radialen Ebene zur Brennachse eine Neigung (Formel). Der Abstand der Schlitzenden von der Ebene der Gaszufuehrung betraegt maximaldie Haelfte des Durchmessers des zylindrischen Teiles des Verbrennungskanales. Die Brennstoffzufuehrung erfolgt in axialer Richtung und erlaubt durch ihre konstruktive Gestaltung Mehrstoffahrweise. -Fig.1-Radiant burner for Mehrstoffahrweise with radially expanding flat flame, for several fuel gas types and oil, can be used in Industrieoefen and other heat aggregates, which is characterized by having a good burning stability in the temperature range of the furnace chamber below 800 grd C, that he at low pressures of fuel gas and vorgewaermter air or Kaltlauft works, has a high control range, has no effect on upstream control and safety systems and manufacturing technology requires little effort. The radially expanding flat flame is generated by twisting the combustion air via slots in the end of a coaxial with oil and Brenngaszufuehrungsstube mounted air supply pipe. The slots are inclined relative to the burner axis in Verdrallungsrichtung by the angle (formula). The slot ends have a tilt relative to the radial plane to the focal axis (formula). The distance of the slot ends from the plane of the gas supply is maximally half the diameter of the cylindrical part of the combustion channel. The fuel supply takes place in the axial direction and allows Mehrstoffahrweise by their structural design. -Fig.1-

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mit radial sich erweiternder FlachflammeRadiant burner for Mehrstoffahrweise with radially expanding flat flame

Anwendungsgebiet der ErfindungAnwendungsgebi et the invention

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsbrenner für mehrere Brenngasarten und Öl, einsetzbar in Industrieöfen und anderen Wärmeaggregaten zur Realisierung von Erwärmungs- und Wärmebehandlungsprozessen.The invention relates to a radiant burner for several types of fuel gas and oil, used in industrial furnaces and other heat units for the realization of heating and heat treatment processes.

Charalcterlstik ..der bekannten technischen Lb*sungenCharacteristics of the known technical solutions

Der Einsatz von Strahlungsbrennern erfolgt zur intensiven und schonenden Durchführung von Erwärmungs- und Wärmobehandlungsprozessen und zur Vergleichmäßigung des Wärmeüberganges. Um einen optimalen Wärmeübergang von den heißen rotierenden Abgasen auf das Wärmgut zu erreichen, liegen verschiedene Lösungen zur Erzeugung einer radial sich erweiternden Plachflamme vor*The use of radiant burners is carried out for intensive and gentle implementation of heating and heat treatment processes and to homogenize the heat transfer. In order to achieve optimal heat transfer from the hot rotating exhaust gases to the Wärmgut, there are various solutions for generating a radially expanding Plachflamme before *

line solche technische Lösung sieht die Brenngas- und Luftzuführung über koaxial angeordnete und trichterförmig auslaufende Rohre vors wobei die Luft über mindestens 3 Bohrungsebenen tangential eingeführt wird* Die Lösung zeigt besonders bei 'Gasen mit höherem Kohlenv/asserstoffgehalt das Herausdrücken der .in.ajruaenwurz.si bei höheren Lufteintrittsgeschwindigkeiten /DD-PS 69659/·line such technical solution provides the fuel gas and air supply via coaxially arranged and a funnel-shaped outgoing pipes from s the air being introduced tangentially via at least 3 bore levels * The solution shows especially at 'gases with higher Kohlenv / asserstoffgehalt pressing out the .in.ajruaenwurz. si at higher air inlet speeds / DD-PS 69659 / ·

16 Jül 13 /16 Jül 13 /

Bei einer weiteren technischen Lösung erfolgt die Brenngasunrl Luftzuführung ebenfalls in koaxial angeordneten Rohren,, die aber zylindrisch auslaufenv In a further technical solution, the Brenngasunrl air supply is also in coaxially arranged tubes ,, but cylindrically expire v

ti ti

Die Luf tverdrallung wird durch in ein "bis zwei Ebenen angeordnete Bohrungen durchgeführt.The air twisting is carried out by drilling arranged in one to two planes.

Die bekannten technischen Lösungen beinhalten in ihrer Gesamtheit folgende NachteilesThe known technical solutions in their entirety include the following disadvantage

1, Ungenügendes Kaltstartverhalten bis zu Ofenraumtemperaturen von etwa 800 0C, was zu Störungen im Betrieb führt und vor allem bei periodischem Anfahren von Industrieöfen behindernd wiriete1, Insufficient cold-start behavior up to furnace room temperatures of about 800 0 C, which leads to disturbances in the operation and, in particular, hindered by periodic start-up of industrial furnaces

2« Es liegt kein optimales Brennverhalten für mehrere Gas~ arten vor*2 "There is no optimal combustion behavior for several types of gas *

3» Nicht ausreichendes Strahlungsverhalten in niedrigen Lastbereicheiii durch einen erhöhten Anteil axial ausströmender heißer Abgase«3 »Insufficient radiation behavior in low load ranges due to an increased proportion of axially discharged hot exhaust gases«

4-e Es ist keine Mehrstoffahrweise ohne Umbau möglichi bedingt durch die vorhandenen technischen Lösungen«4-e It is not possible to use a multi-fuel system without modification due to the existing technical solutions «

5<j Die Verbrennungsluft muß mit zu hohem Luftdruck zugeführt werden*5 <j The combustion air must be supplied with too high air pressure *

6«, Beeinflussung der vorgeschalteten BMSR-Anlagen durch unveränderte Verwendung der Brenner für verschiedene Brenngase»6 ", Influencing the upstream BMSR systems through unchanged use of burners for various fuel gases»

Ziel der Erfindϋ.τ·.ν Aim of the invention ϋ.τ · .ν

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Strahlungsbrenners mit sich radial ausbreitender Flachflammes der gute Zünaeigenschaften besitzt, der ein stabiles Brennverhalten auch bei Ofenraumtemperaturen unter 800 0C aufweist, dessen Strah~ lungsverhalten in einem hohen Regelbereich erhalten bleibts dessen Konstruktion dieses Brennverhaltens für alle Brenngasqualifcäten auch bei höheren Verbr-eiinuiigsluftteiaperaturen durch geringe Änderungen im Gaste.il beibehält und. dessen Konstruktion weiterhin die Mehrstoffahrweise für Brenngase und Heiaöl ohne Umbau erlaubt«The aim of the invention is to provide a radiant burner s has with radially propagating flat flame of good Zünaeigenschaften having stable combustion even in the oven chamber temperatures below 800 0 C, the Strah ~ lung behave in a high control range obtained s is the construction of this fire behavior for all Brenngasqualifcäten maintains even at higher Verbri eiinuiigsluftteiaturaturen by small changes in Gaste.il and. whose construction continues to permit multi-fuel operation for fuel gases and heating oil without modification «

- .3 - Μ 1 Mu - .3 - Μ 1 Mu

Die Erfindung ergibt einen Strahlungsbrenner mit sich radial erweiternder Flachflamme, die sich an einen parabelförmig erweiternden Verbrennungskanal im .Brennerstein gut anlegt. Die direkte Berührung der heißen Abgase mit dem Brennerstein realisiert einen guten Wärmeübergang und ruft; eine intensive Steinstrahlung hervor*The invention provides a radiant burner with a radially expanding flat flame, which fits well to a parabolic-expanding combustion channel in .Brennerstein. The direct contact of the hot exhaust gases with the burner stone realizes a good heat transfer and calls; an intense stone radiation

Der sich radial erweiternden 51Iachflamme liegt folgende tech~ nische Lösung zugrunde.The radially widening 5 1 Iachflamme is following tech ~ African solution based.

Brennstoff und Verbrennungsluft werden über koaxial angeordnete zylindrische Rohre zugeführt» Dabei bildet die ölzuführung das innerste Rohr« während sich die Brenngas- und die Luftzuführung in der genannten Reihenfolge um die ölsuführung einordnen.Fuel and combustion air are supplied via coaxially arranged cylindrical tubes. "The oil feed forms the innermost tube" while the fuel gas and the air supply in the order listed around the oil feed.

Der Gas- bzY/e öleintritt in den Verbrennungsraum erfolgt in einer Ebene. Als Gaseintrittsöffnungen sind.Bohrungen auf einem Radius um die Brennerachse angeordnet«The gas bzy / e oil enters the combustion chamber takes place in a plane. Boreholes are arranged on a radius around the burner axis as gas inlet openings «

Die Luft tritt nach der Ebene der Brennstoffzuführung in den Yerbronnungskanal im Brennerstein ein» Die notwendige Verdrallung wird erfindungsgemäß durch tangential in einer Ebene im zylindrischen Teil des Mischraumes angeordnete Schlitze hervorgerufen. Diese Schlitze sind auf der zylindrischen Oberfläche gegenüber der Brennerachse und in Verdrallungsrichtung um den Winkel oC geneigt· Um die Steigung der Austrittsspirale der heißen Abgase aus dem Brennerstein möglichst niedrig zu haltens darf die Neigung der Schlitzenden bezogen auf die radiale Ebene zur Brennerachse den Winkel [6 nicht überschreiten« Dae positive Kaltstartverhalten und die gute Flammenstabilität auch in niederen Lastbereichen werden erfindungsgemäß dadurch bestimmts daß der Abstand der Schlitzenden von der Ebene der Brennstoffζ !!führung maximal die Hälfte des Durchmessers des zylindrischen Teiles des Verbrenn.ungskana.les nicht überschreitet.The air enters the Yerbronnungskanal in the burner block after the plane of the fuel supply a »The necessary twisting is inventively caused by tangentially arranged in a plane in the cylindrical part of the mixing chamber slots. These slots are inclined to the cylindrical surface relative to the burner axis and in Verdrallungsrichtung by the angle oC · In order to keep the slope of the discharge cycle of hot exhaust gases from the burner block as low as possible s may the inclination of the slot ends in relation to the radial plane to the burner axis the angle [ 6 does not exceed "Dae positive cold-start behavior and good flame stability to be accordance with the invention also in low load regions bestimmts that the distance of the slot ends does not exceed the level of the fuel ζ !! guide a maximum of half the diameter of the cylindrical part of the Verbrenn.ungskana.les.

Die Ver&railuRg der Verbrennungsluft führt zu einer intensi~ Yen Vormischung mit dem zugeführten Brennstoff und zu einer sich radial ausbreitenden Flachf !amine.The United & railuRg the combustion air leads to an inten ~ Yen premix with the fuel supplied and a radially propagating Flachf! Amine.

Die Gaszuführung in axialer Richtung erfolgt über ein ausv/echseibares Düsenblech* Diese konstruktive Gestaltung wurde gewählt 9 um optimale Regelbereiche für jede Gasart zu erreichen* Die ÖlianKö kann beim Betrieb sofit allen Gasarten zentrisch im Brenner eingebaut verbleiben« so daß die Mehrstoffahrweise durch einfaches Umschalten gewährleistet wird«, Ist beim Anwender kein Heizöl verfügbar, so kann der StrahlungS" brenner in seiner Wirkungsweise als Allgasbrenner an Stelle dei? öllanze mit einer Zündeinrichtung bzw· Flammenüberwachung ausgerüstet werden«, Die Konstruktion erlaubt eine einfache Fertigung*The gas supply in the axial direction takes place via an ausv / echseibes nozzle plate * This design was chosen 9 in order to achieve optimum control ranges for each gas * The ÖlianKö can remain centrally installed in the burner with all types of gas during operation «so that the Mehrstoffahrweise ensured by simply switching If the user does not have heating oil available, the radiation burner in its mode of action can be equipped with an ignition device or flame monitoring instead of the oil lance as an all-gas burner. "The design allows simple production *

Ein Ausführungsbeis-piel zur Erfindung soll mit Hilfe der nachfolgend aufgeführten Figuren erläutert werden.An embodiment of the invention will be explained with the aid of the figures listed below.

Fige 1s Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mitFige 1s radiant burner for Mehrstoffahrweise with

sich radial ausbreitender Flachflammeradially spreading flat flame

Fig* 2 s Luftverdrallungskörper Fig«. 3" Auswechselbares DüsenblechFig. 2 s air twisting body Fig. 3 "Replaceable nozzle plate

Breraistoff in Form von Brenngas oder Öl wird.dem Brenner über koaxial eingebaute Rohre 6 bzw. 7 zugeführt« Der Eintritt in den Mischraum 8 erfolgt über ein auswechselbares Düsenblech · (Fig, 3)9 welches gleichzeitig die Führung für die öllanze bildete Die Zuführung der "Verbrennungsluft erfolgt über ein weiteres koaxial um die Brennstoffeinführung gelagertes Rohr 5 und gelangt über den Drallkörper 2 in den Mischraum 9·Breraistoff in the form of fuel gas or oil wird.dem the burner via coaxial built-in pipes 6 and 7 fed «The entry into the mixing chamber 8 via an exchangeable nozzle plate · (Fig, 3) 9 which simultaneously formed the guide for the oil lance The supply of "Combustion air takes place via another coaxially mounted around the fuel inlet pipe 5 and passes through the swirl body 2 in the mixing chamber 9 ·

Die Verdrallung erfolgt über im Drallkörper 2 eingebrachte Schlitze 9* die konstruktiv so gestaltet sind, daß die Luft tangential zum Umfang des zylindrischen Mischraunies 9 (Fig» 29 Schnitt A-A) eintritt« Die entstehende Drallbewegung führt zu einer intensiven Vermischung mit dem eintretenden Brennstoff· Die Rotation des Brennst of f-Luf t-Geniisches wird durch die !Neigung der Schlitze in Drallrichtung gegenüber der Brenneraehse um den Winkel s£ 20° verstärkt (Hg. 2), ·The swirling via the swirler 2 introduced slots 9 * are constructively designed so that the air tangentially to the periphery of the cylindrical Mischraunies 9 (Figure "2 9-section AA) enters" the resulting swirling motion leads to an intensive mixing with the incoming fuel · The rotation of the Brennst of f-Luf t-Geniisches is amplified by the inclination of the slits in the twisting direction opposite the Brenneraehse by the angle s £ 20 ° (Hg. 2),

4 ^ i 4 ^ i

Die Steigung des verdrallten Brennstoff-Luftgemisches bzw« der nach der Verbrennung vorhandenen heißen Abgase wird bestiramt durch die Neigung der Schlitzenden 8 in Bezug, auf die radiale Ebene zur Bremierachso* Der in Eig· 2 ausgewiesene Winkel /S soll erfindungsgemaß » 10° sein. Der Abstand der Schlitzenden von der Ebene der Brennstoffzuführung darf maximal die Hälfte des Durchmessers des zylindrischen Teiles des Verbrennungskanales 10 im Brennerstein 1 betragen*The slope of the twisted fuel-air mixture or the hot exhaust gases present after combustion is determined by the inclination of the slot ends 8 in relation to the radial plane to the brake axis. The angle / S indicated in FIG. The distance of the slot ends from the plane of the fuel supply may not exceed half of the diameter of the cylindrical part of the combustion channel 10 in the burner block 1 *

Claims (1)

1. Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mit sich radial ausbreitender Flachflammö, die dadurch entsteht, daß die in Rotationsbewegung gebrachten glühenden Verbrennungsgase über die Oberfläche eines an den. Verbrennungskanal sich anschließenden parabelförmig erweiternden Brennerstein ausfließen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des zylindrischen Luft-'zuführimgsrohres als Luftverdrallungskörper gestaltet ists über dessen besonders gestaltete Schlitze zwischen der Ebene des Gaseintritts und dem Verbrennungskanal die Luft tangential zur Umfangsebene des Mischraumes verdrallt wird» 1. Radiant burner for Mehrstoffahrweise with radially propagating Flachflammö, which results from the fact that the brought in rotary motion glowing combustion gases over the surface of the at . Combustion channel subsequent parabolic flared burner stone flow, characterized in that the end of the cylindrical air 'Zuführimgsrohres is designed as Luftverdrallungskörper s over whose specially designed slots between the plane of the gas inlet and the combustion channel, the air is tangential to the peripheral plane of the mixing chamber is twisted » 2c Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mit sich radial ausbreitender Flachflamme nach Punkt 1S dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des zylindrischen Gaszuführungsrohres ein auswechselbares Düsenblech angeordnet ist, durch welches die Brennstoffzuführung in axialer Richtung in den Mischraum . vor der Ebene des Lufteintrittes erfolgt«2c radiant burner for Mehrstoffahrweise with radially spreading flat flame according to point 1 S, characterized in that at the end of the cylindrical gas supply pipe, a replaceable nozzle plate is arranged, through which the fuel supply in the axial direction in the mixing chamber. before the level of air intake « 3* Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mit sich radial ausbreitender Flachflamme nach Punkt.2s dadurch gekennzeichnet» d&8 die konstruktive Gestaltung der Gaszuführung über in einer Umfangsebene des Düsenbleches angeordnete öffnungen es erlaubt? ständig eine öllanze, auch bei laufendem Brenngasbetrieb, im Brenner zu belassen* so daß Mehrstoffahrweise möglich wird*3 * radiant burner for Mehrstoffahrweise with radially propagating flat flame after Punkt.2 s characterized in that »d & 8 allows the design of the gas supply via arranged in a circumferential plane of the nozzle plate openings it? constantly an oil lance, even when the fuel gas operation, in the burner to leave * so that Mehrstoffahrweise is possible * 4* Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrvreise mit sich radial ausbreitender Plachflamme nach Punkt 1 bis 35 dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Schlitzenden von der Ebene der Gassaführung die Hälfte des Durchmessers des zylindri-=·4 * radiant burner for Mehrstoffahrvreise with radially spreading Plachflamme according to item 1 to 3 5, characterized in that the distance of the slot ends of the plane of the Gassaführung half the diameter of the cylindrical = _7~ atA$t% _7 ~ atA $ t% sehen Teiles des Verbrennimgskanales nicht überschreitet,,does not exceed part of the combustion gas channel ,, 5e. Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mit sich radial ausbreitender Flachflamme·nac^ Punkt 1 bis 4S dadurch gekennzeichnet $ daß die Luftzufülirimgssehlitze im zylindrischen Ende des Luftzufübrungsrohres in Verdrallungsrichtung um den Winkel cc ^ 20° gegenüber der Brennerachse geneigt sind.5e. Radiant burner for Mehrstoffahrweise with radially propagating flat flame nac ^ point 1 to 4 S characterized $ characterized in that the Luftzufülirimgssehlitze are inclined in the cylindrical end of the Luftzufübrungsrohres in the direction of twisting by the angle cc ^ 20 ° relative to the burner axis. 6« Strahlungsbrenner für Mehrstoffahrweise mit sich radial ausbreitender Flachflamme nach Punkt 1 bis 3 t dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Schlitzenden in Bezug auf die radiale Ebene zur Brennerachse N =5 10° beträgt,.6 "radiant burner for Mehrstoffahrweise with radially propagating flat flame according to point 1 to 3 t, characterized in that the inclination of the slot ends with respect to the radial plane to the burner axis N = 5 is 10 °.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0137362A2 (en) * 1983-09-23 1985-04-17 VEB Rohrkombinat Stahl- und Walzwerk Riesa Big size radiant unit for industrial furnaces

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0137362A2 (en) * 1983-09-23 1985-04-17 VEB Rohrkombinat Stahl- und Walzwerk Riesa Big size radiant unit for industrial furnaces
EP0137362A3 (en) * 1983-09-23 1986-08-27 Veb Rohrkombinat Stahl- Und Walzwerk Riesa Big size radiant unit for industrial furnaces

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