DD207247A5

DD207247A5 - FLAT FLAME GAS BURNER

Info

Publication number: DD207247A5
Application number: DD24507182A
Authority: DD
Inventors: Laszlo Marai; Janos Majoros; Istvan Szigeti; Ferenc Racz
Original assignee: Tuezelestechnikai Kutatointez
Priority date: 1982-11-19
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1984-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flachflammen-Gasbrenner, vor allem fuer Industrieoefen, der in einem breiten Leistungsbereich ohne Gefahr eines Flammenabrisses bzw. eines Zurueckschlagens der Flamme regelbar ist und auch bei geringer Leistung und bei Luftvorwaermung auf hohe Temperaturen eine flache Flamme liefert. Der Gasbrenner weist einen Luftzufuerkanal(13) mit einem Verwirbler oder Drallgeber(5), ein Gaszufuehrrohr(3) und einen Brennerstein(2) auf, in dessen seinen Innenraum begrenzender Innenflaeche(8) im Winkel zur Brennachse spiralfoermig nach aussen verlaufende Vormischnuten(9) eingearbeitet sind, in die auf dem Kopfteil des mit dem Brennerstein(2) achsgleichen Gaszufuehrrohres(3) radial und axial zur Brennachse geneigt angeordnete Gasduesen(14) gerichtet sind, die vorzugsweise in die Vormischnuten(9) hineinragen.The invention relates to a flat flame gas burner, especially for industrial furnaces, which is adjustable in a wide power range without risk of flame breakage or a flashback of the flame and delivers a flat flame even at low power and air preheating to high temperatures. The gas burner has an air supply channel (13) with a turbulizer or swirl generator (5), a gas supply pipe (3) and a burner brick (2), in whose inner surface delimiting inner surface (8) spiral-shaped premixing grooves (9) extending at an angle to the focal axis ) are incorporated, in which on the head portion of the burner block (2) coaxial Gaszufuehrrohres (3) radially and axially inclined to the focal axis arranged Gasduesen (14) are directed, preferably in the Vormischnuten (9) protrude.

Description

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Flachflammen-GasbrennerFlat flame gas burner

Field of application of the invention;

Die Erfindung betrifft einen Flachflammen-Gasbrenner, dnsbesondere für Industrieöfen, der in einem breiten Leistungsbereich ohne Gefahr des Auswanderns bzw. Zurückschlagens der Flamme regelbar ist und auch bei geringer Leistung selbst bei Luftvorwärmung auf hohe Temperaturen eine flache Flamme liefert.The invention relates to a flat flame gas burner, dnsbesondere for industrial furnaces, which is adjustable in a wide power range without risk of emigration or flashback of the flame and even at low power even with air preheating to high temperatures provides a flat flame.

Characteristic of the known technical solutions;

Die bekannten Flachflammen-Gasbrenner können grundsätzlich in zwei Gruppen unterteilt werden.The known flat flame gas burners can basically be divided into two groups.

Bei der einen Gruppe werden in der Flamme des Brenners in Strömungsrichtung des Gases und/oder der Luft Ablenkelemente aus unterschiedlichen Materialien angeordnet, die eine flache Flamme der gewünschten Größe und Art erzeugen.In the one group, baffles of different materials are arranged in the flame of the burner in the flow direction of the gas and / or the air, which produce a flat flame of the desired size and type.

Die bekannteste Lösung ist der Brenner der üblichen Haushaltgasherde, bei dem eine an der Innenseite gerippte Ab-The most well-known solution is the burner of the usual household gas stoves, in which a finned on the inside of Ab-

-ΆΜ11983*013169 -ΆΜ1 1983 * 013169

lenkscheibe aus Gußeisen auf dem Brennergehäuse aufliegt, wodurch an ihrem Außenrand eine radiale flache Flamme entsteht.Steering wheel made of cast iron rests on the burner housing, whereby at its outer edge a radial flat flame is formed.

In der AT-PS 334 020 ist ein zum Verbrennen aller brennbaren Gase geeigneter selbstregelnder Brenner beschrieben, der ein auf dem die Verteilerkammer des Gas-Luf t~Gemisch.es umgebenden Brennerkopf angeordnetes Ablenkelement aufweist. Die äußere Fläche des mit vertikalen Spalten versehenen Brennerkopfes ist konzentrisch nach oben verengt, während sich seine innere Fläche erweitert und die Strömungsrichtung des Gases bestimmt» An dem dem Ablenkelement benachbarten Teil des Gehäuses befindet sich eine ringförmige stufenförmige Ausnehmung, die mit dem Ablenkelement auf dem Gehäuse eine U-förmige Wut bildet. Der untere Teil der Ablenkplatte ist zu ihrer Fixierung, aber auch sur Formung der Flamme stufenförmig ausgebildet. Das aus den Spalten ausströmende Gas bildet eine aus radialen Einzelflammen bestehende Flammenreihe.In AT-PS 334 020 a suitable for burning all combustible gases self-regulating burner is described, which has a arranged on the distributor chamber of the gas-Luf t ~ Gemisch.es surrounding burner head deflection. The outer surface of the vertical column burner head is concentrically constricted upward as its inner surface expands and determines the flow direction of the gas. At the portion of the housing adjacent to the deflector there is an annular step-shaped recess formed with the deflector on the housing forms a U-shaped rage. The lower part of the baffle plate is designed to be fixed, but also sur shape of the flame step-shaped. The gas flowing out of the gaps forms a row of radial individual flames.

In der DE-PS 1 914 615 ist ein Allgas-Brenner beschrieben, der vor allem für Warmwasserbereiter geeignet ist, also z.B. bei Badezimmerboilern eingesetzt werden kann. Der Brennerkopf weist eine trichterförmig erweiterte äußere Wand und ein Ablenkgegenstück auf, so daß zwischen der äußeren Wand und dem Gegenstück ein kreisringförmiger Spalt entsteht, wobei der Einströmquerschnitt mindestens so groß wie der Austrittsquerschnitt des Ringspaltes ist. Dieser Brennerkopf ist auf einem Rohr befestigt, durch welches das aus dem zu verbrennenden Gas, nachfolgend Brenngas genannt, und der von diesem mitgerissenen Luft bestehende Gemisch zugeführt wird. Der Öffnungswinkel des durch den Trichter und das Gegenstück begrenzten Raumes bestimmt den Kegelwinkel der entstehenden Flamme.In DE-PS 1 914 615 an all-gas burner is described, which is particularly suitable for water heaters, so e.g. can be used in bathroom boilers. The burner head has a funnel-shaped widened outer wall and a Ablenkgegenstück, so that between the outer wall and the counterpart an annular gap is formed, wherein the inflow is at least as large as the outlet cross-section of the annular gap. This burner head is mounted on a tube through which the existing from the gas to be burned, hereinafter called fuel gas, and the entrained by this air mixture is supplied. The opening angle of the space defined by the funnel and the counterpart determines the cone angle of the resulting flame.

Die gemeinsamen Nachteile der oben beschriebenen Flachbrenner mit Ablenkelement sind ihre geringe Leistung undThe common disadvantages of the flat burner with deflector described above are their low power and

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die sich daraus ergebende kleine Flammengröße, die geringe Betriebssicherheit und der kleine Bereich der Regelbarkeit.the resulting small flame size, low reliability and the small range of controllability.

Zur Beseitigung dieser Nachteile dienen Druckgasbrenner, bei denen die flache Flamme durch eine bestimmte Strömungsrichtung dei? zur Verbrennung benötigten Luft in grosser Menge und mit Drall, also verwirbelt, zugeführt wird, mit Hilfe eines im Wege der Strömung der Luft oder des Brenngemisches angeordneten Ablenkelementes erzeugt wird.To eliminate these disadvantages are compressed gas burners, in which the flat flame dei by a certain flow direction? required for combustion air in large quantities and with swirl, so swirled, is supplied, is generated by means of a arranged in the way of the flow of the air or the combustion mixture deflecting element.

Ein bekannter derartiger Brenner arbeitet mit Rauchgasrückmischung. Die Brennluft wird mittels eines am Gaszurührrohr angeordneten spiralförmigen Leitelementes verwirbelt und strömt durch einen Austrittsspalt in den Brennraum. Der Austrittsspalt wird von einem keramischen Strahler, der mit seinem einen Ende auf das Luftrohr paßt und am anderen Ende trichterartig erweitert ist, und von einem außen ebenfalls trichterförmigen Gegenstück begrenzt. Das Gas gelangt durch in einem Einsatz senkrecht zur Strömungsrichtung der Luft ausgerichtete Kanäle in den Luftstrom und bildet mit diesem das Luft-Gas-Gemisch; nachfolgend Brenngemisch genannt. Der keramische Strahler und der Einsatz zwingen das Brenngemisch zu einer solchen Strömung, daß sich eine flache Flamme bildet. Im Raum zwischen der Feuerungswand und dem keramischen Strahler strömt das zurückgeführte Rauchgas, das durch zur Achsrichtung des keramischen Strahlers parallel verlaufende Bohrungen in den Brennerraum strömt.A known such burner works with flue gas backmixing. The combustion air is swirled by means of a helical guide element arranged on the gas stirring tube and flows through an outlet gap into the combustion chamber. The exit slit is bounded by a ceramic radiator, which fits with its one end to the air tube and is funnel-like at the other end, and bounded by an externally also funnel-shaped counterpart. The gas passes through in an insert perpendicular to the flow direction of the air aligned channels in the air flow and forms with this the air-gas mixture; hereinafter referred to as fuel mixture. The ceramic radiator and the insert force the fuel mixture to such a flow that forms a flat flame. In the space between the Feuerungswand and the ceramic radiator, the recirculated flue gas flows, which flows through parallel to the axial direction of the ceramic radiator holes in the burner chamber.

Bei einem anderen Brenner ist in der Mittelachse ein Ablenkteller angeordnet, der auf einem Tragrohr befestigt ist, das gleichzeitig das Gaszuführrohr bildet» Auf dem Auffangansatz des Ablenktellers befindet sich ein gerippter, den Strömungsquerschnitt verengender Einsatz, der zwischen jeweils zwei Rippen eingeschlossene Gaszuführbohrungen mit zur Brennerachse parallel verlaufenden Ach-In another burner, a Ablenkkteller is arranged in the center axis, which is mounted on a support tube which simultaneously forms the Gaszuführrohr on the collecting approach of Ablenktellers is a ribbed, the flow cross-section narrowing insert, enclosed between each two ribs gas supply holes with the burner axis parallel axis

sen"aufweist« Die Luft und das Brenngemisch strömen parallel zur Breroierachse und bilden eine in ihrer geometrischen Porm durch den Ablenkteller bestimmte Flamme.The air and the fuel mixture flow parallel to the brilling axis and form a flame in their geometric shape through the deflector plate.

Der grundsätzliche !Jachteil dieser Yormischungsbremier liegt sum einen darin,, daß die Flamme bei kleiner Leistung ine Innere des Brenners zurückschlägt und die inneren Strukturelemente zerstört und zum anderen darin, daß die Verbrennung bereits am Ablenkelement einsetzt, was - wie durch die Praxis eindeutig bewiesen - zur Beschädigung und schließlich zur Zerstörung der Ablenkelemente führt.The basic aspect of this Yormischungsbremier is sum in a fact that the flame at low power inside the burner strikes back and destroys the inner structural elements and secondly that the combustion is already at the deflection element, which - as clearly proven by the practice - leads to damage and eventually to the destruction of the baffles.

In der GB-PS 1 349 539 ist ein Brenner beschrieben, der zur Erzeugung unterschiedlicher Flammenformen geeignet ist. Die jeweilige Flammenform hängt davon ab, wie die Ausgestaltung seines Brennersteines oder seiner Feuerungswand ist. Es ist auch möglich, eine flache Flamme zu bilden, men sich der Brennerstein bogenförmig verbreitert oder wenn sich die Austrittskanäle des Brennerkopfes vor einer ebenen Feuerungswand befinden. Der Brennerkopf selbst weist konzentrisch zueinander angeordnete Rohre auf. Die Luft strömt durch das sich an seinem Ende trichterförmig erweiternde innere Rohr und das Gas durch das dieses umgebende Rohr. Das Gas tritt aus dem durch die beiden Rohre begrenzten ringförmigen Spalt aus. Die sich trichterförmig erweiternde Fläche des Luftzuführrohres wirkt mit einem kegelförmig ausgebildeten Einsatzelement zusammen, auf dessen Fläche bogenförmige Kanäle ausgebildet sind. Die kegelförmige Fläche des Einsatζelementes reicht in Achsrichtung über den trichterförmigen Teil des Luftrohres hinaus. Die Luft wird durch die gebildete Zwangsbahn in Drehung versetzt, also verwirbelt, und vermischt sich nach dem Austritt aus dem Brennerkopf mit dem parallel zur Achse des Brennerkopfes ausströmenden Gas.In GB-PS 1 349 539 a burner is described, which is suitable for generating different flame shapes. The particular flame shape depends on how the design of its burner stone or firing wall is. It is also possible to form a flat flame, men the burner stone widened arcuate or when the outlet channels of the burner head in front of a flat Feuerungswand. The burner head itself has concentrically arranged tubes. The air flows through the funnel-shaped at its end expanding inner tube and the gas through the surrounding tube. The gas exits from the annular gap defined by the two tubes. The funnel-shaped widening surface of the air supply pipe cooperates with a cone-shaped insert element, on whose surface arcuate channels are formed. The conical surface of the Einsatζelementes extends in the axial direction beyond the funnel-shaped part of the air tube. The air is rotated by the formed forced course in rotation, so swirled, and mixes after exiting the burner head with the gas flowing parallel to the axis of the burner head.

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Der grundsätzliche Nachteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß sich die aus dem Brennerkopf ausströmende Luft erst später außerhalb des Brenners im Brennraum mit dem Gas vermischt und die Zündung, vor allem bei eventuell auftretendem Überdruck, problematisch ist.The fundamental disadvantage of this embodiment is that the air flowing out of the burner head air later mixed outside of the burner in the combustion chamber with the gas and the ignition, especially in the event of any overpressure, is problematic.

Bei der anderen Gruppe von Flachbrennern wird eine Eigenschaft der verwirbelten Luft ausgenutzt, die nämlich infolge ihrer Trägheit bestrebt ist, der Form des Brennersteines zu folgen. Aus diesem Grund entsteht bei genügender Verwirbelung (Drallerzeugung)und entsprechender Ausbildung des Brennersteines eine flache Flamme. In der HU-PS 176 169 ist ein derartiger, eine tellerförmige Flamme in zur Brennerachse senkrechter Ebene erzeugender Gasbrenner beschrieben, der eine solche Rauchgasströmung sicherstellt, daß eine Überhitzung der temperaturempfindlichen Strukturteile in der Umgebung des Brenners vermieden wird. Dieser Gasbrenner weist einen im Gehäuse angeordneten Einsatz, einen Luftraum zwischen dem Gehäuse und dem Einsatz, mindestens zwei im Einsatz ausgebildete, tangential angeordnete Reihen von Öffnungen zur Verwirbelung der Brennluft, einen im Einsatz ausgebildeten Vormischraum und mindestens drei in den Vormischraum und/oder an die von der Brennermündung weiter entfernt liegende Reihe von Öffnungen führende Gasdüse auf. Der bekannte Gasbrenner mit tellerförmiger Flamme ist also ein Vormischbrenner, der die Gesamtmenge der Brennluft in zwei Stufen erhält.In the other group of flat burners, a characteristic of the turbulent air is exploited, namely because of its inertia strives to follow the shape of the burner stone. For this reason, with sufficient turbulence (swirl generation) and appropriate training of the burner stone creates a flat flame. In the HU-PS 176 169 such, a plate-shaped flame in the burner axis perpendicular plane generating gas burner is described which ensures such a flue gas flow that overheating of the temperature-sensitive structural parts in the vicinity of the burner is avoided. This gas burner has an insert disposed in the housing, an air space between the housing and the insert, at least two trained in use, tangentially arranged rows of openings for swirling the combustion air, a premixing space formed in use and at least three in the pre-mixing chamber and / or on the from the burner mouth more remote row of openings leading gas nozzle. The known gas burner with plate-shaped flame is thus a premix burner, which receives the total amount of combustion air in two stages.

Da im inneren Teil des Brennersteines bereits ein brennbares Gas-Luft-Gemisch vorliegt, beginnt die Verbrennung bereits hier, und bei kleinen Leistungen erfolgt hier sogar der gesamte VerbrennungsVorgang, so daß die inneren Strukturelemente des Brenners schnell zerstört werden.Since there is already a combustible gas-air mixture in the inner part of the burner block, combustion already begins here, and at low powers even the entire combustion process takes place, so that the internal structural elements of the burner are quickly destroyed.

In der HU-PS 156 345 ist ein Brenner für hohe Temperaturen mit radial ausgedehnter Flamme beschrieben, der zur Zu-HU-PS 156 345 describes a burner for high temperatures with a radially extended flame.

führung des Brenngases und der Luft zwei koaxial zueinander angeordnete Rohre aufweist, die an ihren Austrittsenden trichterförmig erweitert sind« Der aur Zuführung der Luft dienende trichterförmige Teil ist mit Öffnungen und mit einem trichterförmig erweiterten Brennkanal versehen an dessen Innenfläche das intensiv verwirbelte Brenngas entlangströmt, wodurch die axial zur Brennerachse verlaufende Strömung in eine radiale Strömung umgewandelt wird. Die erwähnten Öffnungen sind in mindestens drei Reihen angeordnet, und der Abstand zwischen den dem zylindrischen Teil des Luftzuführrohres am nächsten liegenden Kanten der Öffnungen und den von ihm am weitesten entfernten Kanten der Öffnungen beträgt mindestens ein Drittel des Innendurchmessers des Brennkanals. Ferner liegen die Austrittsenden der Rohre in zwei Ebenen, und der Abstand zwischen diesen beiden Ebenen beträgt mindestens die Hälfte, jedoch höchstens das fünffache des erwähnten Innendurchinessers.The supply of air serving funnel-shaped part is provided with openings and with a funnel-shaped enlarged combustion channel on the inner surface of the intensively fluidized fuel gas flows along, whereby the fuel gas flows along axially flowing to the burner axis flow is converted into a radial flow. The mentioned openings are arranged in at least three rows, and the distance between the edges of the openings closest to the cylindrical part of the air supply pipe and the edges of the openings farthest from it is at least one third of the inner diameter of the combustion channel. Further, the exit ends of the tubes lie in two planes, and the distance between these two planes is at least half, but at most five times that of the mentioned inside diameter.

Die durch die örtlich verteilte Zuführung des Gases und der Luft auftretenden Druckverluste verringern sich während der Vermischung. Das gleiche gilt für die Ausströmgeschwindigkeit der brennenden Gase* so daß die radiale Ausdehnung der Flamme größer wurde. Der grundsätzliche Nachteil dieses Brenners besteht darin, daß der brennende Teil der Flamme bei kleiner Leistung zurückschlägt, weil sich im kegelförmig ausgebildeten Kopfteil des Luftzuführrohres bereits ein Gas-Luft-Gemisch befindet und die inneren Strukturelemente verbrennen.The pressure losses occurring due to the locally distributed supply of the gas and the air decrease during the mixing. The same applies to the outflow velocity of the burning gases * so that the radial extent of the flame became larger. The fundamental disadvantage of this burner is that the burning part of the flame strikes back at low power, because in the conically shaped head portion of the air supply pipe is already a gas-air mixture and burn the inner structural elements.

Sehr häufig werden auch Brenner verwendet, bei denen das Luftzuführrohr verengt wird und die in der Umgebung der Gaszuführung am Vorderteil des in der Mitte angeordneten Gaszuführrohres eine ebene Fläche aufweisen. Um die Luft zu verwirbeln, wird diese entweder tangential zugeführt und/oder es ist auf dem Gaszuführrohr ein spiralförmigerVery often burners are used in which the air supply pipe is narrowed and which have a flat surface in the vicinity of the gas supply to the front part of the gas supply pipe arranged in the middle. To swirl the air, this is either supplied tangentially and / or it is on the Gaszuführrohr a spiral

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Verwirbler angeordnet. Der Unterschied zwischen diesen Brennern liegt in der Ausbildung und Anordnung der Gaszuführdüsen und -bohrungen. Ihre gemeinsame Eigenschaft liegt darin, daß die Einströmrichtung des Gases senkrecht zur Strömungsrichtung der Luft verläuft, d.h. daß die Achse der Düsen und Bohrungen senkrecht zur Brennerachse ausgerichtet sind.Swirler arranged. The difference between these burners lies in the design and arrangement of the gas supply nozzles and bores. Their common feature is that the inflow direction of the gas is perpendicular to the flow direction of the air, i. that the axis of the nozzles and bores are aligned perpendicular to the burner axis.

Am Vorderteil des Gaszuführrohres eines derartigen Brenners,und zwar in seiner Mantelfläche, sind zwei Reihen von Bohrungen ausgebildet. Die Achse der Bohrungen bildet mit der Radialrichtung des Gazuführrohres einen Winkel, so daß das Gas ebenfalls leicht verwirbelt wird, also einen leichten Drall erhält.At the front of the gas supply pipe of such a burner, in its outer surface, two rows of holes are formed. The axis of the holes forms an angle with the radial direction of the Gazuführrohres, so that the gas is also easily swirled, so receives a slight twist.

Bei einer Weiterentwicklung dieses Brenners sind im Gaszuführrohr nicht nur Bohrungen, sondern auch ovale Schlitze vorgesehen. Die ovalen ellipsenförmigen Schlitze sind so ausgebildet und angeordnet, daß einmal ihre große Achse und einmal ihre kleine Achse parallel zur Achse des Brenners verläuft. Bei einem anderen derartigen Brenner sind im Kopfteil des Gaszuführrohres Düsen angeordnet. Die Düsen sind in drei Reihen in einer zur Längsachse senkrechten Ebene angeordnet, und die Reihen sind im Winkel zueinander versetzt. Die Düsen sind unter einem Winkel angeordnet, damit das Gas etwas verwirbelt wird.In a further development of this burner not only holes, but also oval slots are provided in Gaszuführrohr. The oval elliptical slots are formed and arranged so that once their major axis and once their small axis is parallel to the axis of the burner. In another such burner, nozzles are arranged in the top part of the gas supply pipe. The nozzles are arranged in three rows in a plane perpendicular to the longitudinal axis, and the rows are angularly offset from one another. The nozzles are arranged at an angle, so that the gas is somewhat swirled.

Bei einem anderen Brenner dieser Art sind in einem Winkel angeordnete längere und kürzere Düsen in zwei Reihen vorgesehen. Die kürzeren Düsen haben einen größeren Durchmesser als die längeren.In another burner of this type, angled longer and shorter nozzles are provided in two rows. The shorter nozzles have a larger diameter than the longer ones.

Ferner ist ein Flachbrenner bekannt, der in einer Reihe Düsen mit zur Brennerachse senkrecht verlaufender Achse aufweist. Die Düsen sind in radialer Richtung angeordnet, jedoch wird jedes Düsenende durch einen Formkörper mit zurFurther, a flat burner is known which has in a row nozzles with the burner axis perpendicular to the axis. The nozzles are arranged in the radial direction, however, each nozzle end by a shaped body with the

Strömungsrichtung der Luft im spitzen Winkel verlaufender Achse abgeschirmt, wobei die bogenförmige Mantelfläche des Formkörpers, in Strömungsrichtung der Luft gesehen, näher an der Brennerachse liegt«Shielded flow direction of the air at an acute angle extending axis, wherein the arcuate lateral surface of the molding, as seen in the flow direction of the air, closer to the burner axis «

Der gemeinsame lachteil dieser Brenner liegt darin, daß das aus dem Gaszuführrohr durch Düsen oder Bohrungen ausströmende Gras senkrecht zur Achse des Gazuführrohres strömt und mit der verwirbelten strömenden Luft in Berührung kommt. Die Gemischbildung erfolgt sehr schnell, d.h. die Verbrennung beginnt bereits am Ende des Gaszuführrohres. Bei kleinen Leistungen, wenn die Geschwindigkeit der Strömung gering ist, zieht sich die Flamme in den hinteren Teil des Brennersteines hinein und verbrennt die sich dort befindenden Struktureiemente (Gaszuführrohr, Verwirbler usw.).The common laughing part of these burners is that the grass flowing out of the gas supply pipe through nozzles or bores flows perpendicular to the axis of the gas supply pipe and comes into contact with the swirling flowing air. Mixture formation occurs very rapidly, i. combustion already starts at the end of the gas supply pipe. At low power, when the velocity of the flow is low, the flame penetrates into the back of the burner block and burns the structural elements (gas supply pipe, swirler, etc.) there.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Mangel des Standes der Technik zu beseitigen.The aim of the invention is to eliminate the deficiency of the prior art.

des Wesens der Erfindung;the essence of the invention;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flachflammen-Gasbrenner bereitzustellen, der ohne Ablenk-Stauelemente eine flache Flamme bei im Brennerstein erfolgenden, jedoch verzögerten Vormischen und hinausgezögertem Brennbeginn derart erzeugt, daß weder die Neuzündung noch das Zurückwandern der Flamme Betriebsprobleme bzw. strukturelle Beschädigungen selbst nicht im Falle einer Luftvorwärmung auf hohe Temperatur verursachen können.The invention has for its object to provide a flat flame gas burner, which generates a flat flame in the burner block, but delayed premixes and delayed start of combustion such that neither the reignition nor the migration of the flame back operational problems or structural damage itself without deflection baffles can not cause high temperature in the case of air preheating.

Erfindungsgemäß enthält der Flachflammen-Gasbrenner einen Luftzuführkanal, einen Verwirbler oder Drallgeber für die Luft, ein Gaszuführrohr und im Winkel zur BrennerachseAccording to the invention, the flat-flame gas burner contains an air supply duct, a turbulizer or swirl transmitter for the air, a gas supply pipe and at an angle to the burner axis

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ausgerichtete, in der den Innenraum des Brennersteins umgrenzenden Innenfläche desselben ausgebildete Vormischnuten und am Kopfteil des axial zum Brennerstein angeordneten Gaszuführrohres sitzende, radial und axial schräg zur Brennerachse nach außen gerichtete, vorzugsweise in die Vormischnuten hineintragende Düsen.aligned, in the interior of the burner block surrounding inner surface thereof formed Vormischnuten and sitting on the head portion of the axially arranged to the burner block Gaszuführrohres, radially and axially obliquely to the burner axis outwardly directed, preferably in the Vormischnuten in-carrying nozzles.

Embodiment:

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:In one embodiment, the invention will be explained in more detail below. In the accompanying drawings show:

Pig. 1: einen erfindungsgemäßen Brenner im Längsschnitt,Pig. 1: a burner according to the invention in longitudinal section,

Fig. 2j eine Schnittdarstellung des Gaszuführrohres mit Düsen entlang der Schnittlinie A-A aus Pig. 3>Fig. 2j is a sectional view of the Gaszuführrohres with nozzles along the section line A-A from Pig. 3>

Pig. 3ί das Gaszuführrohr mit den Düsen in Vorderansicht.Pig. 3ί the gas supply pipe with the nozzles in front view.

Im Brennergehäuse 1 sind der Brennerstein 2 und achsgleich zu diesem das Gaszuführrohr 3 angeordnet, das gleichzeitig als Tragelement für die Gasdüsen 14 dient. Rings um das Gaszuführrohr 3 sind radial von innen nach außen ein ringförmiger innerer Luftzuführkanal 4, ein Verwirbler 5 und ein diesen ringförmig umgebender äußerer Luftraum 6 vorgesehen. Zur Zentrierung des Gaszuführrohres 3 dient ein hinterer Verschlußdeckel 7, der auch eine Isolierfunktion ausübt.In the burner housing 1, the burner block 2 and the same axis the gas supply pipe 3 are arranged, which also serves as a support member for the gas nozzles 14. Around the gas supply pipe 3, an annular inner air supply duct 4, a swirler 5 and an outer air space 6 surrounding it annularly are provided radially from the inside to the outside. For centering the Gaszuführrohres 3 is a rear cap 7, which also performs an insulating function.

In die sich zur äußeren Stirnseite 11 hin diffusorartig erweiternde, als axial gekrümmte Rotationsfläche ausgebildete Innenfläche 8 des Brennersteines 2, die dessen Innenraum umgrenzt, sind eine Mehrzahl von Vormischnuten 9 in gleichmäßiger Verteilung und in von der Größe und Leistung des Brenners abhängiger Anzahl eingearbeitet.Into the inner surface 8 of the burner block 2, which diffuses in a diffuser-like manner towards the outer end face 11 and is designed as an axially curved surface of revolution, defines a plurality of premixing grooves 9 in a uniform distribution and in a number dependent on the size and power of the burner.

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Die Vormischnuten 9» deren Querschnitt vorzugsweise rechteckig ist, erstrecken sich von der inneren Stirnseite 10 des Brennersteins 2 aus vorzugsweise spiralförmig derart, daß das äußere offene Ende der Nut auf der Mantelfläche des Brennersteins 2 liegt. Der Querschnitt der Vormischnuten 9 ist über ihre Länge hin vorzugsweise konstant; er kann sich jedoch auch nach außen hin vergrößern. Ihre Mittellinien schließen mit der Achse des Brenners und mit der inneren Stirnseite 10 des Brennersteins 2 jeweils einen Winkel ein. Die Größe der Winkel hängt von der Leistung und dem Durchmesser der Flamme und der Ausbildung des Brenners ab. Diese Winkel sind jeweils vorzugsweise 45° groß. Die Vormischnuten 9 münden auf der inneren Stirnseite 10 des Brennersteins 2 und sind dort derart ausgebildet, daß die Tiefe der Nuten 9 ungefähr genau so groß wie die Weite des ringförmigen inneren Luftzuführkanals 4 ist. Der kleinste Durchmesser der Innenfläche 8 des Brennersteins 2 ist an dessen innerer Stirnseite 10 wenigstens annähernd gleich dem Außendurchmesser des Gaszuführrohres 3. Die mittels des Verwirblers 5 dadurch verwirbelte Luft strömt, da die den äußeren Luftraum 6 und den inneren Luftzuführkanal 4 verbindenden Durchlaßkanäle 17 etwa tangential zu der von der Innenfläche des Verwirblers oder Drallgebers umgrenzten Außenumfangsflache des Luftzuführkanals 4 ausgerichtet sind, durch den gesamten Einströmquerschnitt der Vormischnuten 9· In eine andere Richtung kann nur eine ganz geringe Luftmenge strömen. Zu diesem Zweck ragt das Gaszuführrohr 3 etwas über die innere Stirnseite 10 des Brennersteins hinaus und verschließt nahezu den gesamten inneren Mündungsrand der Innenfläche 8 des Brennersteins zwischen den Einströmquerschnitten der Vormischnuten 9« Der das Außenende des Gaszuführrohres 3 abschließende Kopfteil 13 desselben weist am Außenumfang seines Stirnendes eine kegelstumpfförmig verlaufende Hingschulter auf, auf welcher die als Rohrstücke ausgebildeten Gasdüsen 14 in einer der Anzahl und Verteilung der Vormischnuten 9The premixing grooves 9, whose cross-section is preferably rectangular, preferably extend helically from the inner end face 10 of the burner brick 2 in such a way that the outer open end of the groove lies on the jacket surface of the burner brick 2. The cross section of the premixing grooves 9 is preferably constant over its length; However, he can also increase to the outside. Their center lines enclose with the axis of the burner and with the inner end face 10 of the burner block 2 in each case an angle. The size of the angles depends on the power and diameter of the flame and the design of the burner. These angles are each preferably 45 °. The Vormischnuten 9 open on the inner end face 10 of the burner block 2 and are formed there such that the depth of the grooves 9 is approximately the same size as the width of the annular inner air supply channel 4. The smallest diameter of the inner surface 8 of the burner block 2 is at least approximately equal to the outer diameter of the Gaszuführrohres 3 at the inner end face 10. The swirled by the swirler 5 thereby air flows, since the outer air space 6 and the inner air supply channel 4 connecting passageways 17 approximately tangential are aligned to the outer peripheral surface of the air supply duct 4 bounded by the inner surface of the swirler or swirl generator, through the entire inflow cross section of the premixing grooves 9. Only a very small amount of air can flow in another direction. For this purpose, the Gaszuführrohr 3 protrudes slightly beyond the inner end face 10 of the burner block and closes almost the entire inner mouth edge of the inner surface 8 of the burner block between the inflow cross sections of the Vormischnuten 9 "of the outer end of the Gaszuführrohres 3 final head part 13 of the same points on the outer circumference of its front end a frusto-conical Hingschulter on which the formed as a pipe pieces gas nozzles 14 in one of the number and distribution of Vormischnuten. 9

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entsprechenden Anzahl und Anordnung sitzen. Die Gasdüsen 14 sind gleichsinnig sowohl zur Brennerachse in einem Winkel fi (Fig. 2), als auch zu der jeweiligen, ihre Düsenachse am Düsenfuß schneidenden Radiallinie durch die Brennerachse in einem Winkel C^ (Fig. 3) geneigt angeordnet und daher schräg nach außen gerichtet, so daß sie in die Vormischnuten 9 hineinragen. Die Achse der Düsen 14 verläuft vorzugsweise parallel zur Mittellinie der jeweils zugeordneten Vormischnut 9 an deren Eintrittsende oder sie schließt mit dieser einen kleinen Winkel ein. Der Winkel oL beträgt vorzugsweise 45°. Das Ausmaß der Vormischung von Luft und Brenngas hängt vom Neigungswinkel β zur Achse des Gaszuführrohres ab, der vorzugsweise ebenfalls 45° beträgt. Durch die Änderung der Werte der Winkel #· und β und der Länge der Düsen 14 können die Brennparameter innerhalb des Anwendungsbereichs des Brenners in einem großen Bereich beeinflußt werden. Beispielsweise verläuft bei in die Eintrittsmündung der Nuten 9 hineinragenden Düsen 14, die in der jeweiligen Mittellinie der Nuten 9 liegen, der MischungsVorgang verzögert ab, der Beginn der Verbrennung zieht sich hinaus, und es ergibt sich eine weiche Flamme von größerem Durchmesser.appropriate number and arrangement sit. The gas nozzles 14 are inclined in the same direction both to the burner axis at an angle fi (FIG. 2) and to the respective radial line intersecting its nozzle axis at the nozzle root through the burner axis at an angle C 1 (FIG. 3) and therefore obliquely outwards directed so that they protrude into the Vormischnuten 9. The axis of the nozzles 14 preferably runs parallel to the center line of the respectively associated premixing groove 9 at its entry end or it encloses this with a small angle. The angle oL is preferably 45 °. The extent of premixing of air and fuel gas depends on the angle of inclination β to the axis of the gas supply pipe, which is preferably also 45 °. By changing the values of the angles # * and β and the length of the nozzles 14, the firing parameters can be influenced within the range of application of the burner in a wide range. For example, with nozzles 14 projecting into the inlet mouth of the grooves 9, which lie in the respective center line of the grooves 9, the mixing process proceeds with a delay, the beginning of the combustion retreats, and a soft flame of larger diameter results.

Auch durch eine Änderung der Lage des die Anordnung der Düsen 14 im Verhältnis zu den Vormischnuten 9 bestimmenden Gaszuführrohres 3 kann das Flammenbild beeinflußt werden. So ragen die Düsen 14 nicht in jedem Fall in die Vormischnuten 9 hinein. Die Zündung und Neuzündung in der Brennerachse erfolgt mittels des im Gaszuführrohr 3 konzentrisch angeordneten Zündbrenners 15. Zur Verbesserung der Zündzuverlässigkeit und der Flammenstabilität können im Kopfteil 13 des Gaszuführrohres 3 in dessen Stirnwand radial innerhalb der die Düsen 14 aufweisenden Ringschulter desselben enge axiale Bohrungen 16 ausgebildet sein, durch die eine geringe Menge von Brenngas axial ausströmt, das mit dem geringen Anteil der außerhalb der Vormischnuten 9 aus-Also, by changing the position of the arrangement of the nozzles 14 in relation to the Vormischnuten 9 determining Gaszuführrohres 3, the flame pattern can be influenced. Thus, the nozzles 14 do not project into the premixing grooves 9 in every case. The ignition and reignition in the burner axis by means of the gas supply 3 concentrically arranged pilot burner 15. To improve ignition reliability and flame stability can be formed in the head portion 13 of the Gaszuführrohres 3 in the end wall radially within the nozzle 14 having annular shoulder of the same narrow axial bores 16 through which a small amount of fuel gas flows axially, which is offset by the small proportion of outside the premixing grooves 9

strömenden Luft vermischt wird und stabilisierend auf die Flamme wirkt.flowing air is mixed and stabilizing acts on the flame.

Zur Luftversorgung des Brenners dient eine von einer Druckluft quelle kommende, in den äußeren Luftraum 6 mündende Luftleitung 18, und zur Gasversorgung dient eine von der Brenngasquelle kommende Gasleitung 19» die in das Gazuführrohr 3 mündet. Der Drehsinn der mittels des Drallgebers oder Verwiblers 5 erzeugten Wirbelströmung der Luft stimmt vorzugsweise mit dem Krümmungssinn der Nuten 9 an deren Eintrittsende überein.To supply air to the burner is one of a source of compressed air coming, opening into the outer air space 6 air line 18, and for gas supply is coming from the fuel gas source gas line 19 »which opens into the Gazuführrohr 3. The sense of rotation of the vortex flow of the air generated by means of the tumble generator or Verwiblers 5 preferably coincides with the curvature of the grooves 9 at the inlet end.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrades ist es zweckmäßig, die Brennluft vorzuwärmen. Der Brenner arbeitet auch bei hoher Brennlufttemperatur betriebssicher«To increase the efficiency, it is expedient to preheat the combustion air. The burner operates reliably even at high combustion air temperatures «

Der erfindungsgemäße Flachflammen-Gasbrenner ist vorzugsweise zur Heizung geschlossener Räume, als Gewölbebrenner von Öfen und dergleichen anwendbar.The flat flame gas burner according to the invention is preferably applicable to the heating of closed rooms, as vault burners of stoves and the like.

Claims

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Invention claim:

1. Flat flame gas burner having a burner brick with diffuser-like expanding interior, an air supply duct with a swirler or swirler and a coaxial with the air supply duct, with this opening into the interior of the burner brick Gaszuführrohr, characterized in that at the interior of the burner block (2) surrounding inner surface (8) of the same spirally to the outer mouth of the burner block (2) at an angle to the burner axis extending Vormischnuten (9) are formed, in which the air supply channel (4) opens, and that the Vormischnuten (9) on the head part (13) associated gas nozzles (14) are provided which preferably project into the premixing grooves and project radially and axially obliquely directed to the burner axis outwardly into the premixing grooves (9).

2. Flat flame gas burner according to point!, Characterized in that the Vormischnuten (9) have a over their entire length towards constant cross-section or are expanded to the outside.

- For this 2 sheets drawings -