DD231107A1 - Verfahren und anordnung zur stabilisierung von flammen in flachstrahlbrennern - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Anordnung zur Stabilisierung von Flammen in Flachstrahlbrennern zum Einsatz in industriellen Gasanwendungsanlagen fuer die Trocknung und Aufheizung insbesondere von feinkoernigem Waermgut. Das Ziel der Erfindung ist die Anwendung eines Verfahrens zur Ausbildung flaechenfoermiger stabiler Flammen, bei denen die Stabilitaet und Flammenform ohne Vormischung von Brenngas und Verbrennungsluft ausserhalb des Brenners sowie ohne Verwendung von reihenfoermig angeordneten Einzelbrennern oder von gesondert angeordneten Halteflammen erreicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass aus den Bohrungen laengs eines Gaszufuehrungsrohres innerhalb des Brennergehaeuses Brenngas ausstroemt und sich mit dem zugefuehrten Verbrennungsmittel mischt. Dieses Gemisch durchstroemt den aus zwei seitlich angeordneten Winkeln gebildeten Brennermund. Teilstroeme an den Kanten der Winkel in eine Wirbelkammer umgelenkt und schliesslich zur Brennermitte hin reflektiert. Das fuehrt zu einer flachen Form der Flamme und stabilisiert sie zugleich.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Gasbrenner, die mit Stadtgas, Erdgas oder anderen Brenngasen betrieben werden und vorwiegend in industriellen Gasanwendungsanlagen zur Trocknung und Aufheizung insbesondere von feinkörnigem Wärmgut Verwendung finden.

Die Gasbrennersind dabei so entwickelt, daß eineflache rechteckige Flamme entsteht, die in Abhängigkeit von der Baulänge des Brenners quer zur Flammenrichtung beliebig breit ausgebildet werden kann.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Herstellung flacher Flammen mit großer Flammenausdehnung quer zur Flammenrichtung werden international Brenner bevorzugt, die sich aus einer Vielzahl einzelner nebeneinander angeordneter kleiner Brenner oder Brennerdüsen zusammensetzen.

In der Auslegeschrift Nr. 1815004 (DE) wird ein solcher Industriegasbrenner mit reihenweise angeordneten Brennerdüsen beschrieben, wie er für Sanderwärmungsanlagen eingesetzt wird.

Um bei diesem Brenner insbesondere beim Einsatz von Erdgas zu einer stabilen Flammenausbildung zu gelangen, ist es erforderlich, Brenngas und Verbrennungsmittel bereits außerhalb des Brenners zu mischen und dann den einzelnen Düsen zuzuführen.

Zur Stabilisierung der Flammen werden um den zentralen Flammenkern der einzelnen Düse herum ringförmige Halteflammen erzeugt, um die wiederum über einen Sekundärluftkanal zusätzlich ein Luftschieber gebildet wird.

Der in der Auslegeschrift 1189225 (DE) dargestellte Reihenbrenner hat den Nachteil, daß es zur Stabilisierung der Hauptflammen erforderlich ist, daß Brenngas oder ein Gemisch aus Brenngas und Verbrennungsmittel an den Flanken des Brenners über zusätzlich angeordnete Düsen oder Öffnungen austritt und dort Halteflammen bildet.

Ziel der Erfindung

Zur Ausbildung von flächenförmigen Flammen ist ein Verfahren zu finden, bei dessen Anwendung in Gasbrennern insbesondere für robuste Einsatzgebiete ohne Vormischung von Brenngas und Verbrennungsmittel außerhalb des Brenners und ohne Verwendung von reihenförmig angeordneten Einzelbrennern oder anderen zusätzlichen Halteflammen eine stabile Flamme erreicht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, statt bisher verwendeter komplizierter reihenförmiger Anordnung von Einzelbrennern und Halteflammen eine einfache Form der Brenneraustrittsöffnung zu finden, bei der durch zweckmäßige Gestaltung der Strömungsführung eine solche ausreichende Stabilisierung der Flamme erzielt wird, daß Veränderungen am Brenner bei Wechsel verschiedener Brenngase entfallen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Teilströme eines Brenngas/Verbrennungsmittel-Gemisches an den Kanten seitlicher Begrenzungsflächen mehrfach umgelenkt und schließlich zur Hauptflamme hin so reflektiert werden, daß sich eine flache intensive Flamme entwickeln kann. Die mehrfache Richtungsänderung derTeilströme führt zu einer Geschwindigkeitsabnahme des Brenngas/Verbrennungsmittel-Gemisches, so daß sich an den äußeren Begrenzungsflächen entlang des Brenners ein Flammensaum stbilisiert, der auch beim Einsatz von zündträgeren Brenngasen die einwandfreie Verbrennung in der Hauptflamme ermöglicht.

Zur Realisierung dieses Verfahrens sind erfindungsgemäß innerhalb des Brennergehäuses Winkel über die ganze Länge des mit Düsen versehenen Gaszuführungsrohres so angebracht, daß der innere Spalt zwischen den beiden Winkeln den Brerinermund bildet und auf beiden Seiten des Brennermundes eine Wirbelkammer zwischen Winkel und Innenwand des Brennergehäuses entsteht. Das Verhältnis von Spaltbreite zu Abstand der Innenwände beträgt dabei 1:3. Unterhalb des Gaszuführungsrohres ist erfindungsgemäß die Luftzuführung zum Brennergehäuse angeordnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In einem in Figur 1 und Figur 2 dargestellten kastenförmigen Brennergehäuse (1) befindet sich ein Rohr (3), durch dessen Düsen das zugeführte Brenngas in Richtung der Flamme ausströmt. Im unteren Teil des Brennergehäuses (1) ist die Luftzuführung (7) angeordnet. Teilströme des Gemisches aus Brenngas und Verbrennungsluft gelangen an die beiden als seitliche Begrenzungsflächen dienende Winkel (2) und werden an den Kanten dieser Winkel (2) in die Wirbelkammer (5) umgelenkt.

Von der Innenwand des Brennergehäuses (1) erfahren diese Teilströme eine nochmalige Strömungsumlenkung in Richtung auf die Brennermitte.

Im Zusammenwirken mit dem Hauptstrom des Gemisches aus Brenngas und Verbrennungsmittel erzielen sie dort eine flache Flamme, die sie gleichzeitig stabilisieren. Dieser Effekt der Ausbildung einer flachen und stabilen Flamme läßt sich nur erzielen, wenn der Abstand zwischen den beiden Winkeln (2) und den Innenwänden des Brennergehäuses (1) ein Verhältnis von 1:3 beträgt.

Claims (2)

-2- DOI »U Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Stabilisierung von Flammen in Flachstrahlbrennern, dadurch gekennzeichnet, daß Randströme eines Gemisches aus Brenngas und Verbrennungsmittel so an den Kanten der Austrittsöffnung dieses Gemisches mehrfach umgelenkt und anschließend so an seitlichen Begrenzungsflächen in die Hauptflamme hinein reflektiert werden, daß entlang des Brenners ein Flammensaum und dadurch eine stabilisierte flache Flamme entsteht.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Brennergehäuses (1) Winkel (2) über die ganze Länge des mit Düsen versehenen Gaszuführungsrohres (3) so angebracht sind, daß der innere Spalt (4) zwischen den beiden Winkeln (2) den Brennermund bildet und auf beiden Seiten des Brennermundes eine Wirbelkammer (5) zwischen Winkel (2) und Innenwand (6) des Brennergehäuses (1) entsteht und das Verhältnis von Spaltbreite zu Abstand der Innenwände 1:3 beträgt und unterhalb des Gaszuführungsrohres (3) die Luftzuführung (7) zum Brennergehäuse (1) angeordnet ist.

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Gasbrenner, die mit Stadtgas, Erdgas oder anderen Brenngasen betrieben werden und vorwiegend in industriellen Gasanwendungsanlagen zur Trocknung und Aufheizung insbesondere von feinkörnigem Wärmgut Verwendung finden.

Die Gasbrennersind dabei so entwickelt, daß eineflache rechteckige Flamme entsteht, die in Abhängigkeit von der Baulänge des Brenners quer zur Flammenrichtung beliebig breit ausgebildet werden kann.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Herstellung flacher Flammen mit großer Flammenausdehnung quer zur Flammenrichtung werden international Brenner bevorzugt, die sich aus einer Vielzahl einzelner nebeneinander angeordneter kleiner Brenner oder Brennerdüsen zusammensetzen.

In der Auslegeschrift Nr. 1815004 (DE) wird ein solcher Industriegasbrenner mit reihenweise angeordneten Brennerdüsen beschrieben, wie er für Sanderwärmungsanlagen eingesetzt wird.

Um bei diesem Brenner insbesondere beim Einsatz von Erdgas zu "einer stabilen Flammenausbildung zu gelangen, ist es erforderlich. Brenngas und Verbrennungsmittel bereits außerhalb des Brenners zu mischen und dann den einzelnen Düsen zuzuführen.

Zur Stabilisierung der Flammen werden um den zentralen Flammenkern der einzelnen Düse herum ringförmige Halteflammen erzeugt, um die wiederum über einen Sekundärluftkanal zusätzlich ein Luftschieber gebildet wird.

Der in der Auslegeschrift 1189225 (DE) dargestellte Reihenbrenner hat den Nachteil, daß es zur Stabilisierung der Hauptflammen erforderlich ist, daß Brenngas oder ein Gemisch aus Brenngas und Verbrennungsmittel an den Flanken des Brenners über zusätzlich angeordnete Düsen oder Öffnungen austritt und dort Halteflammen bildet.

Ziel der Erfindung

Zur Ausbildung von f lächenförmigen Flammen ist ein Verfahren zu finden, bei dessen Anwendung in Gasbrennern insbesondere für robuste Einsatzgebiete ohne Vormischung von Brenngas und Verbrennungsmittel außerhalb des Brenners und ohne Verwendung von reihenförmig angeordneten Einzelbrennern oder anderen zusätzlichen Halteflammen eine stabile Flamme erreicht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, statt bisher verwendeter komplizierter reihenförmiger Anordnung von Einzelbrennern und Halteflammen eine einfache Form der Brenneraustrittsöffnung zu finden, bei der durch zweckmäßige Gestaltung der Strömungsführung eine solche ausreichende Stabilisierung der Flamme erzielt wird, daß Veränderungen am Brenner bei Wechsel verschiedener Brenngase entfallen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Teilströme eines Brenngas/Verbrennungsmittel-Gemisches an den Kanten seitlicher Begrenzungsflächen mehrfach umgelenkt und schließlich zur Hauptflamme hin so reflektiert werden, daß sich eine flache intensive Flamme entwickeln kann. Die mehrfache Richtungsänderung derTeilströme führt zu einer Geschwindigkeitsabnahme des Brenngas/Verbrennungsmittel-Gemisches, so daß sich an den äußeren Begrenzungsflächen entlang des Brenners ein Flammensaum stbilisiert, der auch beim Einsatz von zündträgeren Brenngasen die einwandfreie Verbrennung in der Hauptflamme ermöglicht.

Zur Realisierung dieses Verfahrens sind erfindungsgemäß innerhalb des Brennergehäuses Winkel über die ganze Länge des mit Düsen versehenen Gaszuführungsrohres so angebracht, daß der innere Spalt zwischen den beiden Winkeln den Brerinermund bildet und auf beiden Seiten des Brennermundes eine Wirbelkammer zwischen Winkel und Innenwand des Brennergehäuses entsteht. Das Verhältnis von Spaltbreite zu Abstand der Innenwände beträgt dabei 1:3. Unterhalb des Gaszuführungsrohres ist erfindungsgemäß die Luftzuführung zum Brennergehäuse angeordnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In einem in Figur 1 und Figur 2 dargestellten kastenförmigen Brennergehäuse (1) befindet sich ein Rohr (3), durch dessen Düsen das zugeführte Brenngas in Richtung der Flamme ausströmt. Im unteren Teil des Brennergehäuses (1) ist die Luftzuführung (7) angeordnet. Teilströme des Gemisches aus Brenngas und Verbrennungsluft gelangen an die beiden als seitliche Begrenzungsflächen dienende Winkel (2) und werden an den Kanten dieser Winkel (2) in die Wirbelkammer (5) umgelenkt.

Von der Innenwand des Brennergehäuses (1) erfahren diese Teilströme eine nochmalige Strömungsumlenkung in Richtung auf die Brennermitte.

Im Zusammenwirken mit dem Hauptstrom des Gemisches aus Brenngas und Verbrennungsmittel erzielen sie dort eine flache Flamme, die sie gleichzeitig stabilisieren. Dieser Effekt der Ausbildung einer flachen und stabilen Flamme läßt sich nur erzielen, wenn der Abstand zwischen den beiden Winkeln (2) und den Innenwänden des Brennergehäuses (1) ein Verhältnis von 1:3 beträgt.