DE102004055383A1

DE102004055383A1 - Burner has facility whereby mixture for combustion flows around component creating flow breakaway so that turbulence is created which is basis for flame forming

Info

Publication number: DE102004055383A1
Application number: DE200410055383
Authority: DE
Inventors: Helmut Raulien
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2006-05-18

Abstract

The burner has a facility whereby the mixture for combustion flows around a component (1) which at the front end with regard to the direction of flow is formed in a flow-conducive manner so that the flow is initially formed in a laminar fashion. The aforesaid component further along in the flow direction is formed so that the flow breaks away so that a turbulence is created which is the basis for flame forming.

Description

Die Erfindung betrifft Gebläsebrenner für Öl und Gas, sowie Brenner für handwerkliche Tätigkeiten wie Löten, Dachpappe verlegen, etc. Bei allen diesen Brennern muss die Flammenbildung dadurch ermöglicht werden, dass das Gasgemisch auf eine Strömungsgeschwindigkeit unterhalb der Brenngeschwindigkeit abgebremst wird. Die geschieht entweder durch einen Diffusor, oder durch die Erzeugung von Turbulenz. Eine turbulente Flamme hat den Vorteil der gleichmässigeren Temperaturverteilung, so dass sich keine besonders heissen Zonen ausbilden, in denen vermehrt Stickoxide entstehen können.The The invention relates to fan burners for oil and gas, as well as burner for Craft activities like soldering, Lay roofing felt, etc. For all these burners must flame formation made possible thereby be that the gas mixture at a flow rate below the burning speed is slowed down. That happens either through a diffuser, or through the generation of turbulence. A turbulent flame has the advantage of more uniform temperature distribution, so that no particularly hot zones are formed, where increased Nitrogen oxides can arise.

Turbulenz wird bisher meistens entweder mit einer Stauscheibe erzeugt, oder das Gas wird durch Bohrungen oder Schlitze geleitet, oder beides wird kombiniert.turbulence is usually produced either with a baffle plate, or the gas is passed through holes or slots, or both is combined.

Bei einer Stauscheibe wird das Gas zuerst vor der Scheibe abgebremst, dann im Kreisspalt um die Scheibe herum wieder beschleunigt, dann reisst die Strömung hinter der Scheibe ab und wird dadurch turbulent.at a baffle plate, the gas is first braked in front of the disc, then accelerated again in the circular gap around the disc, then tears the flow behind the windscreen and thus becomes turbulent.

Es sind also unterschiedliche Effekte nacheinander wirksam. Der Effekt des Abreissens der Strömung wird durch die vorhergehenden Effekte beeinträchtigt, die der Strömung bereits Energie entzogen haben.It So different effects are effective one after another. The effect the tearing off of the flow is affected by the previous effects, the flow already Have withdrawn energy.

Bei der vorliegenden Erfindung ist das nicht der Fall: Allein der Strömungsabriss an der Hinterkante eines ansonsten stromlinienförmigen Körpers wird zur Turbulenzeinleitung genutzt.at This is not the case with the present invention: only the stall at the trailing edge of an otherwise streamlined body is used for turbulence introduction used.

Es hat sich gezeigt, dass dieser Effekt ausreicht, um die gesamte Flamme von innen nach aussen in Turbulenz zu versetzen. Dadurch ergibt sich ein gleichmässig blaues Flammenbild, also eine gleichmässige Temperaturverteilung in der Flamme. Dies ist wichtig, damit sich wenig Schadstoffe bilden: Gäbe es kältere Zonen, könnte sich dort Kohlenmonoxid bilden, gäbe es heissere Zonen, könnten sich dort Stickoxide bilden.It It has been shown that this effect is sufficient to the entire flame from inside to outside in turbulence. This results a uniform blue flame image, ie a uniform temperature distribution in the flame. This is important in order to avoid low levels of pollutants: If there were colder zones, could Carbon monoxide forms there, if there were hotter zones, could there Form nitrogen oxides.

Prinzip der Flammenbildung:Principle of flame formation:

Zuerst entstehen an der Abrisskante Turbulenzen, während aussen herum die Strömung noch laminar verläuft. Da in der Turbulenzzone Geschwindigkeitsenergie in Schwingungsenergie umgewandelt wird, ist die Strömungsgeschwindigkeit in axialer Richtung geringer, der turbulente Bereich kann brennen. Durch die geringere Geschwindigkeit und durch die themische Expansion beim Brennen wird die Zone dicker, bildet einen Keil, der in der freien Flamme (Zeichnung 1) die laminare Strömung nach aussen abdrängt. Dadurch wird der Durchmesser der Flamme grösser, bis alle laminaren Stromfäden von der Turbulenz erfasst worden sind. Das Brennen der Flamme trägt dabei zur Turbulenzausbreitung bei: Wird der Strahl nicht gezündet, wird der äussere laminare Bereich nicht turbulent. Deshalb kann man die freie Flamme auch nur direkt hinter der Abrisskante zünden.First turbulence is generated at the spoiler edge, while the outside flow is still laminar runs. Since in the turbulence zone velocity energy in vibrational energy is converted, is the flow rate lower in the axial direction, the turbulent area can burn. Due to the lower speed and the thematic expansion when burning, the zone thickens, forming a wedge, which in the free flame (drawing 1) pushes the laminar flow to the outside. Thereby the diameter of the flame increases until all the laminar filaments of the Turbulence has been detected. The burning of the flame contributes for turbulence propagation at: If the beam is not ignited, is the outside laminar area not turbulent. That's why you can have the free flame ignite just behind the trailing edge.

Einfluss der Flammrohre (Zeichnungen 2 und 3):Influence of the flame tubes (Drawings 2 and 3):

In Zeichnung 2 wird die ansonsten recht kompakte Flamme durch ein Flammrohr in die Länge gedrückt. Dies kann bei Lötbrennern von Vorteil sein. Der turbulente, blau brennende Bereich berührt das Flammrohr nicht, solange er noch von laminaren Stromfäden umgeben ist, die aufgrund ihrer Strömungsgeschwindigkeit nicht brennen.In Drawing 2 is the otherwise quite compact flame through a flame tube pressed in the length. This can with soldering torches be beneficial. The turbulent, blue burning area touches the flame tube not, as long as he is still surrounded by laminar streamlines due to their flow velocity do not burn.

Dies ist ein Vorteil, da sich auch ein Flammrohr aus Metall dadurch nicht zu stark erhitzt, und der Flamme nicht zuviel Wärme entzogen wird.This This is an advantage, since a metal fire tube is not too much heat, and the flame is not deprived of too much heat.

In Zeichnung 3 ist das Flammrohr grösser, es lässt der radialen Expansion der Flamme freies Spiel, bzw. unterstützt diese noch durch Diffusorwirkung. Der gesamte blaue Bereich der Flamme befindet sich im Flammrohr, berührt dieses auch. Wäre es aus Metall, würde es sich sehr stark erhitzen. Besser ist es also, dieses Rohr aus geschäumter Schamotte oder Vermiculit, Blähperlit o.ä. mit Bindemittel herzustellen. Das Rohr erwärmt sich dann innen auf Flammentemperatur und entzieht der Flamme keine Wärme, was sonst zu unvollständiger Verbrennung führen würde. Auch schützt das Flammrohr den Flammenrand vor Vermischung mit Luft oder Abgas, was zum Entweichen un- oder halbverbrannter Produkte führen würde.In Drawing 3, the flame tube is larger, it leaves the radial expansion of the flame free game, or supports this still by diffuser effect. The entire blue area of the flame is in the fire tube, touched this too. Would it would be made of metal heat up very much. It is better, therefore, this tube foamed Chamotte or vermiculite, inflorescence pearl etc. With Make binder. The tube then heats up to flame temperature inside and does not remove heat from the flame, which otherwise too incomplete Burning would result. Also protects the flame tube the flame edge before mixing with air or exhaust gas, which would lead to the escape of unburned or semi-burned products.

Dieses grosse Flammrohr eignet sich für Heizungs- Gebläsebrenner und für Dachpappenverlege- Brenner.This big flame tube is suitable for Heating fan burner and for Roof cover laying burner.

Ein Flammrohr dämpft auch ganz erheblich das Geräusch der Flamme. Die freie Flamme (Zeichnung 1) gibt u.U. nicht nur ein Rauschen, sondern auch einen flötenden Ton von sich.One Flame tube dampens also very much the noise the flame. The free flame (drawing 1) gives u.U. not just one Noise, but also a flute Sound of itself.

Nicht zuletzt verhindert ein Flammrohr das Ausblasen der Flamme durch Wind etc.Not Finally, a flame tube prevents the blowing out of the flame Wind etc.

Besonderheiten bei Öl- Gebläsebrennern:Special features of oil blower burners:

Die Öleinspritzung findet vor dem Verdrängungskörper statt. In kaltem Zustand kann sich Wachs an diesem und an der Kanalwand ablagern. Deshalb sollte man diese Teile aus wärmeleitendem Metall herstellen, den Verdrängungskörper nicht hohl, sondern massiv herstellen, damit sich eine Betriebstemperatur einstellt, bei der die Wachsablagerungen wieder verdampfen.The oil injection takes place in front of the displacement body. In cold condition can become Deposit wax on this and on the canal wall. Therefore, you should make these parts made of thermally conductive metal, the displacement body not hollow, but massively produce, so that sets an operating temperature at which the wax deposits evaporate again.

Mischt man der Verbrennungsluft allerdings heisses Abgas hinzu, was sowieso besser ist (Blaue Flamme, weniger Stickoxide), muss man das nicht bedenken. Hier könnte der Verdrängungskörper auch eine hohle Glockenform haben.mixed However, you add the combustion air hot exhaust gas, which anyway is better (blue flame, less nitrogen oxides), you do not have to consider that. Here could the repressive body also one have hollow bell shape.

Zündung der Flamme:Ignition of the flame:

Alle Flammen (Zeichnungen 1, 2 und 3) können auch bei voller Strömung direkt hinter dem Verdrängungskörper gezündet werden. Die freie Flamme (Zeichnung 1) kann nur dort, nicht weiter vorne, gezündet werden. Beim Lötbrenner wie in Zeichnung 2 ist die Flamme von vorne nur zündbar, wenn man das Gas erstmal nur gering aufdreht, ansonsten ist die noch laminare Strömung des Gases im Rohr zu schnell, um zu brennen. Bei einem grossen Flammrohr (Zeichnung 3) kann eine Zündung auch bei voller Strömung auch von vorne erfolgen, aufgrund der Diffusorwirkung des Flammrohres.All Flames (Drawings 1, 2 and 3) can be used directly even at full flow be ignited behind the displacement body. The free flame (drawing 1) can only be ignited there, not further forward. At the soldering torch As in drawing 2, the flame is ignited from the front only when you turn on the gas only slightly, otherwise it is still laminar flow of gas in the pipe too fast to burn. With a big flame tube (Drawing 3) can be an ignition even at full flow also from the front, due to the diffuser effect of the flame tube.

Halterung des Verdrängungskörpers im Kanal:Holder of the displacement body in Channel:

Es ist von Vorteil, wenn die Halterungen des Verdrängungskörpers selber auch stromlinienförmig sind, also aus in Strömungsrichtung flachem Blech bestehen, oder sogar einen tropfenförmigen Querschnitt haben. Kompromisse mit der Fertigungstechnik sind aber möglich: beispielsweise hat es sich gezeigt, dass die Verbindung des Verdrängungskörpers mit dem Rohrstück bei einem Lötbrenner wie in Zeichnung 2 durch drei MAG- Schweisspunkte erfolgen kann, ohne dass dadurch die Strömung zu stark beeinträchtigt wird.It is advantageous if the holders of the displacement body itself are also streamlined, So out in the flow direction flat sheet, or even a drop-shaped cross-section to have. But compromises with production technology are possible: for example it has been shown that the connection of the displacement body with the pipe section at a soldering torch as can be done in drawing 2 by three MAG welding points, without that the flow too severely impaired becomes.

Claims

Burner, characterized in that the mixture to be ignited comprises a body ( 1 ) flows around, which is so aerodynamically shaped at the front end in the flow direction that it is initially flows around largely laminar. Furthermore, characterized in that this body is formed downstream of the flow direction so unfavorable that the flow tears off there, and thus turbulence develops, which is the basis for the flame formation. 1.2. Burner according to Claim 1, characterized in that the flow channel around the body is adapted to the shape of the latter at its front end to the extent that the flow cross-section, and thus the flow velocity, does not change extremely there. 1.3. Burner according to claim 1, characterized in that the flow around body abruptly ends at its rear end in the flow direction. 1.4. Burner according to claim 1, characterized in that the flame is at least initially through a pipe ( 2 ) is guided, which has approximately the same inner diameter as the flow channel in which the body flows around. 1.5. Burner according to claim 1, characterized in that the flame is at least at the beginning of a pipe ( 3 ) is surrounded, whose inner diameter is significantly greater than that of the flow channel in which the body flows around. 1.5.1. Burner according to claim 1.4. or 1.5., characterized in that the tube surrounding the flame, consists of a good heat insulating material.