DE102011013950A1 - Burner and method for operating a burner - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner (1) zum Erzeugen von mindestens zwei getrennten Flammen (2) und ein Verfahren zum Betreiben eines Brenners. Der Brenner umfasst mindestens eine, eine Auslassseite (4) aufweisende Brennstoffzuführung (3) und eine die mindestens eine Brennstoffzuführung (3) umgebende Oxidationsmittelzuführung (5) mit einer Auslassöffnung (6). An der Auslassseite (4) der mindestens einen Brennstoffzuführung (3) ist ein Düsenabschnitt (7) mit mindestens einer ersten Austrittsöffnung (8.1) und einer zweiten Austrittsöffnung (8.2) ausgebildet. Die erste Austrittsöffnung (8.1) liegt im Wesentlichen in einer ersten Austrittsebene (9.1) und die zweite Austrittsöffnung (8.2) im Wesentlichen in einer zweiten Austrittsebene (9.2), wobei die erste Austrittsebene (9.1) und die zwei Austrittsebene (9.2) einen ersten Winkel (10) von mindestens 5° einschließen. Mit dem erfindungsgemäßen Brenner 1 kann auf die Installation mehrerer Brenner zum Heizen von zwei benachbarten Stelle verzichtet werden. Darüber hinaus ist der Bereich, auf den Flammen gerichtet sind, besser für Wartungsarbeiten zugänglich.The present invention relates to a burner (1) for generating at least two separate flames (2) and a method for operating a burner. The burner comprises at least one fuel supply (3) having an outlet side (4) and an oxidizing agent supply (5) surrounding the at least one fuel supply (3) with an outlet opening (6). A nozzle section (7) with at least one first outlet opening (8.1) and a second outlet opening (8.2) is formed on the outlet side (4) of the at least one fuel supply (3). The first exit opening (8.1) lies essentially in a first exit plane (9.1) and the second exit opening (8.2) lies essentially in a second exit plane (9.2), the first exit plane (9.1) and the two exit planes (9.2) at a first angle Include (10) of at least 5 °. With the burner 1 according to the invention, the installation of several burners for heating two adjacent points can be dispensed with. In addition, the area where the flames are directed is more accessible for maintenance.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner zum Erzeugen von mindestens zwei getrennten Flammen und ein Verfahren zum Betreiben eines Brenners. Der Brenner umfasst eine Brennstoffzuführung und eine Oxidationsmittelzuführung, die die Brennstoffzuführung umgibt. Bevorzugt werden ein solcher Brenner und ein solches Verfahren zum Heizen einer Durchflussöffnung eines Emailleofens und der flüssigen Emaille eingesetzt.The present invention relates to a burner for producing at least two separate flames and to a method for operating a burner. The burner includes a fuel supply and an oxidant supply that surrounds the fuel supply. Preferably, such a burner and such a method for heating a flow opening of an enamel oven and the liquid enamel are used.
Zur Herstellung von Emaille wird zumeist ein Gemisch, das Glas bildende Oxide umfasst, fein gemahlen und in einem Emailleofen geschmolzen. Das Gemisch wird zunächst in dem Emailleofen mit einem ersten Hauptbrenner vorgeheizt und mit einem zweiten Hauptbrenner geschmolzen. Das geschmolzene Gemisch fließt durch eine Durchflussöffnung aus dem Emailleofen hinaus und an einer unter der Durchlassöffnung angeordneten Wand entlang in ein Wasserbad. Um die Durchlassöffnung und die Wand zu erhitzen, ist auf der gegenüber der Durchflussöffnung des Emailleofens gelegenen Seite zumindest ein Brenner angeordnet, dessen Flamme auf die Durchlassöffnung gerichtet ist. Es hat sich gezeigt, dass ein einziger Brenner nicht ausreichend ist, um das Gemisch im geschmolzenen Zustand zu halten, bis dieses in das Wasserbad eintritt. Es hat sich daher bewährt, einen zweiten Brenner auf die Wand unterhalb der Durchführöffnung zu richten und somit das geschmolzene Gemisch weiter zu heizen. Diese Brenner sind als Türbrenner bekannt und werden in der Regel mit Luft als Oxidationsmittel betrieben.For the production of enamel, a mixture comprising glass-forming oxides is usually finely ground and melted in an enamel oven. The mixture is first preheated in the enamel oven with a first main burner and melted with a second main burner. The molten mixture flows out of the enamel oven through a flow opening and into a water bath along a wall below the passage opening. In order to heat the passage opening and the wall, at least one burner is arranged on the side opposite the throughflow opening of the enamel oven, the flame of which is directed onto the passage opening. It has been found that a single burner is not sufficient to keep the mixture in the molten state until it enters the water bath. It has therefore been proven to direct a second burner on the wall below the passage opening and thus to further heat the molten mixture. These burners are known as door burners and are usually operated with air as the oxidant.
Es hat sich nun gezeigt, dass die bekannten Türbrenner nicht unbedingt ausreichend Energie zur Verfügung stellen, um das geschmolzene Gemisch in flüssigem Zustand zu halten. Um einen reibungslosen Betrieb des Emailleofens aufrecht zu erhalten ist es ferner notwendig, die Durchlassöffnung regelmäßig mechanisch zu reinigen. Hierbei ist die Anordnung von zwei Türbrennern gegenüberliegend der Durchlassöffnung des Emailleofens ungünstig, da zur Reinigung der Durchlassöffnung mindestens ein Türbrenner ausgeschaltet werden muss.It has now been found that the known door burners do not necessarily provide sufficient energy to keep the molten mixture in a liquid state. In order to maintain a smooth operation of the enamel furnace, it is also necessary to regularly mechanically clean the passage opening. Here, the arrangement of two door burners opposite the passage opening of the enamel furnace is unfavorable, since at least one door burner has to be switched off to clean the passage opening.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere sollen ein Brenner und ein Verfahren zum Betreiben eines Brenners angegeben werden, die es ermöglichen, eine hohe Heizleistung an mehreren benachbarten Stellen zur Verfügung zu stellen.Object of the present invention is therefore to solve the problems described with reference to the prior art, at least partially. In particular, a burner and a method for operating a burner are specified, which make it possible to provide a high heating power at several adjacent locations.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Brenner und einem Verfahren gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sowie eine bevorzugte Verwendung der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.These objects are achieved with a burner and a method according to the features of the independent claims. Further advantageous embodiments and a preferred use of the invention are specified in the dependent formulated claims. It should be noted that the features listed individually in the dependent claims can be combined with each other in any technologically meaningful manner and define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, wherein further preferred embodiments of the invention are shown.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Brenner zum Erzeugen von mindestens zwei getrennten Flammen, umfassend
- – mindestens eine, eine Auslassseite aufweisende Brennstoffzuführung,
- – eine die mindestens eine Brennstoffzuführung umgebende Oxidationsmittelzuführung mit einer Auslassöffnung, wobei
- At least one fuel supply having an outlet side,
- An oxidant supply with an outlet opening surrounding the at least one fuel supply, wherein
Der Brenner erstreckt sich in der Regel von einer Versorgungsseite zu einer Flammseite, wobei ein Brennstoff von der Versorgungsseite zu der Flammseite in mindestens einer, bevorzugt genau einer Brennstoffzuführung geführt wird. Der Brennstoff wird dabei von der sogenannten Einlassseite auf der Versorgungsseite zu der Auslassseite geführt. Das für die Verbrennung des Brennstoffs notwendige Oxidationsmittel wird von der Versorgungsseite zu der Flammseite in der Oxidationsmittelzuführung geführt. Die Öffnung in der Oxidationsmittelzuführung, durch die das Oxidationsmittel aus der Oxidationsmittelzuführung austritt, wird als Auslassöffnung bezeichnet.The burner generally extends from a supply side to a flame side, wherein a fuel is conducted from the supply side to the flame side in at least one, preferably exactly one fuel supply. The fuel is guided from the so-called inlet side on the supply side to the outlet side. The necessary for the combustion of the fuel oxidant is fed from the supply side to the flame side in the oxidant supply. The opening in the oxidant supply through which the oxidant exits the oxidant supply is referred to as the outlet port.
Erfindungsgemäß umgibt die Oxidationsmittelzuführung die Brennstoffzuführung, was somit bedeutet, dass die Brennstoffzuführung in der Oxidationsmittelzuführung angeordnet ist. Um die mindestens eine Brennstoffzuführung in der Oxidationsmittelzuführung zu beabstanden, können Abstandshalter an der Außenseite der Brennstoffzuführung und/oder der Innenseite der Oxidationsmittelzuführung vorgesehen sein.According to the invention, the oxidant supply surrounds the fuel feed, which means that the fuel feed is arranged in the oxidant feed. In order to space the at least one fuel supply in the oxidant supply, spacers may be provided on the outside of the fuel supply and / or the inside of the oxidant supply.
Der Düsenabschnitt ist an der Auslassseite der mindestens einen Brennstoffzuführung ausgebildet und wird somit ebenfalls im Betrieb von dem Brennstoff durchströmt. Als Düsenabschnitt wird insbesondere der Bereich bezeichnet, in dem sich ein Strömungsparameter des Brennstoffs in der Brennstoffzuführung verändert. Diese Veränderung kann insbesondere in einer Verkleinerung des Strömungsdurchmessers und/oder in einer Richtungsänderung der Strömung liegen. Als Austrittsöffnung wird dabei der Bereich bezeichnet, in dem der Brennstoff aus dem Düsenabschnitt und somit aus dem Brenner austritt. Nach der Austrittsöffnung vermischt sich der Brennstoff mit dem Oxidationsmittel und kann exotherm mit diesem reagieren.The nozzle section is formed on the outlet side of the at least one fuel supply and is thus likewise flowed through during operation of the fuel. The nozzle section is in particular the area in which a Modified flow parameter of the fuel in the fuel supply. This change can be in particular in a reduction of the flow diameter and / or in a change in direction of the flow. In this case, the region in which the fuel leaves the nozzle section and thus from the burner is referred to as the outlet opening. After the outlet opening, the fuel mixes with the oxidizing agent and can react with it exothermically.
Erfindungsgemäß kann jeder Austrittsöffnung eine separate Brennstoffzuführung zugeordnet sein. Bevorzugt ist jedoch, dass genau eine Brennstoffzuführung vorhanden ist und die Austrittsöffnungen in genau einem Bauteil des Düsenabschnitts ausgebildet sind. Eine Begrenzung der Austrittsöffnung bestimmt die Austrittsebene. Wenn die Begrenzung nicht in einer Ebene liegt, so ist unter der Austrittsebene bevorzugt eine Ausgleichsebene zu verstehen, die die Umrandung in mindestens zwei Punkten tangential berührt, wobei der Abstand der Umrandung zu der Ausgleichsebene an allen Punkten der Umrandung minimal ist. Weiterhin ist eine Austrittsebene bevorzugt so definiert, dass diese normal zu der jeweiligen Hauptströmungsrichtung des jeweils durch die Austrittsöffnung ausgetretenen Brennstoffstrahls ist, also zu der durch den Düsenabschnitt mit der Austrittsöffnung erzeugten Hauptströmungsrichtung des Brennstoffs ist. Der Brenner weist mindestens zwei Austrittsebenen auf, in denen jeweils mindestens eine Austrittsöffnung ausgebildet ist. Die mindestens zwei Austrittsebenen sind so zueinander ausgerichtet, dass sie sich unter einem ersten Winkel von mindestens 5° schneiden, wobei der spitze Winkel als Referenz genommen wird. Es ist nicht notwendig, dass der erste Winkel mit dem Winkel übereinstimmt, den die entsprechenden zwei Flammen einschließen, dies ist aber bevorzugt.According to the invention, each outlet opening can be assigned a separate fuel feed. However, it is preferred that exactly one fuel supply is present and the outlet openings are formed in exactly one component of the nozzle section. A limitation of the outlet opening determines the exit plane. If the boundary does not lie in a plane, the exit plane is preferably to be understood as a compensation plane which tangentially touches the border in at least two points, the distance of the border to the compensation plane being minimal at all points of the border. Furthermore, an exit plane is preferably defined such that it is normal to the respective main flow direction of the fuel jet respectively exited through the exit opening, ie to the main flow direction of the fuel produced by the nozzle section with the exit opening. The burner has at least two outlet planes, in each of which at least one outlet opening is formed. The at least two exit planes are aligned with each other so that they intersect at a first angle of at least 5 °, taking the acute angle as a reference. It is not necessary for the first angle to coincide with the angle included by the corresponding two flames, but this is preferred.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Düsenabschnitts werden beim Durchströmen der Austrittsöffnungen der Brennstoffzuführung zwei Brennstoffstrahlen gebildet, die einen Winkel einschließen, der bevorzugt größer als 5° ist. Bei der exothermen Reaktion des Brennstoffs der zwei Strahlen mit dem Oxidationsmittel, das den Brennstoff im Wesentlichen nach dem Austreten aus der Auslassöffnung der Oxidationsmittelzuführung umgibt, entstehen zwei getrennte Flammen, die ebenfalls einen Winkel von bevorzugt mehr als 5° zueinander einschließen.Due to the inventive design of the nozzle section, two fuel jets are formed when flowing through the outlet openings of the fuel supply, which include an angle which is preferably greater than 5 °. In the exothermic reaction of the fuel of the two jets with the oxidant surrounding the fuel substantially as it exits the exit port of the oxidant supply, two separate flames are formed which also enclose an angle of preferably greater than 5 ° to each other.
Unter einer Flamme wird in diesem Zusammenhang der Bereich verstanden, in dem der Brennstoff mit dem Oxidationsmittel exotherm reagiert und aus dem Licht aus dem sichtbaren Spektralbereich emittiert wird. Unter zwei getrennten Flammen ist somit zu verstehen, dass zwei getrennte, nicht zusammenhängende Bereiche existieren, in denen der Brennstoff mit dem Oxidationsmittel exotherm reagiert und die jeweils Licht aus dem sichtbaren Spektralbereich emittieren.In this context, a flame is understood as the region in which the fuel reacts exothermically with the oxidizing agent and is emitted from the light from the visible spectral range. Thus, two separate flames are understood to mean that there are two distinct non-contiguous regions in which the fuel exothermically reacts with the oxidant and each emits light from the visible spectral region.
Mit dem erfindungsgemäßen Brenner ist es somit möglich, zwei getrennt voneinander angeordnete Gebiete mit nur einem Brenner zu beheizen. Es ist im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen nur noch ein Zuleitungssystem für den Brennstoff, das Oxidationsmittel und für Steuerungsleitungen zu dem einen Brenner notwendig. Weitere Brenner werden nicht mehr benötigt, wenn getrennt voneinander angeordnete benachbarte Gebiete beheizt werden sollen.With the burner according to the invention it is thus possible to heat two separate areas arranged with only one burner. It is compared to known from the prior art solutions only a supply system for the fuel, the oxidizing agent and control lines to the one burner necessary. Further burners are no longer needed if separate adjacent areas are to be heated.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners ist der Düsenabschnitt lösbar mit der mindestens einen Brennstoffzuführung verbunden. Eine lösbare Verbindung kann beispielsweise durch ein Gewinde realisiert sein, wobei eine Splintbohrung vorgesehen ist, mit der der Düsenabschnitt in einer vorgebbaren Position an der Brennstoffzuführung befestigt werden kann. Es ist somit leicht möglich, den Düsenabschnitt schnell auszutauschen, wobei unterschiedlich ausgeführte Düsenabschnitte vorgesehen sein können, so dass beispielsweise die Anzahl der Flammen oder die Flammenverteilung durch Austausch des Düsenabschnitts verändert wird. Dies ist insbesondere bei genau einer Brennstoffzuführung besonders einfach.According to a preferred embodiment of the burner according to the invention, the nozzle portion is detachably connected to the at least one fuel supply. A releasable connection can be realized for example by a thread, wherein a pin bore is provided, with which the nozzle portion can be fixed in a predetermined position on the fuel supply. It is thus easily possible to replace the nozzle portion quickly, wherein differently designed nozzle sections can be provided so that, for example, the number of flames or the flame distribution is changed by replacing the nozzle portion. This is particularly simple especially with exactly one fuel supply.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners unterscheidet sich eine Querschnittsfläche der ersten Austrittsöffnung von einer Querschnittsfläche der zweiten Austrittsöffnung. Mit Querschnittsfläche ist hier insbesondere die von der Begrenzung der Austrittsöffnung definierte Fläche gemeint. Die Querschnittsflächen der unterschiedlichen Austrittsöffnungen können sich somit unter anderem in ihrer Form und/oder in ihrer Flächengröße unterscheiden. Durch die Querschnittsfläche wird im Wesentlichen die Form, die Größe und/oder die Intensität einer Flamme zumindest im Vergleich zu den weiteren Flammen bestimmt. So kann durch das Verhältnis der Querschnittsfläche der ersten Austrittsöffnung zu der Querschnittsfläche der zweiten Austrittsöffnung eine unterschiedliche Heizleistung der zwei Flammen eingestellt werden.According to a further preferred embodiment of the burner according to the invention, a cross-sectional area of the first outlet opening differs from a cross-sectional area of the second outlet opening. By cross-sectional area is meant in particular the area defined by the boundary of the outlet opening. The cross-sectional areas of the different outlet openings can therefore differ, inter alia, in their shape and / or in their area size. The cross-sectional area essentially determines the shape, the size and / or the intensity of a flame, at least in comparison to the other flames. Thus, by the ratio of the cross-sectional area of the first outlet opening to the cross-sectional area of the second outlet opening, a different heating power of the two flames can be set.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass genau eine Brennstoffzuführung vorgesehen ist, wobei der Düsenabschnitt eine kegelförmige Außenfläche aufweist. Mit der Außenfläche des Düsenabschnitts ist insbesondere die Fläche gemeint, in der die Austrittsöffnungen angeordnet sind. Elite kegelförmige Außenfläche ist besonders einfach mit einfachen Fertigungsmaßnahmen herzustellen. Die Austrittsebene der Austrittsöffnungen in der kegelförmigen Außenfläche ist die Tangentialfläche auf der kegelförmigen Außenfläche, die den Mittelpunkt der Austrittsöffnung enthält und die somit identisch mit der oben beschriebenen Ausgleichsebene ist.In a further development of the invention, it is proposed that exactly one fuel feed is provided, wherein the nozzle portion has a conical outer surface. With the outer surface of the nozzle portion is meant in particular the surface in which the outlet openings are arranged. Elite cone-shaped outer surface is particularly easy to manufacture with simple manufacturing measures. The exit plane of the outlet openings in the conical outer surface is the tangential surface the conical outer surface containing the center of the outlet opening and thus is identical to the level of compensation described above.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Austrittsöffnung und die zweite Austrittsöffnung als Bohrungsöffnungen von Bohrungen realisiert sind. Mit Bohrungen sind besonders einfache Strukturen in den Düsenabschnitt einbringbar, mit welchen der Brennstoff geführt werden kann. Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn die Bohrungen Bohrungsachsen aufweisen und die Bohrungsachsen einen zweiten Winkel von 20° bis 40°, bevorzugt von 25° bis 35° einschließen. Die Bohrungen bilden somit Kanäle, durch die ursprüngliche Strömungsrichtung des Brennstoffs in der Brennstoffzuführung in die Strömungsrichtung des austretenden Brennstoffs umgelenkt werden. Bevorzugt entspricht der zweite Winkel somit dem Winkel, den die Flammen im Betrieb einschließen. Durch Einstellung des zweiten Winkels kann somit die Flammenverteilung an die vorgegebenen Betriebsbedingungen angepasst werden.Another development of the invention is characterized in that the first outlet opening and the second outlet opening are realized as bore openings of bores. With holes particularly simple structures in the nozzle section can be introduced, with which the fuel can be performed. It is particularly preferred if the holes have bore axes and the bore axes include a second angle of 20 ° to 40 °, preferably from 25 ° to 35 °. The bores thus form channels, are deflected by the original flow direction of the fuel in the fuel supply in the flow direction of the exiting fuel. The second angle thus preferably corresponds to the angle which the flames include during operation. By adjusting the second angle, the flame distribution can thus be adapted to the given operating conditions.
Bevorzugt hat ein Querschnitt der Austrittsöffnung der Oxidationsmittelzuführung einen kreisrunden Querschnitt. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Querschnitt der Austrittsöffnung der Oxidationsmittelzuführung eine erste Länge in einer ersten Richtung und eine zweite Länge in einer zweiten Richtung auf, wobei die zweite Richtung orthogonal zu der ersten Richtung ist und der Quotient aus der ersten Länge und der zweiten Länge ungleich 1, bevorzugt größer 1,2 ist. Dies bedeutet insbesondere, dass der Querschnitt der Austrittsöffnung der Oxidationsmittelzuführung nicht kreisrund ist. Der Querschnitt ist beispielsweise elliptisch oder oval. Mit Querschnitt ist ein Schnitt durch den Brenner gemeint der orthogonal zu der Längsachse des Brenners und somit im Wesentlichen auch orthogonal zu der Brennstoffzuführung und der Oxidationsmittelzuführung ist. Bevorzugt liegt die erste Länge in der Ebene, in der bei Ausbildung von zwei Flammen der von den Flammen eingeschlossene Winkel liegt. Somit soll gewährleistet werden, dass das Oxidationsmittel bevorzugt in den Bereich der Flammen geleitet wird.Preferably, a cross section of the outlet opening of the oxidant supply has a circular cross-section. In a particularly preferred embodiment of the invention, the cross-section of the oxidant feed outlet has a first length in a first direction and a second length in a second direction, the second direction being orthogonal to the first direction and the quotient of the first length and second length is not equal to 1, preferably greater than 1.2. This means in particular that the cross section of the outlet opening of the oxidant supply is not circular. The cross section is for example elliptical or oval. By cross-section is meant a section through the burner orthogonal to the longitudinal axis of the burner and thus also substantially orthogonal to the fuel supply and the oxidant supply. Preferably, the first length is in the plane in which, when two flames are formed, the angle enclosed by the flames lies. Thus, it should be ensured that the oxidizing agent is preferably conducted into the area of the flames.
Bevorzugt weist der erfindungsgemäße Brenner eine Vorrichtung zum Detektieren der Flammen auf. Die Vorrichtung zum Detektieren der Flammen ist bevorzugt mit einer Steuereinrichtung verbunden, so dass von einem Steuerstand aus der Betrieb des erfindungsgemäßen Brenners überwacht werden kann. In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn der Brenner eine automatische Zündvorrichtung aufweist.The burner according to the invention preferably has a device for detecting the flames. The device for detecting the flames is preferably connected to a control device, so that the operation of the burner according to the invention can be monitored from a control station. In this context, it is also advantageous if the burner has an automatic ignition device.
Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird ein Verfahren zum Betreiben eines Brenners, insbesondere eines erfindungsgemäßen Brenners, umfassend zumindest die folgenden Schritte, vorgeschlagen:
- – Führen von Oxidationsmittel durch eine Oxidationsmittelzuführung,
- – Führen von Brennstoff in mindestens einer Brennstoffzuführung, die von der Oxidationsmittelzuführung umgeben ist,
- – Führen des Brennstoffs durch mindestens eine erste Austrittsöffnung und eine zweite Austrittsöffnung aus der Brennstoffzuführung, um mindestens zwei Brennstoffstrahlen zu erzeugen, so dass mindestens eine erste Flamme und eine zweite, von der ersten Flamme getrennte Flamme entstehen, wobei die erste Flamme und die zweite Flamme einen dritten
Winkel von mindestens 5°, bevorzugt zwischen 20° und 40° einschließen. Die zwei Flammen können aber auch einen dritten Winkel von bis zu 90° einschließen.
- Passing oxidant through an oxidant feed,
- Leading fuel in at least one fuel supply, which is surrounded by the oxidant supply,
- Passing the fuel through at least one first exit opening and a second exit opening from the fuel supply to produce at least two fuel jets so as to produce at least a first flame and a second flame separate from the first flame, the first flame and the second flame a third angle of at least 5 °, preferably between 20 ° and 40 ° include. The two flames can also include a third angle of up to 90 °.
Die zwei Brennstoffstrahlen reagieren mit dem sie umgebenden Oxidationsmittel und formen somit in einer exothermen Reaktion die mindestens zwei Flammen. Über Betriebsparameter wie Volumenstrom und/oder Druck des Oxidationsmittels und des Brennstoffs sowie deren Verhältnisse zueinander lassen sich Parameter der mindestens zwei Flammen verändern. So ist bei Erhöhung des Drucks des Brennstoffs beispielsweise eine Verlängerung der Flamme möglich.The two fuel jets react with the surrounding oxidant and thus form the at least two flames in an exothermic reaction. By way of operating parameters such as volume flow and / or pressure of the oxidizing agent and of the fuel and their relationships with one another, parameters of the at least two flames can be changed. For example, when increasing the pressure of the fuel, an extension of the flame is possible.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Oxidationsmittel mindestens 30 Vol.-%, besonders bevorzugt mindestens 50 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 90 Vol.-% Sauerstoff umfasst. Ein solches Oxidationsmittel ist beispielsweise durch mit Sauerstoff angereicherter Luft oder mit reinem Sauerstoff gegeben. Durch ein Oxidationsmittel mit hohem Sauerstoffanteil kann eine sehr hohe Flammentemperatur bei der exothermen Reaktion mit dem Brennstoff erzeugt werden. Es können somit mindestens zwei getrennte Flammen mit jeweils einer sehr hohen Flammentemperatur erzeugt werden, die getrennt voneinander angeordnete Gebiete effektiver erhitzen.It is particularly advantageous if the oxidizing agent comprises at least 30% by volume, particularly preferably at least 50% by volume, very particularly preferably at least 90% by volume of oxygen. Such an oxidizing agent is given for example by oxygen-enriched air or pure oxygen. A high oxygen content oxidant can produce a very high flame temperature in the exothermic reaction with the fuel. Thus, at least two separate flames, each with a very high flame temperature, can be generated which heat separated regions more effectively.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Brennstoff ein brennbares Gasgemisch, Erdgas, Flüssiggas, Biogas, Acytelen, Propan oder Wasserstoff ist.Furthermore, it is advantageous if the fuel is a combustible gas mixture, natural gas, liquid gas, biogas, acyltelene, propane or hydrogen.
Noch einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird eine Emailleofen mit einer Durchflussöffnung für flüssige Emaille, einer unter der Durchflussöffnung ausgebildeten Wand und einem erfindungsgemäßer Brenner vorgeschlagen, wobei der Brenner so ausgerichtet ist, dass im Betrieb eine Flamme auf die Durchflussöffnung und eine weitere Flamme auf die Wand gerichtet ist. Im Betrieb wird somit die von mindestens einem Hauptbrenner erwärmte Schmelze durch eine Durchflussöffnung treten, wobei die durch die Durchflussöffnung fließende Schmelze und die danach entlang der Wand herabfließende Schmelze von dem erfindungsgemäßen Brenner erhitzt wird.According to still another aspect of the invention, there is provided an enamel oven having a flow passage for liquid enamel, a wall formed under the flow opening and a burner according to the invention, wherein the burner is oriented so that in operation one flame is applied to the flow opening and another flame is applied to the Wall is directed. In operation, thus, the melt heated by at least one main burner is passed through a flow opening occur, wherein the flowing through the flow passage melt and then flowing down along the wall melt is heated by the burner according to the invention.
Eine erfindungsgemäß erzeugte Flamme hat bevorzugt eine Länge von 40 cm [Zentimeter] bis 100 cm, besonders bevorzugt von 50 cm bis 90 cm.A flame produced according to the invention preferably has a length of 40 cm [centimeters] to 100 cm, particularly preferably 50 cm to 90 cm.
Bevorzugt wird der Brenner mit einer Heizleistung von 100 kW [Kilowatt] bis 200 kW, bevorzugt von 130 kW bis 170 kW betrieben.Preferably, the burner is operated with a heating power of 100 kW [kilowatt] to 200 kW, preferably from 130 kW to 170 kW.
Um nach dem Abschalten des Brenners eine schnelle Kühlung der Brennstoffzuführung zu ermöglichen, wird dem Brenner bevorzugt Kühlluft zugeführt werden.In order to enable a quick cooling of the fuel supply after switching off the burner, preferably cooling air is supplied to the burner.
Die für die erfindungsgemäße Vorrichtung offenbarten Details und Vorteile lassen sich auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen und anwenden und umgekehrt.The details and advantages disclosed for the device according to the invention can be transferred and applied to the method according to the invention and vice versa.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen schematisch:The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to FIGS. The figures show particularly preferred embodiments, to which the invention is not limited. In particular, it should be noted that the figures and in particular the illustrated proportions are only schematic. They show schematically:
Im Betrieb wird ein Brennstoff durch die Brennstoffzuführung
Die Bohrungen
Mit dem erfindungsgemäßen Brenner
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Brennerburner
- 22
- Flammeflame
- 33
- Brennstoffzuführungfuel supply
- 44
- Auslassseiteoutlet
- 55
- OxidationsmittelzuführungOxidant supply
- 66
- Auslassöffnungoutlet
- 77
- Düsenabschnittnozzle section
- 8.18.1
- erste Austrittsöffnungfirst exit opening
- 8.28.2
- zweite Austrittsöffnungsecond exit opening
- 9.19.1
- erste Austrittsebenefirst exit level
- 9.29.2
- zweite Austrittsebenesecond exit level
- 1010
- erster Winkelfirst angle
- 1111
- Bohrungsöffnungbore opening
- 1212
- Bohrungdrilling
- 1313
- Bohrungsachsebore axis
- 1414
- zweiter Winkelsecond angle
- 1515
- Querschnittcross-section
- 1616
- erste Richtungfirst direction
- 1717
- zweite Richtungsecond direction
- 1818
- dritter Winkelthird angle
- 1919
- Emaille-OfenEnamel oven
- 2020
- DurchflussöffnungFlow opening
- 2121
- Wandwall
- 2222
- erste Längefirst length
- 2323
- zweite Längesecond length
- 2424
- Außenflächeouter surface
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