DE1054038B

DE1054038B - Burners with premixing of combustible gas with combustion air

Info

Publication number: DE1054038B
Application number: DEN5585A
Authority: DE
Inventors: Rene Huneau
Original assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Current assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date: 1951-05-30
Filing date: 1952-05-28
Publication date: 1959-04-02

Description

Brenner mit Vormischung von brennbarem Gas mit Verbrennungsluft Die Erfindung betrifft einen Brenner mit Vormischung von brennbarem Gas mit Verbrennungsluft, bei dem der Brennerkopf mindestens zwei parallel und mit geringem Abstand voneinander angeordnete Reihen von Gasluftgemisch-Austrittskanälen mit schlitzförmigem Querschnitt aufweist, die derart gerichtet sind, daß sie gegenüber einer durch die schlitzförmigen Austrittsöffnungen jeder Reihe gelegten Mittellinie geneigt sind und die Neigungsrichtung der einen Reihe gegenüber der benachbarten Reihe entgegengesetzt verläuft.Burners with premixing of combustible gas with combustion air The The invention relates to a burner with premixing of combustible gas with combustion air, in which the burner head is at least two parallel and with a small distance from each other arranged rows of gas-air mixture outlet channels with a slit-shaped cross-section has, which are directed so that they opposite one through the slot-shaped Outlets of each row laid center line are inclined and the direction of inclination which runs opposite one row to the adjacent row.

Bei Brennern dieser Art, denen ein brennbares Gemisch bestimmter Zusammensetzung und Temperatur zugeführt wird und die unter Betriebsverhältnissen arbeiten, bei denen sich die Temperatur des Brennerkopfes und die Zuführung der Sekundärluft zu den Flammen von selbst einstellt, ist es bekannt, da.ß es eine Grenz-Strömungsgeschwindigkeit, die auch als Abblasegeschwindigkeit bezeichnet wird, für die Strömung durch die Öffnungen des Brenn.erkopfes gibt. Wenn die Strömungsgesah-,vind.igkeit den erwähnten Grenzwert überschreitet, wird die Flamme abgeblasen, d. h., sie hebt sich vom Brenner ab und erlischt. Um die Leistung des Brenners zu erhöhen, ist es daher erforderlich, die Abmessungen des Brennerkopfes zu vergrößern. Wenn die Abblasegeschwindigkeit niedrig ist, wie es bei brennbaren Gemischen, die gesättigte Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Methan, Propan und Butan, enthalten, der Fall ist, ist der Brennerkopf häufig zu groß, und die Wärmekonzentration ist für bestimmte Verwendungszwecke zu gering.With burners of this type, which use a combustible mixture of a certain composition and temperature is supplied and which operate under operating conditions which are related to the temperature of the burner head and the supply of secondary air stops the flames by itself, it is known that there is a limit flow velocity, which is also referred to as the blow-off speed, for the flow through the There are openings in the burner head. If the flow, vind.igkeit the mentioned Exceeds the limit value, the flame is blown off, i. i.e., it rises from the burner off and goes out. In order to increase the performance of the burner, it is therefore necessary to to enlarge the dimensions of the burner head. When the blow-off speed is low, as is the case with combustible mixtures containing saturated hydrocarbons, for example methane, propane and butane, the case is the burner head often too large, and the heat concentration is too high for certain purposes small amount.

Das Ziel der Erfindung ist die Stabilisierung der Flamme bei Brennern obengenannter Art, so da.ß auch Ausströmungsgeschwindigkeiten des brennbaren Gasluftgemisches, die oberhalb der Abblasegeschwin.digkeit liegen, zulässig sind.The aim of the invention is to stabilize the flame in burners of the type mentioned above, so that the outflow velocities of the combustible gas-air mixture which are above the blow-off speed are permissible.

Dies wird erfindungsgemäß bei einem Gasbrenner der vorliegenden Art dadurch erreicht, daß die Austrittskanäle durch eine oder mehrere mit geneigten Stegen versehene Schienen gebildet werden, die von der Brennerkopfwand umgeben sind, und zwischen denen sich bei mehr als zwei beidseitig mit geneigten Stegen versehenen Schienen eine steglose Schiene befindet.According to the invention, this is done in a gas burner of the present type achieved in that the outlet channels by one or more with inclined Rails provided with webs are formed, which are surrounded by the burner head wall, and between which, if there are more than two, are provided with inclined webs on both sides Rails a seamless rail is located.

Bei der Konstruktion solcher Brenner muß man bei Verwendung eines gegebenen Brennstoffes für eine bestimmte Leistung unter anderem den Durchga,ngsquerschnibt der Ausströmungskanäle, den gegenseitigen Abstand der Kanäle in einer Reihe und die Neigung der Kanäle gegeneinander berücksichtigen. Bei einem Brenner gemäß der Erfindung können diese Größen bei einer gegebenen Breite der Schienen unabhängig voneinander gewählt werden im Gegensatz zu einem Brenner der vorliegenden Art, bei dem die schrägen Kanäle durch wendelförmiges Umwickeln einer Flachschiene mit Draht einer bestimmten Stärke gebildet werden. Ein weiterer Nachteil, der sich in der Praxis bei solchen Drahtschlitzen gezeigt hat, ist der, daß der Draht, der ja über die Oberfläche der Schiene hinausragt und hohen Flammentemperaturen ausgesetzt ist, dazu neigt, zu verbrennen. Eine Ausführung mit Rippen ist deshalb, insbesondere im Falle stark beanspruchter Brenner, entschieden vorzuziehen.When designing such burners, one must use one given fuel for a certain power among other things the passage cross-section of the outflow channels, the mutual spacing of the channels in a row and take into account the inclination of the channels in relation to each other. With a burner according to Invention these sizes can be used independently for a given width of the rails be chosen from each other in contrast to a burner of the present type which the inclined channels by helically wrapping a flat bar with wire of a certain strength. Another disadvantage that is in the Practice with such wire slots has shown is that the wire that is over the surface of the rail protrudes and is exposed to high flame temperatures, tends to burn. A version with ribs is therefore, in particular in the case of heavily used burners, decidedly preferable.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using several exemplary embodiments.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Öffnungen 1, 1' des Brennerkopfes 2 eine rechteckige Form aufweisen. Die Öffnungen sind in zwei parallelen Reihen angeordnet, wobei die Achsen der Öffnungen jeder Reihe (beispielsweise 1) in einer Ebene liegen, die parallel zu der Ebene liegt, welche die Achsen der Öffnungen der anderen Reihe (beispielsweise 1') enthält. Die Achsen der Öffnungen der gleichen Reihe sind parallel, während die Richtungen der Achsen der Öffnungen der beiden benachbarten Reihen zueinander unter einem Winkel angeordnet sind. Das brennbare Gemisch, das bei 3 zugeführt wird, strömt mit hoher Geschwindigkeit durch, diese Öffnungen. Die durchschnittliche Ausströmgesch-,vin.digkeit der Gase ist für jede Öffnung die gleich. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, werden unmittelbar am Austritt, und zwar zwischen zwei benachbarten Öffnungen 1, 1', die in getrennten Reihen liegen, Wirbel 4 gebildet, die dadurch, daß sie auf hoher Temperatur befindliche Verbrennungsgase zur Basis der Flammen zurückführen, eine Stabilität der Flammen bei Strömungsgeschwindigkeiten des brennbaren Gemisches herbeiführen, die erheblich höher liegen als diejenige Strömungsgeschwindigkeit, die der Abblasgrenze des Gemisches entspricht und sich bei einem Brenner ergibt, der nur eine einzige Reihe von Öffnungen oder eine Anzahl von Reihen von Öffnungen mit parallelen Achsen aufweist.Fig. 1 shows an embodiment in which the openings 1, 1 ' of the burner head 2 have a rectangular shape. The openings are in two arranged in parallel rows, with the axes of the openings of each row (e.g. 1) lie in a plane parallel to the plane containing the axes of the Contains openings of the other row (e.g. 1 '). The axes of the openings of the same series are parallel while the directions of the axes of the openings of the two adjacent rows are arranged at an angle to one another. That combustible mixture, which is fed at 3, flows at high speed through, these openings. The average outflow velocity of the gases is the same for every opening. As can be seen from Fig. 2, are immediately on Exit, between two adjacent openings 1, 1 ', which are in separate Rows are formed, vortices 4, which are due to the fact that they are at high temperature Return combustion gases to the base of the flames, a stability of the flames at flow velocities of the combustible mixture bring about that considerably higher than the flow velocity that is the blow-off limit of the mixture and results from a burner that has only a single row of openings or has a number of rows of openings with parallel axes.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist die rechteckige Fortn der Öffnungen nur als Beispiel gewählt. Das gleiche Ergebnis kann jedoch auch mittels zahlreicher anderer Formen von Öffnungen erreicht werden. Entscheidend ist die richtige Wahl des iZ'inkels und der Abstände zwischen den Öffnungen.In the device shown in Fig. 1, the rectangular Fortn of the openings are only chosen as an example. However, the same result can also be achieved using numerous other shapes of openings can be achieved. The right one is decisive Choice of the angle and the distances between the openings.

Die erfindungsgemäßen Brenner können unter Verwendung der bei der Herstellung von Brennern allgemein üblichen Werkstoffe und Verfahren hergestellt werden. Die Öffnungen. können bereits in der Gießform oder bei einer sonstigen sparlosen Formgebung vorgesehen oder durch Bohren, Fräsen, Stanzen od. dgl. nachträglich in das Formstück eingearbeitet werden.The burners according to the invention can be made using the Manufacture of burners commonly used materials and processes will. The openings. can already be in the mold or with some other savings Shaping provided or by drilling, milling, punching or the like. Subsequently in the fitting can be incorporated.

Mehrere Schrägstegschienen der vorliegenden Art können nebeneinander angeordnet werden. Fig. 3 stellt einen Brenner dar, der sechs Reiher von Flammenaustritten aufweist, die durch drei Schienen 5 entsprechend Fig. 1, die durch zwei flache Schienen 6 voneinander getrennt werden; gebildet werden.Several inclined web rails of the present type can be side by side to be ordered. Fig. 3 shows a burner having six rows of flame outlets has, by three rails 5 according to FIG. 1, by two flat rails 6 are separated from each other; are formed.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der Schienen 7 verwendet werden, die nur auf einer Seite geneigte Stege 8 tragen.Fig. 4 shows a further embodiment in which rails 7 are used that only carry inclined webs 8 on one side.

Die Fig. 5 und 6 stellen ringförmige Brenner dar, deren Flammen entweder in einer Ebene liegen (Fig. 5) oder einen Kegel bilden (Fig. 6).5 and 6 illustrate annular burners whose flames are either lie in one plane (Fig. 5) or form a cone (Fig. 6).

Bei sämtlichen bis jetzt beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Austrittsöffnungen für das Gasluftgemisch so angeordnet, da,B an der Basis jeder Flamme die die Flamme stabilisierenden Wirbel erzeugt werden. Es ist naturgemäß auch möglich, die Selbststabilisierung der Flammen auf nur einen Teil der Gesamtzahl der Öffnungen zu beschränken, wobei die selbststabilisierten Flammen die übrigen Flammen, die am Austritt der Öffnungen entzündet werden, mitstabilisieren.In all of the exemplary embodiments described up to now the outlet openings for the gas-air mixture are arranged so that, B at the base of each Flame the vortices stabilizing the flame are generated. It is natural also possible the self-stabilization of the flames to only part of the total number of the openings, with the self-stabilizing flames the rest Also stabilize flames that are ignited at the exit of the openings.

Fig. 7 zeigt einen Brennerkopf, der zwei doppelte Reihen von Öffnungen 9, 10 für selbststabilisierte Flammen aufweist, wobei diese Öffnungen zu beiden Seiten einer Flamme angeordnet sind, die sich am Austritt einer aus einem einfachen Schlitz 11 bestehenden Öffnung bildet.Figure 7 shows a burner head having two double rows of orifices 9, 10 for self-stabilized flames, these openings to both Sides of a flame are arranged at the exit of a simple Forms slot 11 existing opening.

Fig. 8 stellt einen zylindrischen Brenner 12 dar, bei dem die sich am Austritt einer Öffnung 13 großen Durchmessers bildende zentrale Flamme durch einen Gürtel aus selbststabilisierten Flammen stabilisiert wird.Fig. 8 shows a cylindrical burner 12, in which the at the exit of an opening 13 of large diameter forming central flame a belt of self-stabilizing flames is stabilized.

Fig.9 zeigt einen zylindrischen Brennerkopf 12, der durch eine doppelte Reihe selbststabilisierter Flammen in zwei Hälften geteilt wird., wobei die zu beiden Seiten liegenden Flammen. stabilisiert werden.Fig.9 shows a cylindrical burner head 12, by a double Series of self-stabilizing flames is divided in half., The one to both Flames lying on the sides. be stabilized.

Die im vorstehenden beschriebenen Brenner stellen nur einige wenige Beispiele für die Stabilisierungsmöglichkeiten dar, die die Anwendung der Erfindung für entweder sämtliche oder nur einen Teil der Flammen eines Brenners sowie in Verbindung mit allen Arten von Brennerköpfen mit blauer Flamme bietet.The burners described above represent only a few Examples of the stabilization possibilities that the application of the invention for either all or only part of the flames of a burner as well as in connection with all types of blue flame burner heads.

Claims

Claim: burner with premixing of combustible gas with combustion air, in which the burner head has at least two parallel and closely spaced rows of gas-air mixture outlet channels with slit-shaped cross-section, which are directed in such a way that they are placed opposite one through the slit-shaped outlet openings of each row The center line is inclined and the direction of inclination of one row is opposite to the adjacent row, characterized in that the outlet channels are formed by one or more rails provided with inclined webs, which are surrounded by the burner head wall and between which there are more than two on both sides with inclined webs provided rails is a seamless rail. Documents considered: German Patent No. 450 535; British Patent Nos. 163 517, 607 419: U.S. Patent Nos. 1910 020, 2 235 635.