DE1501970A1

DE1501970A1 - Burner for oven

Info

Publication number: DE1501970A1
Application number: DE19651501970
Authority: DE
Inventors: Mc Fadden Charles Augustine; Remmey George Bickley
Original assignee: Bickley Furnaces Inc
Current assignee: Bickley Furnaces Inc
Priority date: 1964-03-17
Filing date: 1965-03-17
Publication date: 1969-06-26
Also published as: US3247884A

Description

Beschreibung zur Patentanmeldung derDescription of the patent application of

Firma BXCKLEY FURNACES INC., Torresdale Manor, Bensalera Township» Pennsylvania, VOSt.A.Company BXCKLEY FURNACES INC., Torresdale Manor, Bensalera Township »Pennsylvania, VOSt.A.

betreffend:
"Brenner für öfen" Priorität : 17» März 1964 - V.St.A.concerning:
"Burners for stoves" Priority: 17 »March 1964 - V.St.A.

Die Erfindung bezieht sich auf Brenner für öfen, insbesondere auf mit Kraftstoff betriebene Brenner für Hochtemperaturöfen*The invention relates to burners for ovens, in particular on fuel-operated burners for high-temperature furnaces *

Aufgabe der Erfindung ist es, die Plaramenteraperatur bei Brennern der oben genannten Art zu erhöhen. Durch eine derartige Erhöhung werden einige wesentliche Vorteile beim Betrieb von öfen erzielt, nämlioh höhere HeIztemperatüren, eine vergröSerte Geschwindigkeit beim Aufheizen des Ofens und eine verbesserte Kraftstoffausbeute.The object of the invention is to improve the plasma temperature Increase burners of the type mentioned above. Such an increase provides some significant operational benefits achieved by furnaces, namely higher heating temperatures, an enlarged one Speed of heating the furnace and an improved fuel yield.

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Es sei erwähnt, daß die endgültige, praktische Flammentemperatur eines Brenners immer einige hundert Grad kleiner ist als der berechnete theoretische Wert der Flammentemperatur_β Dies ist erklärbar durch die Dissoziation von Reaktionsprodukten (vornehmlich Kohlendioxyd und Wasserdampf), durch die Zerstrahlung von Wärmeenergie aus der Masse der Flamme selbst und aufgrund des Urostandes, daß die Verbrennungsreaktion niedriger als der theoretisch berechnete Wert ist. Da ein Verbrennungsprozeß eine gewisse Zeit benötigt und tatsächlich nicht augenblicklich vor eich geht, sind die tatsächlichen Flammentemperaturen niedriger als die theoretischen Werte. Beispielswelse beträgt der theoretisch errechnete Wert der Flarataentemperatur für eine Standardmischung von Hafcurgas und Luft 2000⁰C (3700°*·) · ^ach Berücksichtigung der Dissozation beträgt die Flammentemperatur etwa 3570⁰F. Praktisch IiHgt die maximal erreichbare Plamnenterr.peretur unter idealen Bedingungen bei etwa ;5j5QO bis 34OO°F.It should be mentioned that the final, practical flame temperature of a burner is always a few hundred degrees lower than the calculated theoretical value of the flame temperature _β Flame itself and due to the uranium level that the combustion reaction is lower than the theoretically calculated value. Since a combustion process takes a certain amount of time and is actually not instantaneous, the actual flame temperatures are lower than the theoretical values. Example catfish is the theoretically calculated value of the Flarataentemperatur for a standard mixture of Hafcurgas and air 2000 ⁰ C (3700 ° * ·) · ^ alas consideration of dissociation is the flame temperature about 3570 ⁰ F. Practically IiHgt the maximum achievable Plamnenterr.peretur under ideal conditions at approximately; 5j5QO to 3400 ° F.

Es sind verschiedene Technikon zua Erhöhen der Flammentemperatur begannt. Diese Techniken umfassen z.B. ein sorgfältiges Mischen des Brenngas- und Luftgemisches, eine Sauerstoffanreicherung der Luft, ein elektrisches Verstärken der Flammenenergie und das Vorheizen von Verbrennungsluft und/oder Gas sowie andere Techniken ο Die Erhitzung der Verbrennungsluft bietet Insgesamt die wirtschaftlichste Methode zum Erhöhen der Flamrnentemperatur,There are various techniques for increasing the flame temperature. These techniques include, for example, careful mixing of the fuel gas and air mixture, oxygen enrichment of the air, electrical amplification of the flame energy and the preheating of combustion air and / or gas as well as other techniques ο The heating of the combustion air offers the most economical way to increase the flame temperature overall,

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da die Verbrennungsluft ohne Aufwendung zusätzlicher Energie mittels eines Gasvorwärmers erhitzt werden kann, der den Abgasen des Ofens Hitze entzieht und diese auf den Verbrennungsluftstrom überträgt.because the combustion air without the use of additional energy can be heated by means of a gas preheater, which extracts heat from the furnace exhaust gases and transfers it to the combustion air flow transmits.

Obwohl ein sorgfältiges und Inniges Vermischen des Brenngases und der Verbrennungsluft die Flammentemperatur erhöht, können das Brenngas und die vorerhitzte Luft nicht bei Temperaturen oberhalb etwa 20O⁰C (300 bis 400°P) vorgemischt werden, da dann die Gefahr einer VorzUndung oder eines Rückschlages der Flamme In das Rohrsystem besteht.Although careful and thorough mixing of the fuel gas and the combustion air increases the flame temperature, the fuel gas and the preheated air cannot be premixed at temperatures above about 20O ⁰ C (300 to 400 ° P), since then there is a risk of pre-ignition or kickback There is a flame in the pipe system.

Der Brenner nach der Erfindung soll sich zwar besonders eignen für die Verwendung mit vorerhitzter Verbrennungsluft bei Temperaturen bis etwa 1200⁰C (2000⁰F), sich Jedoch auch allgemeiner anwenden lassen.The burner according to the invention is intended Although particularly suitable for use with preheated combustion air at temperatures up to about 1200 ⁰ C (2000 ⁰ F), located However, general can be applied.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe geht die Erfindung aus von einem In eine Ofenwand einzusetzenden Brennerblock, In welchem eine Brennkammer ausgebildet 1st, einer am Ofen anzusetzenden Brennerdüse, die ein LuftzufUhrungsrohr sowie ein OaszufUhrungsrohr umfaßt, wobei von letzteren ein Teil Innerhalb des LuftzufUhrungsrohres angeordnet 1st, sich längs dessen Mittelachse eretreokt und eine Anzahl Oasauslaflöffnun« gen aufweist, die In wesentlichen senkrecht zur Achse des Luftzuführungsrohres verlaufen, wobei In das LuftzufUhrungs-The invention is based on solving the problem posed of a burner block to be inserted in a furnace wall, In which a combustion chamber is formed, one to be attached to the furnace Burner nozzle, which has an air supply tube as well a gas supply pipe, a portion of the latter Is arranged within the air supply pipe, lengthways whose central axis eretreokt and a number of oasauslaflöffnun " gene, which is substantially perpendicular to the axis of the Run the air supply pipe, whereby in the air supply

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rohr Druckluft so eingeleitet wird, daß sie an der Außenseite des QaszufUhrungsrohres entlang streicht« und wobei das OaszufUhrungsrohr mit Brenngas unter Druck gespeist wird, welches durch die Gasauslaßöffnungen austritt, im wesentlichen senkrecht auf die entlang streichende Druckluftströmung auftrifft und hierdurch eine innige Mischung von Luft und Gas innerhalb einer Mischkammer des Brenners eintritt, wobei diese Mischkammer mit der Brennkammer über eine Mündung in Verbindung steht, die den Querschnitt der aus der Mischkammer eintretenden Gas-Luftgemisch-Strömung mittels eines DurchlaQabschnittes verringert, von dem ein Teil In Strömungsrichtung des Gas-Luftgemisches konvergiert, und kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß die Mündung der Mischkammer eine Stange enthält., die sich quer Über den genannten Durchlaßabschnitt der Mündung erstreckt und die derart in Richtung der Gas-Luftgemlsch-Ströraung länglich ausgebildet 1st, daß der Durchlaßabschnitt der Mündung weiterhin verringert wird, daß ferner die Mischkammer sich unmittelbar neben der Anstrtiraseite der genannten Mündung befindet und daß die Gasauslaßöffnungen innerhalb der genannten Mischkammer und dicht, bei dem genannten verringerten Durchlaßabschnitt der Mündung .vorgesehen sind»pipe compressed air is introduced so that it is on the outside along the gas supply pipe «and where the OaszufUhrungsrohr fed with fuel gas under pressure which exits through the gas outlet openings, im essentially perpendicular to the compressed air flow sweeping along and thereby an intimate mixture of air and gas enters inside a mixing chamber of the burner, this mixing chamber with the combustion chamber via an orifice is in connection, which is the cross section of the gas-air mixture flow entering from the mixing chamber reduced by means of a passage section, of which one Part converges in the direction of flow of the gas-air mixture, and is characterized essentially in that the mouth of the mixing chamber contains a rod. Which extends across the said passage section of the mouth extends and which is elongated in this way in the direction of the gas-air mixture flow Is designed that the passage portion of the mouth is further reduced, that also the mixing chamber is located immediately next to the start side of said mouth and that the gas outlet openings within said Mixing chamber and tight, at the mentioned reduced passage section of the mouth.

Weitere Erfindungsmerkmale kennzeichnen sich dadurch, daß einmal die genannte Stange ein zugespitztes Anströmende aufweist, das sich in Richtung des Gas-Luftgemlsch-Stromes verbreitert,Further features of the invention are characterized in that, on the one hand, the said rod has a tapered approaching end, which widens in the direction of the gas-air mixture flow,

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wobei das Abströmende der Stange sich quer zur Richtung dee Gas-Luftgemisch-Stromes erstreckt, ferner durch eine weitere Stange flir das Aufhalten der Flamme» die sich ebenfalls quer über den verringerten Durchlaßabschnitt der Mündung erstreokt« ein zugespitztes Anströmende aufweist und sich in Richtung der Strömung durch die Mündung verbreitert.wherein the downstream end of the rod extends transversely to the direction dee Gas-air mixture stream extends, further through another Rod for stopping the flame »which also extends across Over the reduced passage section of the mouth extends "has a tapered inflow end and extends in the direction of broadened the flow through the estuary.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist vorgesehen, das die OasauslaQöffnungen einen Winkelverlauf mit Bezug auf die Radien des OaszufUhrungsrohres einnehmen und am Umfang dieses Rohres herum mit Abstand voneinander verteilt sind, bzw. daß der Luftdurchlaß zwischen der Außenseite des OaszufUhrungsrohres und der Innenwandung des LuftzufUhrungsrohres ringförmig ausgebildet 1st, daß ferner dieser Ringdurchlaß, die Mischkammer, die Mündung und die Brennkammer zueinander axial ausgerichtet sind, und daß die Mündung einen konischen Wandungsteil aufweist, der in Strömungsrichtung konvergiert und mit einem zylindrischen Wandungeteil in Verbindung steht, dessen Innendurohmessser annähernd gleich dem Innendurchmesser des LuftzufUhrungsrohres ist, wobei das geschlossene Abströmende des OaszufUhrungsrohres einen Flächenteil bildet, der sich quer zur Strömungsrlohtung erstreckt, so daß hierdurch eine Unterdruckzone für die Strömung geschaffen ist. According to further features of the invention it is provided that the OasauslaQöffnungen an angular course with respect to the Take the radii of the OaszufUhrungsrohres and around this Pipe are distributed around at a distance from each other, or that the air passage between the outside of the OaszufUhrungsrohres and the inner wall of the air supply pipe is annular Is designed that this annular passage, the mixing chamber, the mouth and the combustion chamber to each other are axially aligned, and that the mouth has a conical wall part which converges in the direction of flow and is connected to a cylindrical wall part, the inner diameter of which is approximately equal to the inner diameter of the air supply pipe, the closed outflow end of the air supply pipe forming a flat part, which extends transversely to the flow direction, so that this creates a negative pressure zone for the flow.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematIsoher Zeichnungen für ein Ausfuhrungsbeispiel beschrieben.The invention is explained below with reference to schematic drawings described for an exemplary embodiment.

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In the drawings shows

Flg. 1 einen Querschnitt eines Brenners nach der Erfindung» der In die Wand eines Ofens eingesetzt i3t, undFlg. 1 shows a cross section of a burner according to the invention » which is inserted into the wall of a furnace i3t, and

Flg. 2 einen Schnitt des Brenners gemäß Flg. 1 nach der Linie 2-2.Flg. 2 shows a section of the burner according to FIG. 1 after the Line 2-2.

Obwohl die Erfindung In folgenden Im wesentlichen anhand von Qas-Luftbrennern erläutert 1st« läßt sie sich auch auf ölbrenner anwenden. Ölbrenner wUrden Einrichtungen zum Zerstäuben des Öls vor dessen Vermischen mit der Verbrennungsluft erfordern. Die folgende Beschreibung betrifft einen Gas-Luftbrenner zur Verwendung bei einem Ofen, In dem eine Anzahl Brenner In den vertikalen Wänden des Ofens vorgesehen sind« die Ihre Helzgasströrae In der Welse gerichtet haben, das die zu erhitzenden Gegenstände umhUllt werden.Although the invention in the following essentially based on Qas air burners explained “it can also be used with oil burners use. Oil burners would provide means for atomizing the oil before mixing it with the combustion air require. The following description relates to a gas-air burner for use in a furnace in which a Number of burners In the vertical walls of the furnace are provided «which have directed your Helzgasströmrae in the catfish, that the objects to be heated are enveloped.

Der In Figur 1 dargestellte Brenner IO 1st In der vertikalen Wand 12 eines Ofens angebracht. Die Ofenwand 12 1st mit geeigneten Schichten feuerfester Steine nach an sich bekannten Techniken des Ofenbaus ausgekleidet. Die vertikale Wand 12 weist einen rechteckigen Stein 14 aus feuerfestem Material auf, der in einer rechteckigen Öffnung 16 in der inneren Schicht der feuerfesten Steine in der Wand 12 angeordnet ist. Der Stein 14 weist eine Ausnehmung 18 im äußeren Ende auf, welche die stromabwärts liegende Seite des Brennerblocks 20The burner IO shown in FIG. 1 is vertical Wall 12 of a furnace attached. The furnace wall 12 is with suitable Layers of refractory bricks lined according to known furnace construction techniques. The vertical wall 12 has a rectangular brick 14 made of refractory material in a rectangular opening 16 in the inner Layer of refractory bricks in the wall 12 is arranged. The stone 14 has a recess 18 in the outer end, which is the downstream side of the burner block 20

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aufnimmt, der sich In den Außenraum des Ofens erstreckt und eine Brennkammer 21 begrenzt. Der Stein 14 1st mit einem Hohlraum 22 in einem mittleren Bereich desselben versehen sowie am stromabwärts liegenden Ende mit einer Bohrung 24. Der Hohlraum 22 bildet eine Verbindung zwischen der Ausnehmung 18 und der Bohrung 24. In dem zentralen Hohlraum 22 1st ein zylindrischer Diffusor 26 vorgesehen, der die Innenwand des Hohlraumes zwischen der Kammer 21 und der Bohrung begrenzt. Die innere Viand des Dlffusors 26, die Brennkammer 21 und die Bohrung 24 liegen in Fluchtung. Der Diffusor 26 weist einen radial sich erstreckenden Flansch 28 auf, der den Diffusor innerhalb des Hohlraumes 22 so festlegt, daß die Außenwand des Diffusors von der Wandung des Hohlraumes einen Abstand hat, so daß zwischen beiden Teilen eine Ringkaromer 50 gebildet 1st. Der Diffusor 26 weist eine Anzahl radialer öffnungen 52 auf, die sich durch diesen hindurch erstrecken und in Umfangs- sowie Längsrichtung voneinander im Abstand angeordnet sind. Die öffnungen 52 dienen zum Bemessen der Luftmenge, die sich von der Kammer 50 durch den Diffusor 26 in die Verbrennungsprodukte ergießt, welche von dem Brenner ausgehen, wie weiter unten noch beschrieben ist. Der Diffusor 26 1st aus einem Material hergestellt, welches extremen thermischen Schooks und Beanspruchungen widerstehen kann.receives, which extends into the outer space of the furnace and a combustion chamber 21 delimits. The stone 14 1st with one The cavity 22 is provided in a central region thereof and with a bore 24 at the downstream end. The cavity 22 forms a connection between the recess 18 and the bore 24. In the central cavity 22 If a cylindrical diffuser 26 is provided, the inner wall of the cavity between the chamber 21 and the bore limited. The inner viand of the diffuser 26, the combustion chamber 21 and the bore 24 are in alignment. The diffuser 26 has a radially extending flange 28, the defines the diffuser within the cavity 22 so that the outer wall of the diffuser is separated from the wall of the cavity has a distance so that a ring caromer between the two parts 50 formed 1st. The diffuser 26 has a number of radial openings 52 which extend through it and in the circumferential and longitudinal directions from each other in Are arranged spaced. The openings 52 are used for dimensioning the amount of air that pours from the chamber 50 through the diffuser 26 into the products of combustion, which from the burner runs out as described below. The diffuser 26 is made of a material which withstand extreme thermal shock and stress can.

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In die Wand des Ofens ist eine keramische Leitung 4 eingesetzt» die sich von dem Kupplungsteil 36 zu dem Durchtritt 38 des Steins 14 erstreckt, wobei dieser Durchtritt mit der Ringkammer 30 in Verbindung steht. Wie in einer anderen Patentanmeldung des Anmelders bereits beschrieben ist« 1st das Kupplungsteil 36 mit einer Luftzufuhr für den Ofen verbunden. A ceramic line 4 is inserted into the wall of the furnace » which extends from the coupling part 36 to the passage 38 of the stone 14, this passage with the Annular chamber 30 is in communication. As in another The applicant's patent application has already been described, if the coupling part 36 is connected to an air supply for the furnace.

Demgemäß bilden die keramische Leitung 3^ und der Durchtritt 38 einen Strömungsweg für die Luftströmung von der Luftzufuhr zu der Ringkammer 30 zwecks Diffusion mit den Verbrennungsprodukten des Brenners innerhalb des Diffusor* 26.Accordingly, form the ceramic pipe 3 ^ and the passage 38 a flow path for the air flow from the air supply to the annular chamber 30 for diffusion with the combustion products of the burner inside the diffuser * 26.

Der Brenner nach der Erfindung ist zwar in Verbindung mit einem Rlngdiffusor und einer Luftzufuhr zu dem Diffusor beschrieben« es sei jedoch erwähnt« daß der Brenner naoh der Erfindung auch an sich mit oder ohne einem Luftdiffusionssystem verwendet werden kann.The burner according to the invention is in connection with a ring diffuser and an air supply to the diffuser described " It should be mentioned, however, that the burner according to the invention also per se with or without an air diffusion system can be used.

Der Brennerblock 20 1st mit einem Ende in die Ausnehmung 16 eingesetzt und von einem Teil 40 (ramming mix) und einer Isolation 42 umgeben. Mit der äußeren Auskleidung 46 des Ofens 1st eine rechteckige Brennerhalteklammer 44 verbunden« die eine Frontplatte 48 umfaßt.One end of the burner block 20 extends into the recess 16 used and of a part 40 (ramming mix) and a Isolation 42 surrounded. With the outer liner 46 of the Attached to the furnace is a rectangular torch retainer bracket 44 which includes a faceplate 48.

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Der Brennerblock 20 weist eine ringförmige Ausnehmung 50 an dem stromaufwärts gerichteten Ende auf. Xn der Ausnehmung und in der Nähe der Kammer 21 ist ein Zentrierrtng 52 aus einem hochtemperaturbeständigen, feuerfesten Material befestigt. In der Ausnehmung 50 in der Nähe des Zentrierringes 52 und in Strömungsrichtung vor diesem 1st ein Rohr 54 aus temperaturbeständigem keramischen Material angeordnet. Der Zentrierring 52 weist ein Paar Stangen 56 auf« die sich parallel quer durch diesen erstrecken. Diese Stangen 56 selen aus den noch unten angeführten Gründen Flammenhalter genannt. Die Stangen sind aus einem hochtemperaturbeständigen· feuerfesten Material hergestellt.The burner block 20 has an annular recess 50 at the upstream end. Xn the recess and in the vicinity of the chamber 21 a centering ring 52 is made attached to a high-temperature-resistant, fireproof material. In the recess 50 near the centering ring 52 and a pipe 54 extends upstream of this in the direction of flow temperature-resistant ceramic material arranged. The centering ring 52 has a pair of rods 56 which extend extend parallel across this. These rods 56 selenium is called flame holder for the reasons given below. The rods are made of a high temperature resistant made of refractory material.

Durch eine öffnung in der Frontplatte 48 erstreckt sich eine Brennerdüse, die mit de« in Strömungsrichtung vorne liegenden Ende des Rohres 54 In Verbindung steht. Die Brennerdüse umfaßt ein Luftführungsrohr 60, ein Oasführungsrohr 62 und ein kappenförraiges Montageteil 64. Letzteres 1st auf das Ende des Rohres 60 aufgesetzt und soll das in Strömungsrichtung vorne liegende Ende des Rohres 54 halten, wie in der Zeichnung dargestellt 1st. Durch diese Anordnung let das stromabwärts liegende Ende des Luftführungsröhres 60 so gehalten, dad es sich bis in das Rohr 54 erstreckt. Am äußeren Ende des LuftfUhrungsrohres 60, und zwar in dem Bereich, wo dieses sich durch die Frontplatte 48 erstreckt, ist ein Dehnungsstück 66 vorgesehen. Im zusammengebauten ZustandOne extends through an opening in the front plate 48 Burner nozzle, the one at the front in the direction of flow End of the tube 54 is in communication. The burner nozzle includes an air guide tube 60, an air guide tube 62 and a cap-shaped mounting part 64. The latter is on the end of the tube 60 and is intended to hold the end of the tube 54 which is at the front in the direction of flow, as in FIG Drawing shown 1st. With this arrangement, the downstream end of the air duct 60 is held so that because it extends into the tube 54. On the outside End of the LuftfUhrungsrohres 60, in the area where this extends through the front plate 48, an expansion piece 66 is provided. In the assembled state

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1st der platt enfönnige Bereich 67 des Dehnungsstückes 66 mit der Vorderplatte 98 verschwelfit und der zylindrische Rohrbereich 69 des DehnungsstUckes 1st mit dem äußeren des LuftfUhrungsrohres 60 verbunden« so daß es die Brennerdüse an der Verbindungsstelle mit dem Ofen umschließt. Das Dehnungsstück 1st aus dünnem, wärmebeständigem Stahl hergestellt und flexibel« so daß das Luftführungsrohr 60 sich bei Wärmedehnungen bewegen kann.Is the flat area 67 of the expansion piece 66 with the front plate 98 blends in and the cylindrical tube area 69 of the expansion piece is connected to the outer of the air guide tube 60 connected «so that it encloses the burner nozzle at the connection point with the furnace. The expansion piece Is made of thin, heat-resistant steel and is flexible "so that the air duct 60 is at Can move thermal expansions.

Das Qasführungsrohr 62 weist einen mit Gewinde versehenen Abschnitt auf« welcher einen Fitting zum Verbinden mit einer Oasquelle aufnehmen kann» ferner einen mittleren Bereich« der sich In das Luftführungsrohr in einem Winkel zu dessen Längsachse erstreckt sowie einen Endbereich, der sich in Längsrichtung des LuftfUhrungsrohres 60 an dessen In Strömungsrichtung hinten liegendem Ende erstreckt. Der Endbereich des Oasfülirungsrohres 62 und des Luft fUhrungsrohres 6O sind so angeordnet« da3 deren Achsen zusammenfallen. Dies geschieht mittels dreier radialer Zentrlerzapfen 70« wie in Plgur 2 dargestellt 1st. Der Endbereloh des QasfUhrungsrohres erstreckt sich über das Stroaungsauslafiende des LuftfUhrungsrohres 60 hinaus und ist durch eine Scheibe 71 verschlossen. Wie am besten aus Figur 2 zu entnehmen ist, sind eine Anzahl AuBlaßöffnungen 72 in dem Gasführungsrohr 62 in der Nähe der Scheibe 71 vorgesehen« wobei diese öffnungen sich quer durch das Oasführungsrohr erstrecken. Die öffnungen 72The guide tube 62 has a threaded one Section on «which can accommodate a fitting to connect to an oasis source» also a central area « which is in the air duct at an angle to it Longitudinal axis extends as well as an end region which extends in the longitudinal direction of the air guide tube 60 at its in the direction of flow the rear end extends. The end of the air supply tube 62 and the air guide tube 6O are like this arranged so that their axes coincide. this happens by means of three radial center pins 70 «as in Plgur 2 shown 1st. The end section of the air guide tube extends over the flow outlet end of the air guide tube 60 and is closed by a disk 71. As can best be seen from Figure 2, there are a number Outlet openings 72 in the gas guide tube 62 in the vicinity the disk 71 is provided, these openings extending transversely through the oas guide tube. The openings 72

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verlaufen unter einem Winkel relativ zu Radien des OasfUhrungsrohres und sind in Umfangsrlchtung verteilt angeordnet . Die öffnungen 72 sind hinter dem StrumungsauslaSende des LuftfUhrungsrohres 60 vorgesehen, so daß sie eine Verbindung zwischen dem Gasführungsrohr 62 und der Kammer 74 in dem rohrförmigen Teil 54 bilden· Diese Kammer sei Mischkammer genannt, da an dieser Stelle Luft und Gas zum ersten* mal miteinander vermischt werden, wie nooh beschrieben 1st.run at an angle relative to the radii of the OasfUhrungsrohres and are arranged distributed in the circumferential direction. The openings 72 are behind the flow outlet of the LuftfUhrungsrohres 60 provided so that they connect between the gas guide tube 62 and the chamber 74 in the tubular part 54. This chamber is called a mixing chamber, since at this point air and gas form the first * times are mixed together, as nooh described 1st.

BIe Teile der Düse, die einer hohen Temperatur während des Betriebes ausgesetzt sind, sind aus einem thermisch widerstandsfähigen Netall hergestellt. Das Luftführungsrohr 60, die innerhalb desselben liegenden Teile des GaafUhrungsrohres 62, die Zapfen 70 und die Scheibe 71 sind aus Inconel hergestellt.BIe parts of the nozzle exposed to a high temperature during the Are made of a thermally resistant metal. The air duct 60, the parts of the GaafUhrungsrohres lying within it 62, the pins 70 and the washer 71 are made of Inconel.

Der Brenner 1st mit einer Üblichen Pilötverbindung 80 zum Zünden des Brennstoff-Luftgemisches in der Brennkammer 21 versehen.The burner is connected to the conventional pilot connection 80 Ignition of the fuel-air mixture in the combustion chamber 21 is provided.

Beim Betrieb des Brenners wird Luft unter Druck mittels einer geeigneten Einrichtung, die durch den Kasten 82 dargestellt 1st, in das Luftführungerohr 60 und ferner gasförmiger Brennstoff durch das Gaβführungsrohr unter Druck mittels einer geeigneten Vorrichtung, die durch den Kasten 84 dargestellt 1st, In das Gasführungsrohr 62 gegeben. Die Luft kann vor-When operating the burner, air is pressurized by means of a suitable means, represented by box 82, into air duct 60 and further gaseous fuel through the gas guide tube under pressure by means of a Suitable device, represented by the box 84, is placed in the gas guide tube 62. The air can

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erhitzt oder auf Raumtemperatur sein« es ist jedoch offensichtlich» dafl die Verbrennungsgeschwindigkeit zunimmt, sobald die Lufttemperatur erhöht ist, wie bereits oben näher erläutert 1st.heated or at room temperature "however, it is obvious" that the rate of combustion increases, as soon as the air temperature is increased, as already explained in more detail above.

Die Luft fließt unter Druck in den Brenner« und zwar genau bei der Mischkammer 7k durch eine ringförmige Öffnung zwischen dem Außenraum des Gasführungsrohres 62 und dem Innenraum des Luftführungsrohres 60, wobei der Luftstrom in Richtung der Längsachse des Brenners gerichtet ist. Das Brennstoffgas gelangt unter Druck aus den Auslaßöffnungen in die Kammer 55, und zwar quer zur Luftströmung. Demgemäß schneiden sich die kleinen aasströme aus den Öffnungen 72 durch den Luftstrom, so daß sie ein fast augenblickliches Vermischen des Brenngases mit der Verbrennungsluft in der Kammer 55 bewirken. Die winklige Anordnung der öffnungen erhöht die Turbulenz und vergrößert damit die Mischwirkung« Die gemischten Oase fließen dann in die verkleinerte Öffnung, die durch den Zentrierring 52 und die Stangen 56 gebildet ist, wobei diese Teile zur Beschleunigung dienen und die Mischwirkung unterstutzen* Es sei erwähnt, daß der Zentrlerring 52 einen angeschrägten Einlaßbereich 86 aufweist, der in Richtung der Strömung durch den Brenner konvergiert, und daß die Stangen 56 sich durch den Zentrierring in diesem Bereich erstrecken und in Richtung der Strömung liegen, jede Stange 56 weist ein im wesentlichen messerförmiges,The air flows under pressure into the burner exactly at the mixing chamber 7k through an annular opening between the outer space of the gas duct 62 and the interior of the air duct 60, the air flow being directed in the direction of the longitudinal axis of the burner. The fuel gas passes under pressure from the outlet openings into the chamber 55, transversely to the air flow. Accordingly, the small streams of gas from the openings 72 intersect through the air stream so that they cause the fuel gas to mix with the combustion air in the chamber 55 almost instantaneously. The angled arrangement of the openings increases the turbulence and thus increases the mixing effect. The mixed oases then flow into the reduced opening formed by the centering ring 52 and the rods 56, these parts serving to accelerate and support the mixing effect * It should be mentioned that the centering ring 52 has a tapered inlet area 86 which converges in the direction of the flow through the burner, and that the rods 56 extend through the centering ring in this area and lie in the direction of the flow, each rod 56 has a substantially knife-shaped,

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In Strömungsrichtung vorne liegendes Ende auf, so daß die Dicke der Stangen In Richtung der Strömung durch den Brenner zunimmt. Diese Ausbildung dient als Verengung für die Strömung und zum Erzeugen eines RUokdruokes In der Mischkammer, wodurch die Mlschwlrkung aufgrund der Turbulenz und der Wirbelströmungen erhöht wird. Das Gas-Luftgemisch gelangt dann durch die verkleinerte öffnung des Zentrierringes 52 In die Mischkammer 21, Es sei erwähnt, daß diese Kammer größer 1st als das stromabwärts liegende Ende des Zentrierringes 52, wobei ein freiliegender flacher Ringbereich 90 an der Verbindungsstelle dieser Kammern liegt. Außerdem sind die stromabwärts liegenden Enden der Stangen 56 flach. Daher werden Bereich»niedrigen Druckes In Strömungsrlohtung hinter diesen scharfen Ausströmflächen der Stangen 56 und In dem Zentrierring 52 gebildet. Die Nlederdruokberelche verbessern die FlammenaufrechterhaItungeelgenscharten des Brenners und halten die Flamme In Richtung auf den stromaufwärts liegenden Bereich des Brenners. Es 1st zu bedenken, daß die Flamme selbst die Brennkammer 21 ausfüllt und dad die Verbrennungsreaktion und die Flamme vervollständigt sind, bevor die Oase aus der Verbrennungskammer austreten, wobei die Flammenfront in der Nähe der Stangen 56 beginnt.In the direction of flow at the front end, so that the Thickness of the rods increases in the direction of flow through the torch. This training serves as a constriction for the flow and to generate a RUokdruoke in the mixing chamber, whereby the turbulence due to the turbulence and eddy currents is increased. The gas-air mixture then arrives through the reduced opening of the centering ring 52 into the Mixing chamber 21, it should be mentioned that this chamber is larger than the downstream end of centering ring 52, with an exposed flat ring area 90 at the junction of these chambers. In addition, the downstream ends of the rods 56 are flat. Therefore are area »low pressure in flow direction behind these sharp outflow surfaces of the rods 56 and In the Centering ring 52 is formed. Improve the Nlederdruokberelche the flame-sustaining flaws of the Burner and hold the flame towards the upstream lying area of the burner. It should be remembered that the flame itself fills the combustion chamber 21 and there the combustion reaction and the flame completes are before the oasis exit the combustion chamber, the flame front beginning near the rods 56.

Die Verbrennungsprodukte verlassen die Brennkammer 21 und gelangen in die zentrale Öffnung des Diffusors 26. Die Zusatzluft gelangt durch die Keramikleitung Jh in die Rlng-The combustion products leave the combustion chamber 21 and enter the central opening of the diffuser 26. The additional air passes through the ceramic line Jh into the ring

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kammer 30, von der die Luft durch die Offnungen 32 austritt» Der Diffusor 26 dient zum Bemessen der Luft und zum Vermischen derselben in kleinen Strahlen mit den vollständig verbrannten Produkten, die aus der Brennkammer 21 austreten. Der Diffusor 26 gewährleistet eine gründliche Mischung oder Diffusion der Luft und der Verbrennungsprodukte aufgrund der vielen öffnungen 32, welohe kleine Luftstrahlen in die Verbrennungsprodukte drücken. Da die Luft sich auf Raumtemperatur befindet, welche beträchtlich niedriger 1st als die Temperatur der Verbrennungsprodukte in dem Brenner, bewirkt die Luft eine Erniedrigung der Temperatur des Gasstromes, der in die Ofenheizkammer eintritt.chamber 30, from which the air exits through openings 32 » The diffuser 26 is used to measure the air and to mix it in small jets with the whole burned products emerging from the combustion chamber 21. The diffuser 26 ensures thorough mixing or diffusion of the air and the products of combustion due to the many openings 32, which are small jets of air press into the combustion products. Because the air is at room temperature, which is considerably lower than the temperature of the combustion products in the burner, the air causes a lowering of the temperature of the gas stream, which enters the furnace heating chamber.

Ein Brenner nach der Erfindung erzeugt eine höhere als normale Plammenteraperatur, wobei die maximale Flammentemperatur bei Verwendung vorerhitzter Verbrennungsluft erzielt wird. Ein Grund für die höheren Plammentemperaturen ist die verhungerte öffnung sowie die Anwendung einer Bauart, bei der das Brennstoffgas quer in den Luftstrom gelenkt wird, wobei sich eine vollständige, innige Mischung des Brennst off gases und der Verbrennungsluft ergibt. Die Flammenfront entspringt In der Mähe der dl· Flamme zurückhaltenden Stangen 36, die Lage der Front verschiebt sich jedoch in Ströraungsrichtung in gewissem Ausmaß, wenn der Brenner zwischen geringer und hoher Brennleistung verstellt wird. Das innige Vermischen und die Stabilität der Flammenhaltung sind jedochA burner according to the invention produces a higher than normal plasma temperature, with the maximum flame temperature when using preheated combustion air. One reason for the higher plasma temperatures is that starved mouth as well as using a type of construction which the fuel gas is directed transversely into the air stream, resulting in a complete, intimate mixture of the fuel off gases and the combustion air results. The flame front arises in the mowing of the dl · flame retarding rods 36, but the position of the front shifts in the direction of flow to a certain extent, if the burner is adjusted between low and high burning power. The intimate Mixing and the stability of the flame hold are however

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derart» daß selbst bei äußerst hohen Brennleistungen die Flamme immer noch im Bereich der Stangen 56 bleibt.in such a way that even with extremely high burning powers the Flame still remains in the area of the rods 56.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung iet darin zu sehen, daß die mit dem Brenner erzielte Flamme alle wünschenswerten Eigenschaften einer Flamme hat, die in einem Vormischbrenner erzeugt ist, bei dem das Brenngas und die Verbrennungsluft gründlich und meohanlsoh gemischt werden, bevor sie an den Brenner gelangen. Wichtige und wünschenswerte Eigenschaften dieser Flamme sind ihre extrem hohe Flammentemperatur, ihre Stabilität Über einen weiteren Betriebsbereich, die scharfe, klare blaue Farbe ohne QlUherschelnung von unverbrannten Kohlenstoffteilchen und die Ausschaltung schädlicher Zwischenverbrennungsprodukte. Diese gUnstigen Eigenschaften kommen zusammen und ergeben eine maximale Verbrennung und thermische Wirksamkeit und als Folge davon kommt die Flammentemperatur dem maximalen theoretischen Wert des verbrannten Gases näher.Another feature of the invention is seen in the fact that the flame obtained with the burner has all of the desirable properties of a flame obtained in a premix burner is generated, in which the fuel gas and the combustion air are thoroughly and meohanlsoh mixed before they get to the burner. Important and desirable properties of this flame are its extremely high flame temperature, their stability over a wider operating range, the sharp, clear blue color with no scuffing of unburned carbon particles and the elimination harmful intermediate combustion products. These favorable properties come together and result in maximum combustion and thermal efficiency and as a result the flame temperature comes to the maximum theoretical Value of the burned gas closer.

Der Brenner nach der Erfindung hat Verbrennungseigenschaften, die ähnlich einem Vormischbrenner sind. Dies ist nicht der Fall bei Üblichen DUsenraischbrennern. Die letztgenannten Brenner erzeugen eine lange Flamme, während der Brenner nach der Erfindung eine kurze Flamme erzeugt. Da die Flammenlänge und die Flammentemperatur in Beziehung zueinander stehen, und zwar eine längere Flamme eine niedrigere TemperaturThe burner according to the invention has combustion properties, which are similar to a premix burner. This is not the case with conventional DUsenraisch burners. The latter Burners produce a long flame, while the burner according to the invention produces a short flame. Because the flame length and the flame temperature are related to each other, namely a longer flame a lower temperature

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aufweist, läßt sich mit dem Üblichen DUsenmlsohbrenner nicht die hohe Temperatur erreichen wie mit dem Brenner nach der Erfindung.has, cannot be used with the usual DUsenmlsohbrenner reach the high temperature as with the burner according to the invention.

Die Erfindung kann im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens noch in anderer oder abgeänderter Weise ausgeführt werden.The invention can within the scope of the general inventive concept still be carried out in a different or modified manner.

Claims

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Claims

1 »Burner for heating stoves, consisting of an in A burner block to be inserted into a furnace wall, in which a combustion chamber is formed, one to be attached to the furnace Burner nozzle, an air supply pipe and a gas supply pipe comprises, a part of the latter being arranged within the air supply pipe, extending along it Central axis extends and has a number of gas outlet openings which are substantially perpendicular to the axis of the air supply tube run, wherein compressed air is introduced into the air supply pipe so that it is on the outside of the Qaszuführungsrohres strokes along, and the Qaszuführungsrohr is fed with fuel gas under pressure, which exits through the Oasausla3öffnungen, essentially perpendicular to the compressed air flow sweeping along strikes and thereby an intimate mixture of air and gas occurs within a mixing chamber of the burner, wherein this mixing chamber with the combustion chamber via an opening in Connection is the cross-section of the mixing chamber Entering gas-air mixture flow is reduced by means of a passage * section, part of which is in the direction of flow of the gas-air mixture converges, characterized in that the mouth of the mixing chamber (7Ό contains a rod (56),

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the transversely extending over the said throat of the mouth and is elongated in such a way in the direction of the gas Lufgeraisch flow that the throat section of the mouth is further reduced, and also the mixing chamber (7 ¹ O daa located immediately adjacent the upstream side of said orifice and that the gas outlet openings (72) are provided within said mixing chamber (74) and close to said reduced passage section of the mouth »

2ο burner according to claim 1, characterized «that said rod (56) has a pointed upstream end which widened in the direction of the G&S air mixture flow &

3 · burner according to claim 2, characterized in that the downstream end of the rod (56) is perpendicular to the direction of the Gas-Luftgemi3ct-Stream extends.

4. Burner according to one of claims 1 to 3 »marked by another rod (56) to hold the flame back, which also diminished across the Passage section of the mouth extends, has a tapered inflow end and extends in the direction of the flow widened by the mouth "

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5o burner according to one of claims 1 to k, characterized in that the gas outlet openings (72) take a WInICeI "course with respect to the radii of the OaszufUhrungsrohres (72} and are distributed around the circumference of this tube (62) at a distance from each other .

6ο burner according to claim 1, characterized in that the air passage between the outside of the gas supply pipe (62) and the inner wall of the air supply pipe (60) is ring-shaped, which also this ring passage, the mixing chamber, the mouth and the combustion chamber are axially aligned with one another, and that the mouth is conical Wall part (86) which converges in flow direction and is connected to a cylindrical wall part, the inner diameter of which is approximately equal to the inner diameter of the air supply pipe (6θ).

7 ° burner according to claim 6, characterized in that the closed outflow end of the gas supply pipe (62) forms a surface part which extends transversely to the flow direction, so that thereby a negative pressure zone for the Flow is created.

fttr BICKLEY FURNACES INCORPORATED:

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