DE2049906A1

DE2049906A1 - burner

Info

Publication number: DE2049906A1
Application number: DE19702049906
Authority: DE
Inventors: James Michael London Harns
Original assignee: GASMAT BURNERS Ltd
Current assignee: GASMAT BURNERS Ltd
Priority date: 1969-10-16
Filing date: 1970-10-10
Publication date: 1971-04-29
Also published as: US3718426A; BE757406A; FR2065397A5; CH522172A; JPS506378B1; GB1263363A; NL7014692A; DK127447B; NO126968B; AT311531B; ZA706721B; SE365603B; PL81173B1

Description

GASMAT BURNERS LIMITED, London W 1. (England)GASMAT BURNERS LIMITED, London W 1. (England)

Brennerburner

Die Erfindung betrifft einen Brenner zum Abbrennen von gasförmigem oder flüssigem Brennstoff. Die Erfindung soll einen Brenner schaffen, der besonders für Erdgas geeignet ist.The invention relates to a burner for burning gaseous or liquid fuel. The invention is to create a burner that is particularly suitable for natural gas.

Der erfindungsgemäße Brenner umfaßt ein Bündel tubusfönniger Einzelteile, von denen jedes für die Zufuhr von Verbrennungsluft für den Brenner beidseitig offen ist und an einem Ende einen Kopfabschnitt mit solchem Außenquerschnitt aufweist, daß beim Zusammenfügen des Bundes von tubusförmigen Einzelteilen zwischen den dann in Kontakt miteinander stehenden Kopfabschnitten Brennstofföffnungen gebildet werden, durch die der Brennstoff dem Brenner zugeführt wird.The burner according to the invention comprises a bundle tubular components, each of which is used to supply combustion air to the burner is open on both sides and has a head section with such an external cross-section at one end, that when joining the covenant of tubular Individual parts between the head sections then in contact with one another, fuel openings through which the fuel is fed to the burner.

In der weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens weist der Brenner ein eine Brennstoffkammer bildendes Gehäuse, einen Einlaß in die Kammer für den Brennstoff auf;In the further embodiment of the inventive concept, the burner has a fuel chamber forming housing, an inlet into the chamber for the fuel;

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die tubusförmigen Einzelteile sind in der Kammer als ein Bündel mit seitlichem Abstand im wesentlichen parallel in der Kammer befestigt, wobei jedes Tubusende sich ins Freie öffnet und jedes tubusförmige Einzelteil an einem Ende mit einem vergrößerten Kopfabschnitt von solchem Außenquerschnitt versehen ist, daß die zu einem Bund in der Kammer mit den jeweiligen Kopfabschnitten untereinander in Kontakt stehend zusammengefügten tubusförmigen Einzelteile Brennstoffauslaßöffnungen zwischen den Kopfabschnitten bilden·the tubular parts are in the chamber mounted as a laterally spaced bundle substantially parallel in the chamber, with each end of the tube opens into the open air and each tubular individual part has an enlarged head section at one end is provided with such an external cross-section that the to a collar in the chamber with the respective Head sections joined together in contact with each other in the form of tubular individual parts, fuel outlet openings between the head sections

Die Erfindung umfaßt weiterhin ein tubusförmiges Element zur Verwendung mit dem erfindungsgemäBen Brenner, das an einem Ende einen Kopfabschnitt von vergrößertem, nicht kreisförmigen Außenquerschnitt aufweist und vorzugsweise einen Abschnitt besitzt, dessen Außenfläche eine kurze Strecke vom Kopfabschnitt aus nach innen geneigt ist, sowie eine nach außen aufgeweitete Innenfläche am Kopfabschnitt besitzt. The invention further comprises a tubular element for use with the inventive one Burner which at one end has a head portion of has an enlarged, non-circular outer cross-section and preferably has a section, the outer surface of which is inclined inward a short distance from the head portion and one inward Has the outside widened inner surface on the head section.

Die Erfindung wird nachstehend an einem speziellen Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:The invention is described below using a specific exemplary embodiment with reference to the appended Drawing described. Show it:

Fig. 1 einen Grundriß eines erfindungsgemäßen Brenners;Fig. 1 is a plan view of a burner according to the invention;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie IX-II aus Fig. 1;FIG. 2 shows a section along the line IX-II from FIG. 1; FIG.

Fig. 3 einen von unten gesehenen Grundriß des Brenners nach Fig. 1;Fig. 3 is a plan view of the burner of Fig. 1 viewed from below;

4 shows an enlarged detail illustration;

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Fig. 5 einen Axialschnitt längs der Linie V-V aus Fig. 6 eines tubusförmigen Einzelteiles für den Brenner;FIG. 5 shows an axial section along the line V-V from FIG. 6 of a tubular individual part for the burner;

Fig. 6, 7 und 8Figures 6, 7 and 8

Querschnitte der tubusförmigen Elemente mit vergrößerten Kopfabschnitten von unterschiedlichen Querschnitten; undCross-sections of the tubular elements with enlarged head sections from different cross-sections; and

Fig. 9 eine Seitenansicht des Tubuselementes aus Fig. 8.FIG. 9 shows a side view of the tube element from FIG. 8.

Wie in den Fig. 1-3 dargestellt, umfaßt der erfindungsgemäße Brenner ein Gehäuse 10 mit einer Brennstoff kammer 11, einen in die Kammer sich öffnenden Brennstoffeiniaß 12 mit einem Verbindungsstück 12 a zum Anschluß einer zu einem Brennstoffvorrat führenden Brennstoffleitung, sowie einem Bund von tubusförmigen Einzelteilen bzw. Elementen 13, die mit seitlichem Abstand im wesentlichen parallel zu einander in der Kammer zusammengefügt sind.As shown in Figs. 1-3, the invention comprises Burner a housing 10 with a fuel chamber 11, one opening into the chamber Fuel inlet 12 with a connector 12 a for connecting a leading to a fuel supply Fuel line, as well as a bundle of tubular items or elements 13, which with lateral Spaced substantially parallel to each other in the chamber are assembled.

Die Grundplatte 14 des Gehäuses 10 ist mit vielen kreisförmigen öffnungen (Fig. 3) versehen, die die unteren kreisförmigen, nicht mit Köpfen versehenen Enden der tubusförmigen Elemente 13 aufnehmen! die obere oder Deckplatte 15 des Gehäuses weist eine hexagonale öffnung 16 auf, in der die vergrößerten Kopfabschnitte 17 (auf die weiter unten genauer eingegangen wird) der zusammengebündelten tubusförmigen Elemente lokalisiert sind, wobei die Kopfabschnitte einander berühren und die Kopfabschnitte des äußeren Ringes der tubusförmigen Elemente in enger Berührung mit den die sechseckige öffnung bildenden Kanten stehen. Man sieht also, daß die tubusförmigen Elemente an jedem ihrer Enden frei nach außen geöffnet sind.The base plate 14 of the housing 10 is provided with many circular openings (FIG. 3), which the take up the lower circular, non-headed ends of the tubular elements 13! the The upper or cover plate 15 of the housing has a hexagonal opening 16 in which the enlarged Head sections 17 (which will be discussed in more detail below) of the bundled tubular Elements are located with the head sections touching each other and the head sections the outer ring of the tubular elements in close contact with the the hexagonal opening forming edges. It can thus be seen that the tubular elements are free at each of their ends are open to the outside.

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Die Öffnungen in der Grundplatte 14 des Gehäuses 10 sind geringfügig nach innen abgeschrägt, wie das deutlich in Fig. 2 zu erkennen ist, und die unteren zylindrischen, nicht mit Köpfen versehenen Enden der tubusförmigen Elemente werden beim Einsetzen in diese Bodenwandöffnungen ausgeweitet und mit den Bodenwandöffnungen verbunden, beispielsweise mit einem Epoxyd-Harz, so daß eine strömende Medien abdichtende Verbindung sichergestellt ist.The openings in the base plate 14 of the housing 10 are beveled slightly inwards, like that can be clearly seen in Fig. 2, and the lower cylindrical, unheaded ends the tubular elements are expanded when inserted into these bottom wall openings and with the Bottom wall openings connected, for example with an epoxy resin, so that a flowing media is sealing Connection is ensured.

Das obere Ende jedes tubusförmigen Elementes 13 trägt einen Kopfabschnitt 17 von vergrößertem, nicht kreisförmigen Außenquerschnitt. In den speziellen Ausführungsformen gemäß den Fig. 1-6 zeigt dieser Kopfabschnitt sechseckigen Querschnitt und die Seitenflächen des Sechsecks sind schalenförmig bzw. Konkav ausgebogen (Fig. 6). Mit Hilfe dieser Konfiguration können die tubusförmigen Elemente in der Brennstoffkammer 11 so zusammengefügt werden, daß der Kopfabschnitt jedes tubusförmigen Elementes in engem Kontakt mit den Kopfabschnitten der benachbarten tubusförmigen Elemente steht und zwischen den Kopfabschnitten eine Reihe von schmalen Auslaßöffnungen (Fig. 4) für Gas oder anderen Brennstoff, der über den Einlaß 12 in die Kammer 11 einströmt, geschaffen wird.The upper end of each tubular element 13 carries a head portion 17 of enlarged size, not circular outer cross-section. In the special This shows embodiments according to FIGS. 1-6 Head section hexagonal cross-section and the side surfaces of the hexagon are cup-shaped or concave curved (Fig. 6). With the help of this configuration, the tubular elements in the fuel chamber 11 are assembled so that the head portion of each tubular element is in close proximity Contact with the head portions of the adjacent tubular elements is and between the head portions a series of narrow outlet openings (Fig. 4) for gas or other fuel that flows into the chamber 11 via the inlet 12, created will.

Bei einem Brenner, der mit tubusförmigen Elementen mit sechseckigen Kopfabschnitten mit schalenförmigen oder konkaven Seitenflächen wie vorbeschrieben ausgerüstet ist, sind die die sechseckige Öffnung 16 in der Deckplatte 15 des Brenners definierenden Kanten gerippt, bzw. mit ausgewölbten bzw. konvexen Vorsprüngen 16 a versehen, die formschlüssig in dieIn the case of a burner, the one with tubular elements with hexagonal head sections with cup-shaped or concave side surfaces as described above are the hexagonal opening 16 ribbed in the cover plate 15 of the burner defining edges, or with arched or convex Projections 16 a provided, the form-fitting in the

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konkaven Seiten benachbarter Kopfabschnitte passen und mit den Kopfabschnitten beispielsweise mit Hilfe eines Epoxyd-Harzes verbunden sind und eine für strömende Medien dichte Verbindung bilden.concave sides of adjacent head sections fit and with the head sections for example with the help an epoxy resin are connected and form a tight connection for flowing media.

Beim Betrieb des vorbeschriebenen Brenners wird Gas oder anderes Brennmaterial der Kammer 11 zugeführt, zirkuliert um die tubusförmigen Elemente 13 und verläßt die Kammer durch die Brenneröffnungen 18; wenn das aus diesen öffnungen austretende Gas entzündet wird, saugt das brennende Gas oder andere Brennmaterial Verbrennungsluft durch die tubusförmigen Elemente an, die sich mit dem ausströmenden Gas oder anderen Brennstoff vermischt und die gewünschte Flamme ergibt.When operating the burner described above, gas or other fuel is supplied to the chamber 11, circulates around the tubular elements 13 and exits the chamber through the burner ports 18; if the gas escaping from these openings is ignited, the burning gas or other fuel sucks combustion air through the tubular Elements that mixes with the escaping gas or other fuel and the desired flame results.

Um sicherzustellen, daß aus jeder Brenneröffnung 18 ein im wesentlichen gleiches Volumen an Gas oder anderem Brennstoff austritt, ist die Außenfläche jedes tubusförmigen Elementes für eine kleine Strecke von dem Kopfabschnitt 17 aus nach innen abgeschrägt (Fig. 5)bei 19), so daß bei zusammengefügten tubusförmigen Elementen entsprechend der Darstellung in Fig. 1 der Weg zwischen den tubusförmigen Elementen hindurch ein Gebiet kleinerer Querschnittsfläche in der Nähe des Eingangs zu den Brenneröffnungen 18 ( in Fig. 2 bei 20 ) aufweist. Dadurch wird am Eingang zu den Brenneröffnungen eine Turbulenz erzeugt, die eine gleichförmige Verteilung des Brennmaterials über die gesamte Fläche der Brennerplatte 15 und damit einem gleichen und konstanten Fluß an Brennmaterial durch jede Öffnung hindurch sicherstellt.To ensure that 18 a substantially equal volume of gas or other fuel emerges is the outer surface each tubular element bevelled inwardly for a small distance from the head portion 17 (Fig. 5) at 19), so that when tubular elements are joined together, as shown in FIG Fig. 1 shows the path between the tubular elements through an area of smaller cross-sectional area in near the entrance to the burner openings 18 (in Fig. 2 at 20). This is on Entrance to the burner openings creates a turbulence that ensures a uniform distribution of the Fuel over the entire surface of the burner plate 15 and thus an equal and constant Ensures flow of fuel through each opening.

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Die Innenfläche jedes tubusförmigen Elementes ist vorzugsweise an jedem Kopfabschnitt nach außen aufgeweitet, wie das bei 23 in Fig. 5 angedeutet ist·The inner surface of each tubular element is preferably flared outwards at each head section, as indicated at 23 in Fig. 5

Selbstverständlich kann die relative Ausdehnung der BrennstoffÖffnungen IS₁ der Innendurchmesser und die Länge der tubusförmigen Elemente selbst in Abhängigkeit vom verwandten Gas oder anderen abzubrennenden Brennstoff schwanken. Bei einem mit Stadtgas betriebenen Versuchsbrenner wurden zufriedenstellende Ergebnisse mit Brennstofföffnungen erhalten, deren Tiefe 0,20 Zoll (5,08 mm), deren maximaler Querspalt 0,005 Zoll (0,127 mm) und deren maximale Weite 0,138 Zoll (3,505 mm) betrugen, wobei die tubusförmigen Elemente einen Innendurchmesser von 0,192 Zoll (4,877 mm) und eine Länge von 1,25 Zoll (31,75 mm) hatten.Of course, the relative expansion of the fuel openings IS _1, the inner diameter and the length of the tubular elements themselves can vary depending on the gas used or other fuel to be burned off. In a test burner running on town gas, satisfactory results were obtained with fuel orifices that were 0.20 inches (5.08 mm) deep, their maximum transverse gap 0.005 inches (0.127 mm) and their maximum width 0.138 inches (3.505 mm), the tubular Elements had an inside diameter of 0.192 inches (4.877 mm) and a length of 1.25 inches (31.75 mm).

Die tubusförmigen Elemente 13, von denen ein Beispiel in Fig. 5 dargestellt ist, haben den Vorzug, daß sie relativ preiswert durch Kaltverformen, beispielsweise durch Kaltspritzen, hergestellt werden können·The tubular elements 13, an example of which is shown in FIG. 5, have the advantage that they relatively inexpensive by cold forming, for example can be produced by cold spraying

Ein tubusförmiges Element mit einem vergrößerten hexagonalen Kopf 17 mit schalenförmigen bzw. konkaven Seitenflächen wie vorbeschrieben hat sich bislang als die günstigste Form erwiesen; selbstverständlich kann der vergrößerte Kopf auch andere nicht kreisförmige Querschnitte besitzen und selbstverständlich muß ein hexagonaler Kopf nicht mit schalenförmigen oder konkaven Seitenflächen wie in Fig. 6 versehen sein um bei den zusammengefügten tubusförmigen Elementen zwischen benachbarten Kopfabschnitten den für die Brennraaterialöffnungen 18 notwendigen Spalt zu liefern.A tubular element with an enlarged hexagonal head 17 with cup-shaped or concave Side surfaces as described above has so far proven to be the most favorable form; Of course the enlarged head can also have other non-circular cross-sections and of course a hexagonal head does not have to have cup-shaped or concave side surfaces like in Fig. 6 to be provided in the assembled tubular elements between adjacent head sections the one for the fuel openings 18 necessary gap to deliver.

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Jede Seitenfläche des Sechsecks kann beispielsweise mit einer in axialer Richtung sich erstreckenden Rippe 21 in der Näne der Ecken (Fig. 8 und 9) versehen sein; schließlich können die von benachbarten Seitenflächen gebildeten Ecken des Sechsecks auch mit einer rippenartigen Verdickung 22 ausgestaltet sein (Fig. 7).Each side surface of the hexagon can, for example, have one that extends in the axial direction Rib 21 may be provided in the vicinity of the corners (Figs. 8 and 9); after all, those of neighboring Corners of the hexagon formed on the side surfaces are also designed with a rib-like thickening 22 be (Fig. 7).

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Claims

Expectations

1 / burner for gaseous ode _f r liquid fuel which comprises a bundle of tubular elements, each of which is open at both ends for the supply of combustion air for the burner, characterized in that each tubular element (13) at one end has a head section (17) with an external cross-section which, when tubular elements are joined together at the head sections in contact with one another to form the collar, results in fuel openings (18) between the head sections for the fuel supplied to the burner.

2. Burner according to claim 1, characterized by a housing (10) with a fuel chamber (11), through an inlet (12) for the fuel opening into the chamber, as well as through one in the chamber attached collar of laterally spaced, substantially parallel tubular Elements (13), each of which opens into the open at both ends.

3. Burner according to claim 1 or 2, characterized in that that the head portion of each tubular element is enlarged.

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4. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the head portion (17) each tubular element (13) has a hexagonal Has cross-section.

5. Burner according to claim 4, characterized in that the rare surfaces of the hexagonal head section each tubular element have a cup-shaped or concave configuration.

6. Burner according to claim 4, characterized in that the rare surfaces of the hexagonal head portion (17) each tubular element with an axially extending rib (21) are provided close to the Corners of the hexagon are arranged 1st.

7. Burner according to claim 4, characterized in that the by adjacent rare surfaces of the hexagonal Head section formed edges outwardly protruding rib-like projections (22) provided are.

8. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the outer surface of each tubular element (13) a small distance from Head section bevelled inwards (19) 1st *

9. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the inner surface of each tubular element (13) on the head section expands outward (23).

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10. Burner according to at least one of the preceding Claims, characterized by a base plate (14) which determines the combustion chamber (11) and which has several openings for receiving the ends of the elements (13) opposite the heads.

11. Burner according to claim 10, characterized in that that the heads opposite ends of the elements (13) widened and with the walls of the Openings in the base plate (14) are connected.

12. Burner according to at least one of the preceding claims, characterized by a cover plate (15), which has a hexagonal opening (16) which the head portions (17) of the bundled tubular Il a te (13) in contact with one another as well as the edges of the cover plate which determine that opening (16) receives, these edges are provided with convex projections (16a), which into the concave side surfaces the head portions of the outer ring of tubular elements engage and close to them issue.

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