DE2133904B2 - Device for burning fuel mixtures for systems for generating protective gases - Google Patents

Device for burning fuel mixtures for systems for generating protective gases

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DE2133904B2 DE19712133904 DE2133904A DE2133904B2 DE 2133904 B2 DE2133904 B2 DE 2133904B2 DE 19712133904 DE19712133904 DE 19712133904 DE 2133904 A DE2133904 A DE 2133904A DE 2133904 B2 DE2133904 B2 DE 2133904B2
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material

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Description

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausfüh- gestaltet, deren Querschnittsfläche derjenigen der rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung Kammer 17 entspricht. Der Betrieb der erfindungsnäher erläutert. gemäßen Einrichtung verläuft in folgender Weise.The invention will now be designed on the basis of an embodiment whose cross-sectional area is that of Approximate example with reference to the drawing chamber 17 corresponds. Operation of the more inventive explained. proper establishment proceeds in the following way.

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Ein- Das Brennstoffgemisch, z.B. ein Gas-Luft-Gemisch,The drawing shows a one-fuel mixture according to the invention, e.g. a gas-air mixture,

richtung zum Verbrennen von Brennstoffgemischen 5 wird durch den Ableitstutzen 6 und das innenliegende im Längsschnitt dargestellt. Rohr 13 des Brenners 7 dem Brennraum 5 in derdirection for burning fuel mixtures 5 is through the discharge nozzle 6 and the inner shown in longitudinal section. Tube 13 of the burner 7 the combustion chamber 5 in the

Die Einrichtung zum Verbrennen von Brennstoff- Brennkammer 2 zugeführt. Da der Brenner 7 aus zwei gemischen bei Anlagen zur Erzeugung von Schutz- konzentrisch angeordneten Rohren 12 und 13 begasen enthält ein kühlbares Gehäuse 1, in dem eine steht, wobei das Ende des Rohres 13 etwas gegenüber ausgekleidete Brennkammer 2 untergebracht ist. Am io dem Ende des Rohres 12 zurückspringt, entsteht bei Gehäuse 1 sind Rohrstutzen 3 und 4 vorgesehen, der Zuführung des Gemisches in den Brenner 7 ein durch welche Kühlmittel, z. B. Wasser zu- bzw. ab- Unterdruck in den Kanälen 10, Kühlrohren 9 und geführt wird. Kanälen 11. Dank dieses Unterdruckes werden zumThe device for burning fuel combustion chamber 2 is supplied. Since the burner 7 consists of two mix in systems for the production of protective concentrically arranged pipes 12 and 13 gas contains a coolable housing 1, in which one stands, the end of the tube 13 slightly opposite lined combustion chamber 2 is housed. At the end of the tube 12 jumps back, arises at Housing 1, pipe sockets 3 and 4 are provided for feeding the mixture into the burner 7 through which coolant, e.g. B. water to or from negative pressure in the channels 10, cooling tubes 9 and to be led. Channels 11. Thanks to this negative pressure, the

Die Brennkammer 2 weist einen Brennraum 5 auf, Teil unvollkommen verbrannte Verbrennungsproder mit dem Stutzen 6 zur Ableitung der Verbren- 15 dukte aus dem Brennraum 5 in den Brenner 7 injinungsprodukte in Verbindung steht. In den Brenn- ziert. Diese Produkte einer unvollkommenen Verraum5 mündet ein Brenner 7, welcher mit einem brennung werden in den Kühlrohren 9 abgekühlt, Stutzen 8 zur Zuführung des Brennstoffgemisches in und indem sie das Gas-Luft-Gemisch im Brenner 7 Verbindung steht. verdünnen, dem Brennraum 5 in der Brennkammer 2The combustion chamber 2 has a combustion chamber 5, some of which are incompletely burned combustion products with the nozzle 6 for discharging the combustion products from the combustion chamber 5 into the burner 7, injection products communicates. In the burned. These products of an imperfect Verraum5 opens a burner 7, which is cooled with a combustion in the cooling tubes 9, Nozzle 8 for feeding the fuel mixture into and through the gas-air mixture in the burner 7 Connection. dilute the combustion chamber 5 in the combustion chamber 2

Die Brennkammer 2 ist mit Kühlrohren 9 versehen, 20 wieder zugeführt. Dadurch wird beim Verbrennen von die so am Umfang der Kammer 2 angeordnet sind, Gas-Luft-Gemischen mit a. = 0,8 bis 0,95 die Verdaß das dem Gehäuse 1 zugeführte Kühlmittel um brennungstemperatur im Brennraum 5 gesenkt,
die Rohre zirkuliert. In der Verkleidung der Kam- Der Verbrauch an injizierten Verbrennungspro-The combustion chamber 2 is provided with cooling tubes 9, 20 fed back. Thereby, the gas-air mixtures with a is the burning of which are so arranged on the periphery of the chamber. 2 = 0.8 to 0.95 the Verdaß reduced the coolant supplied to the housing 1 by the combustion temperature in the combustion chamber 5,
the pipes circulated. In the disguise of the fireplace, the consumption of injected combustion pro-

mer 2 sind Kanäle 10 und 11 vorgesehen, welche mit dukten wird mittels des Schiebers 15 durch entspredem Rohr 9 in Verbindung stehen, wobei die Ka- 25 chende Überdeckung der Öffnungen 14 geregelt. Danäle 10 mit dem Brennraum 5 und die Kanäle 11 mit durch kann eine Stabilität der Verbrennungstempedem Brenner 7 verbunden sind. ratur gewährleistet werden, was eine Verringerungmer 2 channels 10 and 11 are provided, which is with ducts by means of the slide 15 by entspredem Pipe 9 are connected, the caching overlap of the openings 14 being regulated. Danäle 10 with the combustion chamber 5 and the channels 11 with a stability of the combustion tempedem Burner 7 are connected. rature can be guaranteed, resulting in a reduction

Der Brenner 7 enthält zwei konzentrisch angeord- des Gehaltes an schädlichen Beimengungen, wie nete, einen Injektor bildende Rohre 12 und 13, in- Sauerstoff, Hydroxylgruppen und Stickoxyden, in den dem das Ende des innenliegenden Rohies 13 am 30 Verbrennungsprodukten, aus denen das Schutzgas Brenner 7 gegenüber dem Ende des außenliegenden gebildet ist, begünstigt.The burner 7 contains two concentrically arranged contents of harmful additions, such as Nete, an injector forming tubes 12 and 13, in oxygen, hydroxyl groups and nitrogen oxides, in the which the end of the inner Rohies 13 on 30 combustion products that make up the protective gas Burner 7 is formed opposite the end of the outer, favored.

Rohres 12 etwas zurückspringt. Das außenliegende Beim Verbrennen eines Brennstoffgemisches mitTube 12 jumps back a little. The external When burning a fuel mixture with

Rohr 12 weist Öffnungen 14 auf, die mit den Ka- a = 0,7 bis 0,6 werden die Öffnungen 14 durch den nälen 11 in Verbindung stehen. Durch diese Bauart Schieber 15 vollständig verschlossen, und dadurch erdes Brenners 7, der über die Kanäle 10, 11 und die 35 höht sich die Temperatur in der Brennkammer 2, Kühlrohre 9 mit dem Brennraum 5 in Verbindung wodurch der Methangehalt in den Verbrennungssteht, werden gekühlte Verbrennungsprodukte in produkten verringert wird. Die Verbrennungsproden Brenner 7 injiziert. dukte strömen aus dem Brennraum 5 durch die zu-The tube 12 has openings 14 which, with the Ka a = 0.7 to 0.6, the openings 14 are connected through the channels 11. With this type of construction the slide 15 is completely closed, and thereby the burner 7, which increases the temperature in the combustion chamber 2 via the channels 10, 11 and 35, cooling tubes 9 in connection with the combustion chamber 5, whereby the methane content in the combustion is cooled Combustion products in products is reduced. The combustion prod burner 7 is injected. products flow out of the combustion chamber 5 through the

Zur Änderung der Menge der aus dem Brenn- sätzlichen wassergekühlten Rohre 16, werden abgeraum 5 injizierten Verbrennungsprodukte können die 40 kühlt und dann der Kanuner 17 zugeführt. Hier am Öffnungen 14 durch einen Schieber 15 teilweise oder Katalysator 18 erfolgt bei niedrigen Temperaturen ganz verschlossen werden. das Nachverbrennen der Verbrennungsprodukte, undTo change the amount of the water-cooled tubes 16 from the fuel, are removed 5 injected combustion products can cool the 40 and then fed to the Kanuner 17. Here on Openings 14 through a slide 15 partially or catalyst 18 takes place at low temperatures be completely closed. the afterburning of the combustion products, and

Die Brennkammer ist zur weiteren Kühlung der letztere strömen durch den Ableitstutzen 6 mit einem Verbrennungsprodukte mit zusätzlichen Kühlrohren minimalen Gehalt an schädlichen Beimengungen aus. 16 versehen, die den Brennraum 5 der Kammer 2 45 Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Verbrenmit dem Ableitstutzen 6 für die Verbrennungspro- nen von Brennstoffgemischen für Anlagen zur Schutzdukte verbinden. gaserzeugung weist nicht nur eine um das drei- bisThe combustion chamber is for further cooling the latter flow through the discharge nozzle 6 with a Combustion products with additional cooling pipes with a minimum level of harmful impurities. 16 provided that the combustion chamber 5 of the chamber 2 45. The device according to the invention for burning with the discharge nozzle 6 for the combustion proen of fuel mixtures for systems for protective ducts associate. gas generation is not just about three to three

Zwischen den Kühlrohren 16 und dem Ableit- vierfache verkürzte Brennkammer auf, sondern die stutzen 6 ist eine Kammer 17 angeordnet, in der zur erzeugten Verbrennungsprodukte haben auch einen Beschleunigung der Beendigung des Reaktionsablau- 50 minimalen Gehalt an schädlichen Beimengungen, wie fes in den Verbrennungsprodukten ein Katalysator Sauerstoff, Methan, Hydroxylgruppen und Stick-18 untergebracht ist. Letzterer ist als eine Scheibe oxyden.Between the cooling tubes 16 and the discharge fourfold shortened combustion chamber, but the nozzle 6, a chamber 17 is arranged, in which the combustion products produced also have a Accelerated the completion of the reaction process- 50 minimum content of harmful impurities, such as fes in the combustion products a catalyst oxygen, methane, hydroxyl groups and nitrogen-18 is housed. The latter is oxidized as a disk.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

1 2 Beim Verbrennen von Brennstoff-Luftgemischen Patentansprüche: mit einer Luftzahl α = 0,6 bis 0,7 tritt im Verbren nungsprodukt Methan auf.1 2 When burning fuel-air mixtures Patent claims: with an air ratio α = 0.6 to 0.7, methane occurs in the combustion product. 1. Einrichtung zum Verbrennen von Brenn- Um den Gehalt an Sauerstoff, Stickoxyden an Stoffgemischen für Anlagen zur Erzeugung von 5 Hydroxylgruppen usw. in den Verbrennungsproduk-Schutzgasen mit einem kühlbaren Gehäuse, in ten zu verringern, ist schon vorgeschlagen worden, dem eine ausgekleidete Brennkammer angeord- die Temperatur im Brennraum dadurch zu senken zu net ist, in deren Brennraum, welcher mit einem versuchen, daß die Kammer verlängert wird. Eine Ableitstutzen für die Verbrennungsprodukte in Überhitzung des Brennerkopfes und ein Durchschla-Verbindung jsteht, ein Brenner mündet, da- io gen der Flamme in den Brennerhohlraum kann aber durch gekennzeichnet, daß die Brenn- auch damit bei hohen Flammentemperaturen nicht kammer (2) Kühlrohre (9) enthält, welche über verhindert werden.1. Device for burning combustibles To increase the content of oxygen, nitrogen oxides Mixtures of substances for systems for the generation of 5 hydroxyl groups etc. in the combustion product protective gases with a coolable housing to reduce in th, it has already been proposed which a lined combustion chamber is arranged to lower the temperature in the combustion chamber net is, in the combustion chamber, which with one try that the chamber is extended. One Discharge nozzle for the combustion products in overheating of the burner head and a pass-through connection If there is a burner opening, the flame can enter the burner cavity characterized in that the burning does not even take place at high flame temperatures chamber (2) contains cooling tubes (9), which are prevented over. in der Auskleidung der Brennkammer (2) lie- Während es also bei der Herstellung von Schutz-in the lining of the combustion chamber (2) while it is in the production of protective gende Kanäle (10,11) den Brennraum der Brenn- gasen auf möglichst niedrige Flammentemperaturen kammer (2) mit dem zwei konzentrisch zueinan- 15 ankommt, will man bei Hochleistungsölbrennern, wie der angeordnete Rohre (12, 13) enthaltenden sie in »öl und Gas«, 4, 1968, S. 38 bis 40, beschrie-Brenner (7) verbinden, von denen das außen- ben sind, möglichst hohe Flammentemperaturen erliegende Rohr (12) das innenliegende Rohr (11) zielen und zu diesem Zweck wird durch Rückführung unter Bildung eines Injektors umgibt und durch heißer Rauchgase das eingedüste Heizöl thermisch einen Schieber (15) verschließbare öffnungen 20 aufbereitet, wobei es nicht nur verdampft, sondern (14) zur Regelung der Menge der aus dem Brenn- auch gekrackt wird und gleichzeitig Luftgas- und raum (5) in den Brenner (7) angesaugten Ver- Wassergasreaktionen auftreten,
brennungsprodukte aufweist und daß an die Die vielfach bestehende Notwendigkeit, Schutz-Lowering channels (10, 11) keep the combustion chamber of the combustion gases as low as possible Gas «, 4, 1968, pp. 38 to 40, connected burners (7), of which the outer tube (12), which is subject to the highest possible flame temperatures, aim the inner tube (11) and for this purpose is through Surrounds recirculation with the formation of an injector and the injected fuel oil thermally prepares a slide valve (15) closable openings 20 through hot flue gases, whereby it not only evaporates, but also (14) to regulate the amount that is cracked from the combustion and at the same time air gas and space (5) in the burner (7) sucked water gas reactions occur,
combustion products and that the often existing need to protect Brennkammer (2) zusätzliche Kühlrohre (16) gase vor ihrer Verwendung zu kühlen, ist an sich angeschlossen sind, die den Brennraum (5) der 25 bekannt und in der Literatur, z.B. W.Baukloh Brennkammer (2) mit dem Ableitstutzen (6) für »Grundlagen und Ausführungen von Schutzgasdie Verbrennungsprodukte verbinden. glühungen«, Berlin 1949, S. 23 bis 27, sind unterCombustion chamber (2) additional cooling tubes (16) to cool gases before their use is in itself are connected, which the combustion chamber (5) of 25 is known and in the literature, e.g. W.Baukloh Combustion chamber (2) with the discharge nozzle (6) for »Fundamentals and versions of protective gas die Combine combustion products. glowings ”, Berlin 1949, pp. 23 to 27, are under 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- anderem Anlagen für die Schutzgaserzeugung bekennzeichnet, daß zwischen dem Ableitstutzen schrieben, die Kühler enthalten.2. Device according to claim 1, characterized by other systems for generating protective gas, that wrote between the discharge nozzle that contain coolers. (6) für die Verbrennungsprodukte und den zu- 30 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sätzlichen Kühlrohren (16) eine einen Kataly- Einrichtung zum Verbrennen von Brennstoff-Luftsator enthaltende Kammer (17) angeordnet ist. gemischen in Anlagen zur Schutzgaserzeugung anzu-(6) for the combustion products and the to- 30 The invention is based on the object of providing a additional cooling tubes (16) a catalyzer device for burning fuel-air sator containing chamber (17) is arranged. mixed in systems for generating protective gas 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- geben, bei der eine Stabilität des Verörennungsprokennzeichnet, daß der Katalysator (18) als eine zesses und ein geringerer Gehalt an unerwünschten Scheibe ausgebildet ist, die im Mittelteil der 35 Bestandteilen in den Verbrennungsprodukten bei geKammer (17) angeordnet ist und deren Quer- ringen Außenmaßen der Einrichtung gewährleistet Schnittfläche der Querschnittsfläche der Kammer sind.3. Device according to claim 2, characterized in that the stability of the Verörnungprokmarks, that the catalyst (18) as a process and a lower content of undesirable Disc is formed in the middle of the 35 components in the combustion products at geKammer (17) is arranged and the transverse rings ensure external dimensions of the device Are the intersection of the cross-sectional area of the chamber. entspricht. Dies wird bei einer Einrichtung der eingangs eris equivalent to. This is the case with a facility of the initially he wähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daßmentioned type achieved according to the invention in that 40 die Brennkammer Kühlrohre enthält, welche über40 the combustion chamber contains cooling tubes, which over in der Auskleidung der Brennkammer liegende Kanäle den Brennraum der Brennkammer mit dem zweiLying in the lining of the combustion chamber channels the combustion chamber of the combustion chamber with the two Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung konzentrisch zueinander angeordnete Rohre enthalzum Verbrennen von Brennstoffgemischen für An- tenden Brenner verbinden, von denen das außenlagen zur Erzeugung von Schutzgasen mit einem 45 liegende Rohr das innenliegende Rohr unter Bildung kühlbaren Gehäuse, in dem eine ausgekleidete eines Injektors umgibt und durch einen Schieber Brennkammer angeordnet ist, in deren Brennraum, verschließbare öffnungen zur Regelung der Menge welcher mit einem Ableitstutzen für die Verbren- der aus dem Brennraum in den Brenner angesaugten nungsprodukte in Verbindung steht, ein Brenner Verbrennungsprodukte aufweist und daß an die mündet. 5° Brennkammer zusätzliche Kühlrohre angeschlossenThe invention relates to a device containing concentrically arranged tubes Combine burning of fuel mixtures for an- tendent burners, of which the outer layers to generate protective gases with a pipe lying on the inside, forming the pipe on the inside coolable housing, in which a lined surrounds an injector and by a slide Combustion chamber is arranged, in the combustion chamber, closable openings for regulating the amount which is sucked into the burner from the combustion chamber with a discharge nozzle for the burners tion products is in connection, a burner has combustion products and that to the flows out. Additional cooling pipes connected to the 5 ° combustion chamber Derartige Anlagen, wie sie in der Literatur be- sind, die den Brennraum der Brennkammer mit dem schrieben sind (so z. B. »Kontrollierbare Schutzgase« Ableitstutzen für die Verbrennungsprodukte vervon A. A. Schmmykow und B. W. Malyschew, binden.Such systems, as they are in the literature, which the combustion chamber of the combustion chamber with the are written (e.g. »controllable shielding gases« discharge nozzle for the combustion products vervon A. A. Schmmykow and B. W. Malyschew, bind. Maschgis, 1956), dienen in der Hüttenindustrie und Auf diese Weise kann das Brennstoffgemisch mitMaschgis, 1956), are used in the iron and steel industry and in this way the fuel mixture can with der weiterverarbeitenden Industrie zur Erzeugung 55 abgekühlten Verbrennungsprodukten verdünnt wervon Schutzgasen, um Werkstücke gegen Oxydation den, was eine Temperaturstabilität im Brennraum und Entkohlung beim Erhitzen zu schützen oder um gewährleistet, die wiederum eine erhebliche VerBehälter durchzuspülen oder zu anderen Zwecken, ringerung des Gehaltes an Sauerstoff, Stickoxyden, wo es darauf ankommt, daß unerwünschte Reaktio- Methan und anderen unerwünschten Beimengungen nen mit dem Sauerstoff der Atmosphäre unter- 60 in den Verbrennungsprodukten zur Folge hat.
bleiben. Vorteilhaft ist zwischen dem Ableitstutzen für dieIn the processing industry, in order to generate cooled combustion products, protective gases are diluted in order to protect workpieces against oxidation, which ensures temperature stability in the combustion chamber and decarburization during heating or in order to Nitrogen oxides, where it is important that undesirable reaction methane and other undesirable admixtures with the oxygen in the atmosphere below 60 result in the combustion products.
stay. It is advantageous between the discharge nozzle for the Beim Verbrennen von Brennstoff-Luftgemischen Verbrennungsprodukte und den zusätzlichen Kühlmit einer Luftzahl α = 0,8 bis 0,95 entstehen im Ar- rohren eine einen Katalysator enthaltende Kammer beitsraum der Brennkammer hohe Temperaturen, angeordnet.When burning fuel-air mixtures, combustion products and the additional coolants With an air ratio α = 0.8 to 0.95, a chamber containing a catalyst is created in the Arpipe workspace of the combustion chamber high temperatures, arranged. wodurch in den Verbrennungsprodukten infolge von 65 Dabei ist vorzugsweise der Katalysator als eine Dissoziation von Kohlendioxyd und Feuchtigkeit Scheibe ausgebildet, die im Mittelteil der Kammer Sauerstoff, Hydroxylgruppen sowie auch Stickoxyde angeordnet ist und deren Querschnittsfläche der in großen Mengen auftreten. Querschnittsfläche der Kammer entspricht.whereby in the combustion products as a result of 65 Here, preferably the catalyst is as one Dissociation of carbon dioxide and moisture disc formed in the central part of the chamber Oxygen, hydroxyl groups and also nitrogen oxides is arranged and their cross-sectional area of occur in large quantities. Corresponds to the cross-sectional area of the chamber.
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