DE2306009A1

DE2306009A1 - DEVICE FOR THE FLAMELESS COMBUSTION OF GAS OR STEAM COMBUSTION GAS / AIR MIXTURES

Info

Publication number: DE2306009A1
Application number: DE2306009A
Authority: DE
Inventors: Hans Hamper; Christian Dipl Ing Koch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-02-07
Filing date: 1973-02-07
Publication date: 1974-08-08
Also published as: DE2306009B2

Description

Vorrichtung zur flammlosen Verbrennung von gas-oder dampfformigen Brennstoff-Luft-Gemischen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur flammlosen Verbrennung von gas- oder dampfförmigen Brennstoff-Luft-Gemischen, bestehend aus einer Mischkammer und wenigstens einem Sinterlochstein.Device for the flameless combustion of gas or vapor Fuel-air mixtures The present invention relates to a device for Flameless combustion of gaseous or vaporous fuel-air mixtures, consisting of from a mixing chamber and at least one sintered perforated brick.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur flammlosen Verbrennung von gas- oder dampfförmigen Brennstoff-Luft-Gemischen im Durchsatz durch einen Brenner wurde z.B. in der Patentanmeldung P 21 72 819.8 vorgeschlagen. Dabei erfolgt der Verbrennungsvorgang in den Durchtrittsöffnungen des als Brennerstein verwendeten Sinterlochsteines bei einem hohen Verhältnis der Oberfläche zum Volumen des dem Verbrennungsvorgang zur Ver- -fügung stehenden Raumes und bei einem geringen Abstand der an der Verbrennung beteiligten Reaktanten von der Wand, wodurch eine schnelle Aufwärmung der Reaktanten auf die Reaktionstemperatur und eine gute Durchmischung erreicht werden kann.A method and an apparatus for the flameless combustion of gaseous or vaporous fuel-air mixtures in throughput through a burner was proposed e.g. in the patent application P 21 72 819.8. The Combustion process in the passage openings of the burner block used Sintered perforated brick with a high ratio of the surface to the volume of the dem Combustion process in the available space and at a small distance of the reactants involved in combustion from the wall, creating a rapid Warming up the reactants to the reaction temperature and thorough mixing can be reached.

Die Erzeugung des Brennstoff-Luft-Gemisches in der Mischkammer vor dem Sinterlochstein und ihre gleichmäßige Verteilung über die Oberfläche des Sinterlochsteines erfordert nun eine möglichst kleine Mischkammer, da große Mischkammern bei dieser Verbrennungsform zu unbeabsichtigten Brennerräumen werden können, d.h. daß bei ihnen mit einem Zurückschlagen der Flamme in die Mischkammer zu rechnen ist.The generation of the fuel-air mixture in the mixing chamber before the sintered perforated brick and its even distribution over the surface of the sintered perforated brick now requires a mixing chamber that is as small as possible, since it has large mixing chambers Form of combustion can become unintended burner spaces, i.e. that with them The flame can be expected to flash back into the mixing chamber.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur flammlosen Verbrennung von gas- oder dampfförmigen Brennstoff-Luft-Gemischen anzugeben, bestehend aus einer Mischkammer und wenigstens einem Sinterlochstein, bei der ein Zurückschlagen der Flamme in die Mischkammer vermieden wird bei gleichzeitiger optimaler Verteilung des Brennstoff-Luft-Gemisches über die gesamte Oberfläche des Sinterlochsteines.The present invention is therefore based on the object of a Device for the flameless combustion of gaseous or vaporous fuel-air mixtures to indicate, consisting from a mixing chamber and at least one Perforated sintered brick that prevents the flame from flashing back into the mixing chamber is at the same time optimal distribution of the fuel-air mixture over the entire surface of the sintered perforated brick.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß in der Mischkammer ein mit einer Vielzahl von Öffnungen versehenes Rohr angeordnet ist, durch das der Brennstoff der Mischkammer zugeführt wird und daß die Mischkammer einen Lufteinlaß aufweist, der so angeordnet ist, daß der Luftstrom an dem Rohr entlangstreicht.To solve this problem it is proposed that in the mixing chamber a tube provided with a plurality of openings is arranged through which the Fuel is supplied to the mixing chamber and that the mixing chamber has an air inlet which is arranged so that the air flow sweeps along the pipe.

Vorzugsweise ist eine zum Rohr führende Brennstoffzuführungsleitung so dicht an dem Sinterlochstein angeordnet, daß der dem Rohr zugeführte Brennstoff durch die vom Sinterlochstein abgestrahlte Wärme vorgewärmt wird.A fuel supply line leading to the pipe is preferred so close to the sintered perforated brick that the fuel fed to the pipe is preheated by the heat radiated from the sintered perforated brick.

Die Öffnungen im-Rohr sind derart angeordnet, daß eine gleichmäßige Verteilung des entstehenden Brennstoff-Luft-Gemisches über die Breite und Tiefe des Sinterlochsteines gewährleistet ist.The openings in the tube are arranged so that a uniform Distribution of the resulting fuel-air mixture over the width and depth of the perforated sintered brick is guaranteed.

Vorteilhafterweise mündet der Lufteinlaß derart von einer Seite her in die Mischkammer, daß die einströmende Luft wenigstens teilweise an der an die Mischkammer angrenzenden Oberfläche des Sinterlochsteins etwa parallel zu dieser entlangstreicht, wobei das mit Öffnungen versehene Rohr unmittelbar vor der sich über die ganze Breite des Sinterlochsteins erstreckenden Mündung des Lufteinlasses angeordnet ist und die entlang des Rohres über die ganze Breite des Sinterlochsteins verteilten Öffnungen der Einströmrichtung der Luft entgegengerichtet sind.The air inlet advantageously opens out from one side in this way into the mixing chamber that the inflowing air at least partially to the Mixing chamber adjacent surface of the perforated sintered brick approximately parallel to this strokes along, with the apertured tube immediately in front of it The mouth of the air inlet extends over the entire width of the sintered perforated brick is arranged and along the tube over the entire width of the sintered perforated brick distributed openings are opposite to the direction of airflow.

Die zum Rohr führenden Brennstoffleitungen sind vorzugsweise in Schlangenwindungen an der dem Sinterlochstein gegenüberliegenden Wand der Mischkammer entlanggeführt.The fuel lines leading to the pipe are preferably in serpentine turns guided along the wall of the mixing chamber opposite the sintered perforated brick.

Besonders günstig ist es, wenn die der Oberfläche des Sinterlochsteins gegenüberliegende Wand der Mischkammer mit Leitblechen derart versehen ist, daß eine gleichmäßige Beaufschlagung des Sinterlochsteins mit dem Brennstoff-Luft-Gemisch erfolgt.It is particularly favorable when the surface of the sintered perforated brick opposite wall of the mixing chamber is provided with baffles such that uniform application of the fuel-air mixture to the sintered perforated brick he follows.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die Vorteile auf, daß eine gleichmäßige Beaufschlagung einer Brennerfläche möglich ist, ohne den Brennstoff unter hohem Druck zuzuführen.The inventive device has the advantages that a uniform application of a burner surface is possible without the fuel to be fed under high pressure.

Gleichzeitig erfolgt die Verteilung des Brennstoff-Luft-Gemisches in einem kleinen Raum, was für die flammlose Verbrennung unbedingt erforderlich ist. Große Mischkammern können nämlich bei dieser Verbrennungsform zu unbeabsichtigten Brennerräumen werden, d.h. es ist bei großen Mischkammern vor dem flammlosen Brenner, in denen sich ein Brennstoff-Luft-Gemisch befindet, mit einem Zurückschlagen der Flamme in diese Kammer zu rechnen.At the same time, the fuel-air mixture is distributed in a small room, which is essential for flameless combustion is. This is because large mixing chambers can lead to unintentional combustion in this form of combustion Burner chambers, i.e. in the case of large mixing chambers in front of the flameless burner, in which there is a fuel-air mixture, with a kickback of the Flame to be expected in this chamber.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der beiden Figuren näher erläutert werden, von denen Fig. 1 eine Aufsicht und Fig. 2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigen.The invention is explained in more detail below with reference to the two figures of which FIG. 1 is a plan view and FIG. 2 is a section through the inventive Show device.

In den Figuren ist mit 1 ein mit Öffnungen versehener Sinterlochstein beschrieben, der zur flammlosen Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches geeignet ist. Mit 2 ist die in Strömungsrichtung vor dem Sinterlochstein angeordnete Mischkammer bezeichnet, mit 3 ein Luftzufuhrstutzen und mit 4 eine Brennstoffzufuhrleitung. Die Brennstoffzufuhrleitung 4 erstreckt sich an der dem Sinterlochstein gegenüberliegenden Wand der Mischkammer in Windungen so nahe über die Oberfläche des Sinterlochsteins 1, daß der in der Brennstoffleitung 4 herangeführte Brennstoff vorgewärmt wird. Die Brennstoffleitung 4 geht an ihrem Ende in ein Rohr 5 über, das mit einer Vielzahl von Öffnungen 6 versehen ist. Aus diesen Öffnungen 6 tritt der zugeführte Brennstoff 7 aus.In the figures, 1 is a perforated sintered brick provided with openings described, which is suitable for the flameless combustion of the fuel-air mixture is. 2 is the mixing chamber arranged in front of the perforated sintered brick in the direction of flow denotes, with 3 an air supply nozzle and with 4 a fuel supply line. The fuel supply line 4 extends on the opposite of the perforated sintered brick Wall the mixing chamber in turns so close to the surface of the sintered perforated brick 1, that the fuel supplied in the fuel line 4 is preheated. the Fuel line 4 merges at its end into a tube 5, which with a plurality of openings 6 is provided. The fuel supplied emerges from these openings 6 7 off.

An der Stelle, an der das Rohr 5 angeordnet ist, mündet auch der Luftzufuhrstutzen 3, der sich an seiner Mündung über die ganze Länge des Rohres 5 erstreckt. Die Öffnungen 6 sind dabei der einströmenden Luft entgegengerichtet. Die an dem Rohr 5 entlangstreichende Luft vermischt sich mit dem aus den Öffnungen 6 des Rohres 5 austretenden Brennstoff derart, daß das Gemisch gleichmäßig über die Breite und Tiefe des Sinterlochsteins 1 verteilt wird. Mit 8 ist eine mit einer verschiebbaren Klappe 9 verbundene Regulierschraube bezeichnet, mit der die Öffnungsweite des Lufteinlasses reguliert werden kann, so daß die an dem Rohr 5 entlangstreichende Luft je nach der Stellung der Schraube 8 eine höhere oder niedrigere Geschwindigkeit aufweist. Mit 10 sind Leitbleche bezeichnet, die eine bessere Beaufschlagung des Sinterlochsteins 1 bewirken.At the point at which the pipe 5 is arranged, the air supply nozzle also opens 3, which extends over the entire length of the tube 5 at its mouth. The openings 6 are directed in the opposite direction to the incoming air. The one stroking along the pipe 5 Air mixes with the fuel emerging from the openings 6 of the tube 5 such that the mixture is uniform over the width and depth of the sintered perforated brick 1 is distributed. With 8 is connected to a sliding flap 9 regulating screw referred to, with which the opening width of the air inlet can be regulated, so that the air brushing along the tube 5 depends on the position of the screw 8 has a higher or lower speed. With 10 baffles are designated, which cause a better loading of the sintered perforated brick 1.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird also eine kleine Mischkammer geschaffen, in die keine Flammen aus dem Sinterlochstein zurückschlagen können und die gleichzeitig eine gute Vermischung von Brennstoff und Luft gewährleistet bei sehr gleichmäßiger Verteilung des Gemisches über die gesamte Oberfläche des Sinterlochsteines.The device according to the invention thus creates a small mixing chamber created in which no flames from the sintered perforated brick can flash back and which at the same time ensures good mixing of fuel and air very even distribution of the mixture over the entire surface of the sintered perforated brick.

Der Sinterlochstein kann auch, wie bei dem Brenner nach der Offenlegungsschrift 1 939 535, einen Katalysator enthalten.The sintered perforated brick can also, as in the case of the burner according to the laid-open specification 1,939,535, contain a catalyst.

Es handelt sich dann um einen flammlosen katalytischen Brenner. Ferner kann bei entsprechend verringerter Luftzufuhr der Brennstoff in dem Sinterlochstein auch nur teilverbrannt werden. Aus dem Sinterlochstein tritt dann ein brennbares Gasgemisch aus, das beispielsweise zur Speisung eines anderen Brenners benutzt werden kann.It is then a flameless catalytic burner. Further the fuel in the sintered perforated brick can with a correspondingly reduced air supply also only partially burned. A combustible brick then emerges from the sintered perforated brick Gas mixture that can be used to feed another burner, for example.

6 Patentansprüche 2 Figuren6 claims 2 figures

Claims

Claims @ Device for the flameless combustion of Gaseous or vaporous fuel-air mixtures, consisting of a mixing chamber and at least one sintered perforated brick, characterized in that in the mixing chamber a tube provided with a plurality of openings is arranged through which the Fuel is supplied to the mixing chamber and that the mixing chamber has an air inlet which is arranged so that the air flow sweeps along the tube.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that one for Pipe leading fuel supply line arranged so close to the sintered perforated brick is that the fuel fed to the pipe is through the radiated from the sintered perforated brick Heat is preheated.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the openings in the tube are arranged so that an even distribution of the resulting Fuel-air mixture guaranteed over the width and depth of the sintered perforated brick is.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the air inlet opens from one side into the mixing chamber in such a way that the inflowing air at least partially on the surface adjoining the mixing chamber of the sintered perforated brick along roughly parallel to this strokes that the one with openings provided tube immediately in front of which extends over the entire width of the sintered perforated brick extending mouth of the air inlet is arranged and along the tube Openings in the inflow direction distributed over the entire width of the sintered perforated brick are opposite to the air.

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that that the fuel lines leading to the pipe in serpentine windings on the sintered perforated brick is guided along opposite wall of the mixing chamber.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the wall of the mixing chamber opposite the surface of the perforated sintered brick is provided with baffles in such a way that a uniform application of the sintered perforated brick takes place with the fuel-air mixture.

E n g e r i t e