DE2306009C3

DE2306009C3 - Device for the flameless combustion of gaseous or vaporous fuel-air mixtures

Info

Publication number: DE2306009C3
Application number: DE19732306009
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl.-Ing. 8501 Großgründlach; Hamper Hans 8520 Erlangen Koch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1973-02-07
Publication date: 1976-10-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur flammlosen Verbrennung von gas- oder dampfförmigen Brennstoff-Luft-Gemischen mit einer von einem Brennergehäuse gebildeten, an einer Seite durch mindestens einen Sinterlochstein abgedeckten Mischkammer und einem in die Mischkammer ragenden Gasrohr zur Zuführung des Brennstoffes sowie einem Lufteinlaß. wobei die Zufuhr der Luft so vorgenommen ist. daß sie das Gasrohr quer zu seiner Erstreckung umströmt.The invention relates to a device for flameless Combustion of gaseous or vaporous fuel-air mixtures with one of a burner housing formed, covered on one side by at least one sintered perforated brick and a mixing chamber Gas pipe protruding into the mixing chamber for supplying the fuel and an air inlet. being the feed the air is so made. that it flows around the gas pipe transversely to its extent.

Eine Vorrichtung mit diesen baulichen Merkmalen ist bereits aus der US-PS 34 89 134 bekannt. Der Brennstoff wird bei dieser bekannten Vorrichtung über ein in die Mischkammer ragendes Gasrohr zugeführt, während die Verbrennungsluft senkrecht zur Lochsteinoberfläche über einen getrennten Einlaß so eingeblasen wird, daß sie das Gasrohr quer zu seiner Erstreckung umströmt. Das Gasrohr weist eine einzige Austrittsöffnung für den Brennstoff auf, die an seiner dem Luftstrom abgewandten Seite angebracht ist. Die Mischung des Brenngases mit der Luft wird durch mehrere in der Mischkammer angeordnete Ablenkplatten bewirkt, was ein relativ großes Volumen der Mischkammer bedingt. Außerdem erfolgt die Verbrennung bei dieser Vorrich- -^S5 lung nicht flammlos sondern flamrr end.A device with these structural features is already known from US Pat. No. 3,489,134. In this known device, the fuel is supplied via a gas pipe projecting into the mixing chamber, while the combustion air is blown in perpendicular to the perforated stone surface via a separate inlet so that it flows around the gas pipe transversely to its extent. The gas pipe has a single outlet opening for the fuel, which is attached on its side facing away from the air flow. The mixing of the fuel gas with the air is brought about by a plurality of deflector plates arranged in the mixing chamber, which results in a relatively large volume of the mixing chamber. ^S not 5 development flammlos but flamrr end - In addition, the combustion at this Vorrich- done.

Aus der US-PS 33 53 583 ist eine Verbrennungsvorrichtung bekannt, die eine in eine Verteilerkammer ragende Venturidüse zur Zufuhr eines Brenngases, eine schlitzartige, zu der Venturidüse parallele Öffnung im ^⁰ Kammergehäuse und ein Leitblech enthälv. Das Leitblech dient zum Verteilen des Brenngases über einen die öffnung abdeckenden Flammenschirm.From US-PS 33 53 583 a combustor is known, the enthälv a projecting into a distribution chamber venturi for supplying a fuel gas, a slot-like, parallel to the venturi opening in the ^ ⁰ chamber housing and a baffle. The baffle serves to distribute the fuel gas over a flame screen that covers the opening.

In der DT-AS 10 80 753 ist eine 'vorrichtung zur Verbrennung eines Brenngases beschrieben, die eine Ver- ^h? feuerkammer und ein eine Seite c!i;r Verteiierkammer abdeckendes Katalysatorpolster zur flammiosen Verbrennung des Brenngases aufweist Das Brenngas wird über eine in der Verteilerkammer verlegte Rohrschlange mit einer Vielzahl über ihre Länge verteilter Bohrungen in die Verteilerkammer geleitet und über das Katalysatorpolster verteilt.In the DT-AS 10 80 753 a 'device for the combustion of a fuel gas is described, which a ratio ^? fire chamber and a catalyst cushion covering one side of the distributor chamber for flammable combustion of the fuel gas.The fuel gas is fed into the distributor chamber via a pipe coil laid in the distributor chamber with a large number of bores distributed over its length and distributed over the catalyst cushion.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur flammlosen Verbrennung von gas- oder dampfförmigen Brennstoff-Luft-Gemischen im Durchsatz durch einen Brenner sind auch in der Patentanmeldung P 21 32 819.G 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 Verfugung stehenden Raumes und bei einem geringen Abstand der an der Verbrennung beteiligten Reaktanten von der Wand, wodurch eine schnelle Aufwärmung der Reaktanten auf die Reakiionstemperatur und eine gute Durchmischung erreicht werden kann.A method and a device for the flameless combustion of gaseous or vaporous fuel-air mixtures in throughput through a burner are also proposed in patent application P 21 32 819.G. The combustion process takes place in the passage openings of the burner block used as a burner block Sintered perforated brick with a high ratio of the surface to the volume of the combustion process available space and with a small distance between those involved in the combustion Reactants from the wall, causing a rapid warming of the reactants to the reaction temperature and good mixing can be achieved.

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 Misch- und Verteilerkammer, da große Mischkammer 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 in front of the sintered perforated brick and its uniformity Distribution over the surface of the sintered perforated brick now requires the smallest possible mixing and Distribution chamber, as the large mixing chamber in this type of combustion leads to unintended burner spaces can be, d. H. that with them a flashback of the flame into the mixing chamber can be expected is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art unter Beibehaltung einer guten Mischwirkung die Mischkammer zu verkleinern und gleichzeitig für eine gleichmäßige Verteilung des Brennstoff-Luft-Gemisches über die gesamte Oberfläche des Sinterlochsteines zu sorgen.The invention is based on the object of maintaining a device of the type mentioned at the beginning a good mixing effect to reduce the size of the mixing chamber and at the same time for a uniform To ensure distribution of the fuel-air mixture over the entire surface of the sintered perforated brick.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gasrohr zur Vermischung eine Reihe von öffnungen aufweist, die gegen die anströmende Luft gerichtet sind.According to the invention, this object is achieved in that the gas pipe has a number of has openings which are directed against the incoming air.

Dadurch wird erreicht, daß der gas- oder dampfförmige Brennstoff beim Austritt aus dem Gasrohr der an dem Rohr vorbeistreichenden Luft entgegenströmt, sich rasch mit dieser vermischt und von dem Luftstrom zu dem Sinterlochstein mitgeführt wird. Die öffnungen im Gasrohr sind derart angeordnet, daß eine gleichmäßige Verteilung des entstehenden Brennstoff-Luft-Gemisches über die Breite und Tiefe des Sinterlochsteines gewährleistet ist.This ensures that the gaseous or vaporous When the fuel exits the gas pipe, it flows in the opposite direction to the air flowing past the pipe, mixes rapidly with this and is carried along by the air flow to the sintered perforated brick. The openings in the gas pipe are arranged so that a uniform distribution of the resulting fuel-air mixture is guaranteed over the width and depth of the sintered perforated brick.

Vorzugsweise ist die Zuleitung zum Gasrohr als am Boden der Mischkammer verlegte Rohrschlange ausgebildet. Da diese Zuleitung dann verhältnismäßig dicht am Sinterlochstein angeordnet ist, wird der dem Gasrohr zugeführte Brennstoff durch die vom Sinterlochstein abgestrahlte Wärme vorgewärmt.The feed line to the gas pipe is preferably designed as a pipe coil laid at the bottom of the mixing chamber. Since this supply line is then arranged relatively close to the sintered perforated brick, that of the gas pipe The fuel supplied is preheated by the heat radiated from the sintered perforated brick.

Vorteilhafterweise erfolgt die Luftzufuhr zur Mischkammer so, daß die Luft etwa parallel zur Lochsteinoberfläche strömt. Hierzu mündet der Lufteinlaß von der Seite her in die Mischkammer und das mit öffnungen versehene Gasrohr ist unmittelbar vor der sich über die ganze Breite des Sinterlochsteines erstreckenden Mündung des Lufteinlasses angeordnet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Mischkammerboden zur gleichmäßigen Beaufschlagung des Lochsteines mit Leitblechen versehen ist.The air is advantageously supplied to the mixing chamber in such a way that the air is approximately parallel to the surface of the perforated brick flows. For this purpose, the air inlet opens from the side into the mixing chamber and that with openings The gas pipe provided is immediately in front of the one that extends over the entire width of the perforated sintered brick Arranged mouth of the air inlet. It is particularly advantageous if the mixing chamber bottom to uniform application of the perforated stone is provided with guide plates.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die Vorteile auf. daß eine gleichmäßige Beaufschlagung einer Brennerfläche möglich ist, ohne den Brennstoff unter hohem Druck zuzuführen. Gleichzeitig erfolgt die Verteilung des Brennstoff-Luft-Gemisches in einem kleinen Raum, was für die flammlose Verbrennung unbedingt erforderlich ist. Große Mischkammern könnenThe device according to the invention has the advantages. that a uniform application of a Burner surface is possible without feeding the fuel under high pressure. Distribution takes place at the same time of the fuel-air mixture in a small room, which is essential for flameless combustion is required. Large mixing chambers can

nämlich bei dieser Verbrennungsfiirm /u unbeabsichtigten Brennerräumen werden, d. h. es ist bei großen Mischkammern vor dem flammlosen Brenner, in denen sich ein Brennstoff-Luft-Gemisch befindet, nut einem Zurückschlagen der Flamme in diesi.· Kummer /u rechnen. namely at this incineration firm / u unintentional Burner chambers, d. H. in large mixing chambers it is in front of the flameless burner in which if there is a fuel-air mixture, only one Flashback of the flame in this. · Sorrow / u reckon.

Im folgenden soll die Erfindung .in Hand de beiden Figuren näher erläutert werden, von denenIn the following, the invention .in hand de both Figures are explained in more detail, of which

F i g. 1 eine Aufsicht undF i g. 1 a supervision and

F i g. 2 einen Schnitt durch die erfindungsgen äße Vorrichtung zeigen.F i g. 2 show a section through the device according to the invention.

In den Figuren ist mit I ein mit Öffnungen versehener Sinterlochstein beschrieben, dor 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 I. 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 /ugeführte Brennstoff 7 aus. An der Stelle, an der das Rohr 5 .ingeordnet 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 .liedrigere Geschwindigkeit aufweist. Mit 10 sind Leitbleche bezeichnet, die eine bessere Beaufschlagung des Sinterlochsteins 1 bewirken. In the figures, a sintered perforated brick provided with openings is described with I, which is suitable for the flameless combustion of the fuel-air mixture. The mixing chamber located upstream of the perforated sintered brick is denoted by 2, an air supply nozzle is denoted by 3 and a fuel supply line is denoted by 4. The fuel supply pipe 4 extends so close to the side opposite the sintered perforated brick wall of the mixing chamber in turns over the surface of the sintered stone hole I. that the zoom guided in the fuel line 4 fuel is preheated. At its end, the fuel line 4 merges into a tube 5 which is provided with a multiplicity of openings 6. The supplied fuel 7 emerges from these openings 6. At the point where the tube 5 is arranged. the air supply nozzle 3 also opens, which extends at its mouth over the entire length of the pipe 5. The openings 6 are directed in the opposite direction to the inflowing air. The air brushing along the tube 5 mixes with the fuel emerging from the openings 6 of the tube 5 in such a way that the mixture is evenly distributed over the width and depth of the sintered perforated brick 1. 8 with a regulating screw connected to a displaceable flap 9 is referred to, with which the opening width of the air inlet can be regulated so that the air stroking along the pipe 5 has a higher or lower speed depending on the position of the screw 8. With 10 guide plates are referred to, which bring about a better application 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 into which none Ability to strike back flames from the sintered perforated brick and at the same time a good mixture of Fuel and air are guaranteed with a 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 14 3s 535. einen Katalysator enthalten. Es handelt sich dann um einen flammlosen katalytischen Brenner. Ferner kann bei entsprechend verringerter Luftzufuhr der Brennstoff in dem Sinterlochslein auch nur teilverbr.tnnt werden. Aus dem Sinterlochstein tritt dann ein brennbares Gasgemisch aus. das beispielsweise zur Speisung eines anderen Brenners benutzt werden kann.The sintered perforated brick can also be used as with the burner according to laid-open specification 14 3s 535. a catalyst contain. It is then a flameless catalytic burner. It can also be used accordingly reduced air supply, the fuel in the sintering hole can only be partially burned. Out A combustible gas mixture then escapes from the perforated sintered brick. for example to feed another Burner can be used.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

! Device for the flameless combustion of gaseous or vaporous fuel-air mixtures with one formed by a burner housing, on one side by at least one sintered perforated brick covered mixing chamber and an in the mixing chamber protruding gas pipe for supplying the fuel and an air inlet, the "° Supply of air is made. that it flows around the gas pipe transversely to its extent, d a through characterized in that the gas pipe (S) has a number of openings (6) for mixing, which are directed against the incoming air '5.

2. Device according to claim!, Characterized in that that the supply line to the gas pipe (5) as a pipe coil laid on the floor of the mixing chamber (2)

(4) is formed.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the air supply to the mixing chamber (2) takes place approximately parallel to the perforated stone surface (1).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that that the mixing chamber floor for even loading of the hole stem (1) with Baffles (JO) is provided.