DE2525303C3

DE2525303C3 - Gas burner

Info

Publication number: DE2525303C3
Application number: DE2525303A
Authority: DE
Inventors: Nikolai Andreevitsch Gorelov; Vladimir Aleksandrovitsch Grachev; Evgeny Michailovitsch Kirin; Nikolai Ivanovitsch Merkulov; Anatoly Alekseevitsch Tscherny
Original assignee: PENZENSKIJ KOMPRESSORNYJ ZAVOD PENZA (SOWJETUNION)
Current assignee: PENZENSKIJ KOMPRESSORNYJ ZAVOD PENZA (SOWJETUNION)
Priority date: 1975-06-06
Filing date: 1975-06-06
Publication date: 1979-05-10
Also published as: DE2525303A1; DE2525303B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein solcher Gasbrenner ist aus der britischen Patentschrift 12 92 930 bekannt.The present invention relates to a gas burner according to the preamble of the patent claim. Such a gas burner is known from British patent specification 1292,930.

Gasbrenner dieser Art dienen z. B. zum Heizen von Gaskupolöfen, mit denen in der Hüttenindustrie Metalle geschmolzen werden, jedoch auch für andere Zwecke.Gas burners of this type are used for. B. for heating gas cupolas, with which metals in the metallurgical industry melted, but also for other purposes.

Bei der oberbegrifflich vorausgesetzten bekannten Bauart ist die Zuführung des Erdgases in Form eines kurzen und verhältnismäßig dicken Rohrstutzens ausgebildet, der von der hinteren Stirnwand des Mischergehäuses her in dieses hineinragt und dessen vorderes Ende blind verschlossen ist, wobei in der Nähe dieses vorderen Endes in der Zylinderwand mehrere Reihen von gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Öffnungen ausgebildet sind, durch die das Erdgas radial nach außen in den Luftstrom eingeblasen wird, der den ringkanalförmigen Raum zwischen der Gaszuführung und dem Mischergehäuse durchströmt.In the known design, which is assumed in the preamble, the supply of natural gas is in the form of a short and relatively thick pipe socket formed from the rear end wall of the Mixer housing protrudes into this and its front end is blindly closed, in the vicinity this front end in the cylinder wall several rows of evenly distributed on the circumference Openings are formed through which the natural gas is blown radially outward into the air flow that the annular channel-shaped space between the gas supply and the mixer housing flows through.

Als Nachteil kann sich hei dieser bekannten Konstruktion auswirken, daß das eintretende Gas vor seiner Mischung mit der Luft praktisch keine Aufheizung erfährt und deshalb bei der Mischung Gas und Luft recht unterschiedlicher Temperaturen aufeinandertreffen. Dies beeinträchtigt den Wirkungsgrad der Verbrennung. Hinzu kommt, daß die Vermischung des Erdgases mit dem Luftstrom nicht sehr intensiv ist und die «5 Verbrennung deshalb nicht in homogener Weise erfolgt. Auch dies beeinträchtigt den Wirkungsgrad der Verbrennung.A disadvantage of this known construction can be that the gas entering before When it is mixed with the air, there is practically no heating up, and therefore gas and air when it is mixed quite different temperatures meet. This affects the efficiency of the combustion. In addition, the mixing of the natural gas with the air flow is not very intensive and the «5 Combustion therefore does not take place in a homogeneous manner. This also affects the efficiency of the Combustion.

An sich ist aus der US-PS 20 04 919 ein Gasbrenner bekannt, bei dem das Ende eines die Verbrennungsluft zuführenden Rohres von einem ringkanalförmigen Brenngassammler umgeben ist, aus dem das Brenngas radial nach innen in den Luftstrom eingemischt wird, und zwar durch einfache Öffnungen sowie kürzere und längere radial nach innen weisende Stutzen, welche jeweils gleichmäßig über dem Umfang verteilt sind.A gas burner is known per se from US-PS 20 04 919, in which the end of the combustion air feeding pipe is surrounded by an annular channel-shaped fuel gas collector, from which the fuel gas is mixed radially inward into the air flow, through simple openings and shorter and longer, radially inwardly pointing stubs, which are each evenly distributed over the circumference.

Die bei dieser Bauart erreichte gute Einmischung des Gases in den Luftstrom ist hier deshalb notwendig, weil an die Gaseinmischungsstelle sich unmittelbar der Brennraum anschließt, also keine Zwischenstrecke vorhanden ist, in der nach der Einmischung des Gases noch keine Verbrennung stattfindet und in der noch eine Homogenisierung der Mischung erwartet werden könnte. Auch hier kommt es deshalb wegen der unmittelbar an die Einmischung des Gases in den b^r> Luftstrom anschließenden Verbrennung zu ungleichförmigen Verbrennungsvorgängen, die deren Wirkungsgrad beeinträchtigen. Dieser Nachteil ist auch hier verstärkt dadurch, daß das Gas vor der Einmischung in den Luftstrom praktisch keine Aufheizung durch Wärmeaustausch mit der eventuell in heißem Zustand zugeführten Luft erfährt.The good mixing of the gas in the air flow achieved with this type of construction is necessary here because the combustion chamber is immediately adjacent to the gas mixing point, i.e. there is no intermediate section in which combustion does not take place after the gas has been mixed in and in which homogenization is still taking place the mix might be expected. Again, it is therefore for the immediately subsequent to the interference of the gas into the b ^r> combustion air flow to non-uniform combustion processes that affect their efficiency. This disadvantage is also exacerbated here by the fact that the gas is practically not heated up by heat exchange with the air which may be supplied in a hot state before it is mixed into the air stream.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Gasbrenners der oberbegrifflich vorausgesetzten Bauart, bei dem eine Steigerung des Wirkungsgrades der Verbrennung durch intensive Vermischung und Temperaturangleichung der beteiligten Gase gelingtThe object of the present invention is to create a gas burner of the type presupposed in the preamble Design in which an increase in the efficiency of the combustion through intensive mixing and Temperature adjustment of the gases involved succeeds

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs genannten Merkmale vorgeschlagen.To solve this problem, according to the invention, those in the characterizing part of claim proposed features.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung kommt es zunächst durch die Wärmetauscherwirkung der Erdgaszufuhr zu einer wirksamen Aufheizung des Gases vor dessen Einmischung in den Luftstrom und sodann kommt es zu einer sehr homogenen Verteilung des Gases in der Luft aufgrund der in der an sich bekannten Weise über den Strömungsquerschnitt verteilten Einmischung in den Luftstrom, wobei sich an die Einmischungsstelle bis zum Düsenapparat noch eine Zwischenstrecke anschließt, in der die an sich schon gleichmäßige Verteilung des Gases noch eine fast völlig homogene Mischung ergeben kann.In this embodiment according to the invention, the natural gas supply is initially due to the heat exchanger effect to an effective heating of the gas before it is mixed into the air flow and then there is a very homogeneous distribution of the gas in the air due to the known per se Way over the flow cross-section distributed interference into the air flow, whereby at the point of interference There is an intermediate section to the nozzle device, in which the itself is already even distribution of the gas can still result in an almost completely homogeneous mixture.

In einem Gasbrenner der erfindungsgemäßen Ausbildung wird das Gas durch die heiße Verbrennungsluft auf bis zu 400 bis 500° C aufgeheizt Nach Austritt aus den radialen Stutzen kommt es noch innerhalb des Mischers zu einer innigen Vermischung, so daß nach Austritt des Gemischs aus dem Düsenapparat eine sehr wirksame Verbrennung mit einer Hochtemperaturflamme stattfindet, bei der keine oxydierende Wirkung der Flamme auftritt Durch die Erhöhung des Wirkungsgrades kann ein erfindungsgemäßer Gasbrenner auch mit hoher Leistung gebaut werden.In a gas burner of the design according to the invention, the gas is raised by the hot combustion air Heated up to 400 to 500 ° C After exiting the radial connection, it still comes inside the mixer to an intimate mixing, so that after the mixture has emerged from the nozzle apparatus a very effective Combustion takes place with a high temperature flame, in which there is no oxidizing effect of the flame Due to the increase in efficiency, a gas burner according to the invention can also be used with high Performance to be built.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigtThe invention is explained below through the description of an exemplary embodiment with reference to the drawings further explained. It shows

F i g. 1 den Längsschnitt durch einen Gasbrenner;F i g. 1 shows the longitudinal section through a gas burner;

F i g. 2 den Schnitt gemäß Linie H-II in F i g. 1;F i g. 2 shows the section along line H-II in FIG. 1;

F i g. 3 die Stirnansicht des Brenners vom Feuerraum her.F i g. 3 the front view of the burner from the combustion chamber.

Der Gasbrenner stellt eine Schweißkonstruktion dar, die aus dem zylinderförmigen Mischer I besteht, in dem sich eine Erdgaszuführung 2 befindet, die in Form von zwei torusförmigen, in Parallelebenen und koaxial zur Brennerachse liegenden Sammlern 3 und 4 ausgeführt ist, welche durch gleichmäßig über dem Umfang verteilte Rohre 5 untereinander verbunden sind.The gas burner is a welded construction consisting of the cylindrical mixer I in which there is a natural gas supply 2, which is in the form of two toroidal, in parallel planes and coaxial to Burner axis lying collectors 3 and 4 is carried out, which by evenly over the circumference distributed pipes 5 are interconnected.

Am Austrittsende des Mischers 1 befindet sich ein Düsenapparat 6. Der diesem Düsenapparat benachbarte, stromabwärts gelegene Sammler 4 ist mit radial nach innen weisenden Stutzen 7 besetzt, die Gasaustrittsöffnungen 8 aufweisen.At the outlet end of the mixer 1 there is a nozzle device 6. downstream collector 4 is equipped with radially inwardly pointing stubs 7, the gas outlet openings 8 have.

Der DUsenapparat 6 hat Schlitzkanäle 9 und eine Zentralbohrung 10 und ist wassergekühlt ausgeführt. Die Wasserkammer 11 zur Kühlung des Düsenapparats 6 ist durch dessen Vorder- und Rückwand 12 bzw. 13 gebildet. Das Wasser wird der Wasserkammer 11 über einen Stutzen 14 zu- und über einen Stutzen 15 abgeleitet.The DUsenapparat 6 has slot channels 9 and a central bore 10 and is water-cooled. The water chamber 11 for cooling the nozzle apparatus 6 is through its front and rear walls 12 and 13, respectively educated. The water is supplied to the water chamber 11 via a connection 14 and via a connection 15 derived.

Auf der anderen Stirnseite ist der Mischer 1 mit einem Deckel 16 geschlossen, der mit Schraubenbolzen 17 an dem Mischer befestigt wird.On the other end face, the mixer 1 is closed with a cover 16 which is attached with screw bolts 17 attached to the mixer.

Koaxial zum Mischer 1 ist ein Zentralrohr 18 angeordnet, das durch den Deckel 16 und Sammler 4 und 5 hindurchgeführt wird und sich an die Zentralbohrung 10 des Düsenapparats 6 anschließt. In demA central tube 18 is arranged coaxially to the mixer 1 and extends through the cover 16 and collector 4 and 5 is passed through and adjoins the central bore 10 of the nozzle apparatus 6. By doing

Zentralrohr 18 befindet sich ein Zünder 19 zum Zünden des Gas-Luft-Gemisches, der aus einer Mischkammer 20, der über ein Rohr 21 Gas und über ein Rohr 22 Luft zugeführt wird, und einem Rohr 25 mit Zü;:dflammendü se 24 bestehtCentral tube 18 is an igniter 19 for igniting the gas-air mixture that comes from a mixing chamber 20, which is supplied with gas via a pipe 21 and air via a pipe 22, and a pipe 25 with Zü;: dflammendü se 24 exists

Das Erdgas wird der Gaszuführung 2 über Stutzen 25 zugeführt, welche in den stromaufwärts gelegenen Sammler 3 münden, und die aufgeheizte Verbrennungsluft wird dem Gehäuse des Mischers 1 über einen Stutzen 26 zugeführtThe natural gas is fed to the gas supply 2 via nozzles 25, which are located in the upstream Collector 3 open, and the heated combustion air is the housing of the mixer 1 via a Nozzle 26 supplied

Zur Beobachtung der Flammenfackel ist ein Beobachtungsfenster 27 im Deckel 16 vorgesehen.There is an observation window for observing the flame torch 27 is provided in the cover 16.

Der Gasbrenner wird mit Schraubenbolzen 29 an der Ausmauerung des Feuerraums befestigtThe gas burner is fastened to the brickwork of the combustion chamber with screw bolts 29

Der Betrieb des beschriebenen Gasbrenners verläuft wie folgt:The operation of the gas burner described is as follows:

Zunächst wird vorbereitend der Zünder 19, dessen Mischkammer 20 über das Rohr 22 Luft und über das Rohr 21 Gas zugeführt wird, aus dem Z-.ntralrohr 18 herausgenommen. Ober das Rohr 23 strömt das Gas-Luft-Gemisch in die Zündflammendüse 24 ein und wird an deren Austritt angezündet Wenn die Zündflamme stabil brennt, wird der Zünder 19 derart ins Zentralrohr 18 eingeführt, daß sich die Zündflamme vor den Schlitzkanälen 9 des Düsenapparats 6 befindetFirst, in preparation, the igniter 19, its mixing chamber 20 via the pipe 22 air and via the Pipe 21 gas is supplied, taken out of the Z-.ntralrohr 18. The flows through the pipe 23 A gas-air mixture enters the pilot flame nozzle 24 and is lit at its outlet when the pilot flame burns stable, the igniter 19 is inserted into the central tube 18 that the pilot flame is in front the slot channels 9 of the nozzle apparatus 6 is located

Jetzt wird dem Mischer 1 über den Stutzen 26 550 bis 600" C heiße Luft und über die Gasstutzen 25 Erdgas zugeführt Bei der Durchströmung des Sammlers 3, der Rohre 5, des Sammlers 4 und der radial konvergenten Stutzen 7, die durch die Heißluft umspült werden, heizt sich das Erdgas auf und hat beim Austritt aus den öffnungen 8 der radial konvergenten Stutzen 7 eine Temperatur von 400 bis 500⁰C. Das vorgewärmte Gas wird gleichmäßig im Mischer verteilt, innig mit der Heißluft vermischt und das entstandene Gas-Luft-Gemisch verbrennt beim Austritt aus den Schlitzkanälen 9 des Düsenapparats 6 unter Bildung einer kurzen Hochtemperaturflamme.Now the mixer 1 is supplied with 550 to 600 ° C hot air via the connection 26 and natural gas via the gas connection 25 , the gas heats up and has at the outlet from the openings 8 of the radially convergent nozzle 7, a temperature of 400 to 500 ⁰ C. the preheated gas is evenly distributed in the mixer, intimately mixed with the hot air and the resulting gas-air mixture burns as it emerges from the slot channels 9 of the nozzle apparatus 6, forming a short high-temperature flame.

Nach Zünden der Hauptflamme wird die Luftzufuhr in den Zünder 19 unterbrochen und das Erdgas strömt in die Hauptflsmme des Gasbrenners ein, wobei es die Leuchtkraft der Verbrennungsprodukte erhöht.After igniting the main flame, the air supply to the igniter 19 is interrupted and the natural gas flows into it the main flux of the gas burner, increasing the luminosity of the combustion products.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Gas burner with a mixer, the housing of which limits a supply for preheated air and in which a feed for natural gas s ends on the same axis and a nozzle device at its outlet is arranged, characterized in that the supply for natural gas in the form of two in Ring-shaped collectors (3, 4) coaxial to the burner axis located in parallel planes is connected by pipes (5), and that the downstream collectors (4) radially inwardly extending nozzles (7) with gas outlet openings (8).

1515th