DE2609258A1

DE2609258A1 - Gasbrenner zum abfackeln brennbarer gase

Info

Publication number: DE2609258A1
Application number: DE19762609258
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Combustion Unlimited Inc
Current assignee: Combustion Unlimited Inc
Priority date: 1975-03-14
Filing date: 1976-03-05
Publication date: 1976-09-30
Also published as: US3995986A; JPS564801B2; JPS51108339A; GB1495179A; GB1495180A; IT1052829B; CA1040090A

Description

DIETRICH LEWINSKY

HaNZ-JOACHiM HUBER

REINER PRfHTSCH 8669-IV/He.

MÖNCHEN 21 5.3-1976

GOTTHARDSTR.81

Combustion Unlimited Incorporated, P.O. Box 8856₅ Elkins Park, Pennsylvania 19117 (V.St.A.)

"Gasbrenner zum Abfackeln brennbarer Gase"

Priorität vom 14. März 1975 aus der USA-Patentanmeldung 558 283

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner zum Abfackeln brennbarer Gase, insbesondere nichtverwendbarer Gase am freien oberen Ende eines Abfackelkamins.

Es sind bereits zahlreiche Gasbrenner bekannt, die mit Dampf zur Verbesserung der Verbrennung und zur Unterdrückung der Rauchentwicklung arbeiten. Beispiele sind in den USA-Patentschriften 3 822 984 und 3 512 911 beschrieben.

Bei der Auslegung von Gasbrennern für die rauchfreie Verbrennung sind zwei wesentliche Lärmquellen zu berücksichtigen. Die erste Lärmquelle hängt von der Zusammensetzung des abzufackelnden Gases ab, da die durch die Mischung des Gases mit Luft und Dampf entstehende Turbulenz Lärm verursacht, der davon abhängt, wieviel Luft und Dampf für die rauchfreie Verbrennung benötigt werden. Bei geringer Vermischung ist der Lärmpegel niedrig, aber es besteht eine größere Wahrscheinlichkeit für die Rauchentwicklung zufolge unzureichender Verbrennung mit dem Ergebnis, daß ein Kompromiß notwendig ist, der nicht zur

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- 2 besten Verbrennung führen kann.

Die andere wesentliche Lärmquelle ist der Hochgescftwindigkeits- oder Strahllärm, der sich aus dem Dampfdurchfluß ergibt , der größer ist, wenn ein äußerer Dampfring verwendet wird, der Jedoch immer vorhanden ist, wenn überhaupt Dampf für die Unterstützung der Verbrennung und die Rauchunterdrükkung benutzt wird.

Die bisher bekannten Gasbrenner stellen einen Kompromiß dar und arbeiten nicht zufriedenstellend in Ballungsgebieten, sowie dort, wo der Lärm unter Berücksichtigung der Anwohner und staatlich festgesetzter Lärmgrenzen ein wesentlicher Paktor ist. ■ ■

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasbrenner der einleitend angegebenen Gattung mit einfachem und widerstandsfähigem Aufbau zu schaffen₃ der nur ein Minimum an Wartung erfordert und gleichwohl eine sehr gute Verbrennung mit niedrigem Lärmpegel für Gase unterschiedlicher Zusammensetzungen und schwankender Durchflußmengen ergibt.

Diese Aufgabe- ist durch die in den Patentansprüchen angegebene Erfindung gelöst.

In der Zeichnung ist ein Gasbrenner nach der Erfindung anhand einer beispielsweise gewählten Ausführungsform schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Gasbrenner teils in der Seitenansicht, teils im vertikalen Schnitt und

Fig. 2 einen horizontalen, vergrößerten Schnitt längs etwa der Linie 2-2 in Fig. 1.

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Der in der Zeichnung dargestellte Gasbrenner umfaßt ein Kaminrohr IO mit kreisförmigem Querschnitt und einem Anschlußflansch 11 an seinem Unterende zur Verbindung mit einem Vorratsbehälter od. dergl. für das abzufackelnde Gas. In dem Kaminrohr 10 verläuft ein Gasrohr 12 geringeren Durchmessers, das an seinem Oberende mit einem sich glockenförmig erweiternden Kegeleinsatz 14 versehen ist.

Der Kegeleinsatz 14 ist konzentrisch zu dem Kaminrohr 10 angeordnet und mit diesem über eine Anzahl Leitplatten 15 verbunden j von denen jede in einer horizontalen Ebene einen Winkel mit einem Radius durch die Mifcte des Gasrohres 10 einschließt und einen Winkel mit einer horizontalen Linie durch den Mittelpunkt des Gasrohres 12 einschließt, so daß dem über die Leitplatten 15 austretendenj abzufackelnden Gas eine Drall- oder Wirbelbewegung aufgeprägt wird.

Das Karninrohr 10 wird von einem konzentrisch dazu und in Abstand verlaufenden Mantelrohr 16 umgeben, wobei der ringförmige Zwischenraum zwischen dem Kaminrohr 10 und dem Mantelrohr 16 als Führung für die Zufuhr von Verbrennungsluft dient.

In der Achse des Gasrohres 12 ist ein Dampfrohr 20 geringen Durchmessers vorgesehen, das mit einem Dampfauslaß 21 mit darin angeordneten Löchern 22 für den Dampfaustritt ausgerüstet ist.

Der Dampfauslaß 21 sitzt unterhalb des Schnittpunktes des Kegeleinsatzes|l4 mit dem Gasrohr 12, jedoch kann dieser Ort nach Bedarf festgelegt werden.

Innerhalb des Mantelrohres 16 und außerhalb des Kaminrohres 10 ist/Dampfringrohr 25 vorgesehen, das über ein Rohr 26 mit einer nichtdargestellten Druckdampfquelle verbunden ist und mit einer

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Anzahl von nach oben gerichteten Austrittsöffnungen 27 versehen ist.

Außerdem liegen am oberen Rand des Mantelrohres 16 eine Anzahl von Pilotbrennern 30 mit Brennerköpfen 3I₃ die mit dem Oberrand des Mantelrohres 16 abschließen.

Die ßrennerköpfe 31 sind nach Art von luftansaugenden Venturidüsen ausgebildet und werden durch Halterungen 32 an dem Man^· telrohr 16 gehalten. Die Pilotbrenner 30 sind mit einer Ringleitung 33 verbunden, die über ein Pilotgasrohr 34 mit einer unter Druck stehenden., nichtdargestellten Gasquelle verbunden ist.

Des weiteren sind die Pilotbrenner 30 mit Zündrohren 35 versehen, über die gewünschtenfalls eine Zündflamme geleitet werden kann. Die Pilotbrenner 30 können daher sowohl ständig als auch in Abständen in Betrieb sein, jedoch ist ein durchgehender Betrieb zu bevorzugen.

Das Mantelrohr 16 ist an seinem Unterende mit einem glockenförmig sich nach unten erweiternden Gehäuse 40 verbunden. Im Inneren des Gehäuses 40 ist eine schallschluckende Auskleidung 45 angeordnet und befestigt, die den Lärm absorbiert, den die durch dieses Gehäuse hindurch zu dem Mantelrohr 16 strömende Luft verursacht. Die Auskleidung 45 kann aus irgendeinem geeigneten, hitzebeständigen Werkstoff bestehen und eine keramische Pasermatte umfassen, die eine Dicke von etwa 3 bis 4 cm und eine Dichte bei etwa 64 ^§ besitzt.

Unten ist das Mantelrohr 16 mit einem topfförmigen Gehäuse abgeschlossen, das sich unterhalb des glockenförmigen Gehäuses 40 befindet und ebenso mit einer Schicht aus einer schallschluckenden Auskleidung 46 versehen ist, die aus demselben Werkstoff wie die Auskleidung 45 bestehen kann.

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Im Betrieb wird das abzufackelnde, brennbare Gas über das Kaminrohr 10 zugeführt, aus dem es über die Leitplatten 15 austritt, die ihm eine Wirbelbewegung erteilen. Der wirbelnde Gasstrom wird durch den Kegeleinsatz 14 nach außen abgedrängt und aufgeweitet.

Verbrennungsluft, die in dem Raum zwischen dem Kaminrohr 10 und dem Mantelrohr 16 mittels Abgabe von Dampf durch die. öffnungen 27 angesaugt wurde, kommt in innige Berührung mit dem über die Leitplatten 15 austretenden Gas und mischt sich mit demselben zur Verbrennung.

Die wirbelnde Säule aus brennbarem Gas befindet sich somit zwischen einem inneren Dampf- und Luftstrom und einem äußeren Dampf- und Luftstrom, wobei mit beiden Strömen eine kontinuierliche Durchmischung stattfindet.

Die Pilotbrennerköpfe 31 zünden das Gas/Luft/Dampf-Gemisch, das in einer aufsteigenden, wirbelnden Säule verbrennt, wobei Luft aus der umgebenden Atmosphäre zusätzlich in die Säule gesogen wird und zur vollständigen Verbrennung beiträgt.

Der mittelfrequente Verbrennungslärm der brennenden Gase, der abhängig von der Gaszusammensetzung,der Turbulenz im Mischungsbereich und der Verbrennung ist, wird durch die schallschluckenden Auskleidungen 45 und 46 absorbiert.

Der höherfrequente oder Strahllärm, der infolge der Verwendung von Dampf auftritt, ist gerichtet, und zwar bei der vorliegenden Ausbildung nach oben gerichtet, wobei ein nach unten gerichteter Anteil durch die Auskleidung 46 absorbiert wird.

Die Verbrennung erfolgt wegen der innigen Vermischung von Gas und Luft zusammen mit der Dampfbeimischung rauchlos und wegen der für die Lärmunterdrückung getroffenen Vorkehrungen leise.

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Claims

DIETRICH LEWINSKY

HJiNZ-JOACHIM HUBER

REINl-R PRlETSCH 8669-IV/He,

MONC H E N 2 1 5.3.1976

G.OTTHARDSTR.81

Combustion Unlimited Incorporated.

Patentansprüche:

'l. !Gasbrenner zum Abfackeln brennbarer Gase, Insbesondere —' nichtverwendbarer Gase am freien oberen Ende eines Abfackelkamins , dadurch gekennzeichnet, daß der Abfackelkamin mehrere konzentrische Rohre (12, 1O₅ l6) für die Zufuhr des brennbaren Gases, sowie die Zufuhr von Dampf und angesaugter Verbrennungsluft umfaßt, und schallschluckende Auskleidungen (45j 46) im Eintrittsbereich der angesaugten Verbrennungsluft zur Verminderung des durch das Ansaugen entstehenden Lärms aufweist.
2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der inneren Rohre (12) Dampf und Luft zua?führt.
3. Gasbrenner"nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der äußeren Rohre (l6) Dampf und Luft zuführt.
4. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittleres Rohr (10) das brennbare Gas zuführt.
5· Gasbrenner nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Einrichtungen (15), die dem Strom brennbaren Gases eine Drall- oder Wirbelbewegung erteilen.
6. Gasbrenner nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Körpe¹" (14), der den wirbelnden Gasstrom aufweitet.

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7· Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innerste Rohr (12) einen Dampfauslaß (21) enthält, der Verbrennungsluft durch dieses Rohr ansaugt, und der Raum zwischen dem inneren Rohr (12) und dem mittleren Rohr (10) das brennbare Gas führt und daß Einrichtungen (14, 15) dem brennbaren Gas nach Austritt aus diesem Raum eine rotierende und divergierende Bewegung auferlegen und in dem Raum zwischen dem äußersten Rohr (l6) und dem mittleren Rohr (10) eine Dampfabgabevorrichtung (25) zum Ansaugen von weiterer Verbrennungsluft, die in Berührung mit dem austretenden Gas kommt, aufweist.
8. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lufteinlaß mit sich nach oben verengendem Gehäuse (4O)₃ das den einen Teil (45) der schallschluckenden Auskleidungen aufweist, vorgesehen ist.
9. Gasbrenner nach Anspruch 8_S dadurch gekennzeichnet, daß sich im Bereich des sich verengenden Gehäuses (40) ein weiteres Gehäuse (50) mit waagerechtem Boden befindet, das den anderen Teil (46) der schallschluckenden Auskleidung aufweist.

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