DE3033988C2 - Gas burner with integrated burner head air cooling - Google Patents
Gas burner with integrated burner head air coolingInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner mit integrierter Brennerkopf-Luftkühlung und gleichzeitiger Verbrennungsluftvorwärmung sowie mit Sekundärluftzumischung zur Erzeugung von Heizgasen, insbesondere für den Einsatz in Industrieöfen zur Herstellung empfindlicher keramischer Produkte, wobei die Kühlluft für den Brennerkopf, di<; in einem Ringrohrraum im Brenner nach vorne geführt wird, dort a'" einer Stirnplatte aufprallt, diese kühlt und dabe: erwärmt wird und anschließend als vorgewärmte Verbrennungsluft verwendet wird.The invention relates to a gas burner with integrated burner head air cooling and simultaneous combustion air preheating and with secondary air admixture for the generation of heating gases, in particular for use in industrial furnaces for the production of sensitive ceramic products, the cooling air for the burner head, di <; is guided forward in an annular tube space in the burner, where a '"impacts a faceplate, this cools and dabe : is heated and then used as preheated combustion air.
Ein derartiger Brenner ist aus der DE-PS 6 05 367 bekannt.Such a burner is from DE-PS 6 05 367 known.
Für industrielle Erwärmungsprozesse zur Herstellung keramischer Produkte ist es stets notwendig, bestimmte Aufheiz- und Abkühlprogramme einzuhalten. Dies erfordert die Erzeugung von Heizgasen unterschiedlicher Temperaturen durch eine geeignete Verbrennungseinrichtung. Ein solcher Brenner muß in der Lage sein, Heizgastemperaturen über einen breiten Bereich, in der keramischen Technologie von etwa 100 -1800° C zu produzieren.For industrial heating processes for the manufacture of ceramic products it is always necessary to use certain Adhere to the heating and cooling programs. This requires the generation of different heating gases Temperatures by a suitable incinerator. Such a burner must be in the Be able to heat gas temperatures over a wide range, in ceramic technology of about 100-1800 ° C to produce.
Da fast alle keramischen Produkte empfindlich gegen Temperaturschock und -wechsel sind, sollen sie nicht direkt mit der Flamme in Kontakt kommen. Deshalb werden nur die Heizgase mit den geforderten Temperaturen in die verschiedenen Zonen des Ofens eingeleitet.Since almost all ceramic products are sensitive to temperature shock and changes, they shouldn't come into direct contact with the flame. Therefore only the heating gases with the required temperatures are used introduced into the various zones of the furnace.
Es ist bekannt, hierzu Tunnelbrenner zu verwenden, bei denen sich die Flamme innerhalb einer röhrenförmigen Brennkammer unmittelbar im Anschluß an den Brenner ausbildet, wie es beispielsweise in der DE-OS 24 61 222 beschrieben ist. Die Verbrennung findet dadurch außerhalb des Ofenraumes statt, die Heizgase treten mit definierter Temperatur, gesteuert durch den Luftüberschuß, aus dem Verbrennungsaggregat in den Ofen ein. In den meisten technischen Anwendungsfällen wird die dazu benötigte Sekundärluft mittels einer aufwendigen Konstruktion durch die Ofenwandung der Brennkammer zugeleitet.It is known to use tunnel burners for this purpose, in which the flame is inside a tubular Combustion chamber forms immediately after the burner, as it is, for example, in DE-OS 24 61 222 is described. As a result, the combustion takes place outside the furnace chamber and the hot gases enter with a defined temperature, controlled by the excess air, from the combustion unit into the Oven. In most technical applications, the secondary air required for this is drawn through the furnace wall by means of a complex construction Combustion chamber fed.
Nachteil der bisher bekannten Brenner ist jedoch die sehr aufwendige Konstruktion und die fehlende Möglichkeit, einen einzigen Brenner aus Stahl zur Erzeugung von Heizgasen mit niedrigen und auch sehr hohen Temperaturen einzusetzen.The disadvantage of the previously known burners, however, is the very complex construction and the lack of the possibility of a single burner made of steel for the production of heating gases with low and also very high Temperatures to use.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem konstruktiv einfach aufgebauten und kostengünstig herstellbaren Gasbrenner Heizgase sowohl mit extrem hohen als auch mit sehr niedrigen Temperaturen herzustellen. Zu letztgenanntem Zweck muß eine große Luftmenge der Flamme beigemischt werden können.The invention is based on the object with a structurally simple and inexpensive to manufacture Gas burners produce heating gases at both extremely high and very low temperatures. For the latter purpose, a large amount of air must be able to be admixed with the flame.
Diese Aufgabe wird bei einem Gasbrenner der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sekundärluft zur Erzeugung von Heizgasen niedrigerer Temperaturen durch ein in der Brennerachse angeordnetes Rohr in den inneren Kernbereich der Brennerflamme hinein zugemischt wird.In the case of a gas burner of the type specified at the outset, this object is achieved according to the invention in that that the secondary air for the generation of heating gases of lower temperatures through a in the burner axis arranged tube is mixed into the inner core area of the burner flame.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es mit einem einzigen, vielseitig verwendbaren und konstruktiv einfach aufgebautenThe advantages achievable with the invention are in particular that it is versatile with a single usable and structurally simple
is Gasbrenner möglich ist, Heizgase mit sehr niedrigen und mit extrem hohen Temperaturen zu erzeugen, ohne daß einerseits die Sekundärluft, wie in sonst vierfach üblichen Brennern, durch die Ofenwandung in den Brenntunnel eingeführt werden muß, noch daß andererseits eine spezielle Kühlung des Brennerkopfes mit zusätzlicher Luft oder mit Wasser erfolgen muß. Insbesondere wird bei eventuellen Defekten die Gefahr durch das in den heißen Ofenraum austretende Wasser vermieden. is gas burner possible, heating gases with very low and to generate with extremely high temperatures, without on the one hand the secondary air, as in otherwise fourfold usual burners, through the furnace wall must be introduced into the furnace, nor that on the other hand a special cooling of the burner head with additional air or with water must take place. In particular In the event of any defects, the risk of water escaping into the hot furnace chamber is avoided.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.
Die Figur zeigt, daß der Brenneraufbau durch drei ineinandergeschoben angeordnete koaxiale Rohre 1, 2 und 3 charakterisiert ist, die durch Distanzstücke 4 zentriert sind. Das Brenngas wird über einen Verteilerraum 5 durch das äußere Rohr 1 zugeführt und tritt kurz vor der Vermischung mit der Luft durch einen Ringspalt 6 in den Vormischraum 7 aus. Die Primärverbrennungsluft, die in jeweils stöchiornetrischer oder !uftreicher Menge zur Verfügung gestellt wird, strömt in einem zweiten Ringrohrraum 8, der innerhalb des Gasrohres liegt und dessen Außenrohr 2 dadurch gleichzeitig als innere Gasführung dient, über eine Verengung 9 nach vorne in den Brennerkopf 10. An der Stirnplatte 11 des Brenners prallt die Luft auf, wird radial nach außen abgeleitet und strömt entlang der Luftführungseinrichtung 12 im Brenner bis zum Mischort zurück. Dort tritt sie durch einen Ring von Bohrungsdüsen 13 in den außen vorbeiströmenden Gasstrahl ein und bewirkt durch ihren hohen Impuls eine intensive Vermischung von Gas und Luft. Beim Aufprall der Luft am Brennerkopf 10 wird die Stirnplatte 11 konvektiv durch die stark turbulente Strömung gekühlt.The figure shows that the burner structure is formed by three coaxial tubes 1, 2, arranged one inside the other and 3, which are centered by spacers 4. The fuel gas is supplied via a distribution room 5 is fed through the outer tube 1 and enters shortly before mixing with the air through an annular gap 6 in the premixing room 7. The primary combustion air, in each case in stoichiometric or air-rich quantities is made available, flows in a second annular tube space 8, which is located within the gas pipe and the outer tube 2 thereby simultaneously serves as an inner gas guide, via a constriction 9 to the front in the burner head 10. The air impinges on the front plate 11 of the burner, is diverted radially outwards and flows back along the air guide device 12 in the burner to the mixing location. There she steps through one Ring of bore nozzles 13 into the gas jet flowing past the outside and caused by their high Impulse an intensive mixing of gas and air. When the air hits the burner head 10, the Front plate 11 is convectively cooled by the highly turbulent flow.
Das Gemisch tritt am Brennermund 14 aus dem Vormisciiraum 7 in den Feuerraum 15 ein und wird unmittelbar vor der Stirnplatte 11 gezündet. Die Flamme und das heiße Abgas können vor der Stirnplatte 11 des Brenners rezirkulieren, diese Abgasrückführung verbessert die Stabilität der Flamme.The mixture emerges from the premixing space at the burner mouth 14 7 enters the combustion chamber 15 and is ignited immediately in front of the end plate 11. The flame and the hot exhaust gas can in front of the front plate 11 of the burner recirculate, this exhaust gas recirculation improves the stability of the flame.
Zur Erzeugung niedriger Heizgastemperaturen wird Sekundärluft durch ein drittes, in der Brennerachse liegendes Rohr 3 zugeführt. Die Sekundärluft tritt in das Rezirkulationsgebiet 16 und dadurch in den innerenTo generate lower heating gas temperatures, secondary air is passed through a third air located in the burner axis Tube 3 fed. The secondary air enters the recirculation area 16 and thereby into the inner one
6o: iKernbereich der Brennerflamme aus und vermischt sich dort und auf dem weiteren Weg im Brennerstein mit dem Verbrennungsabgas. Dabei intensiviert die Sekundärluft die Vermischung, was zu einer noch stabileren Und kürzeren Flarnmenförm führt.6o: the core area of the burner flame goes out and mixes there and on the further way in the burner stone with the combustion exhaust gas. The secondary air intensifies the mixing, which leads to an even more stable and shorter flame shape.
Am Zufuhrende 17 des Sekundärluft-Rohres 3 ist ein kleines Schauglas 18 angebracht, welches die Beobachtung des inneren Kerns der Flamme und ihrer Spitzen sowie der gegenüberliegenden Ofenwand oder einesAt the supply end 17 of the secondary air pipe 3, a small sight glass 18 is attached, which allows the observation the inner core of the flame and its tips as well as the opposite furnace wall or one
I 3 I 3
f eingesetzten Nutzgutes gestattet Diese Öffnung kannf used goods permitted This opening can
H bei Bedarf auch ganz verschlossen oder zur EinführungH if necessary also completely closed or for introduction
'j von Thermoelementdrähten sowie anderer Meßsonden'j of thermocouple wires and other measuring probes
U benutzt werden. U are used.
H Es besteht die Möglichkeit, den gesamten Brenner-H It is possible to use the entire burner
5 kopf 10 sowie die Luftführungseinrichtung 12 und das5 head 10 as well as the air guiding device 12 and the
^ äußere Gemisch-Führungsrohr 19 abzunehmen und^ Remove the outer mixture guide tube 19 and
■i auszutauschen. Dadurch können mit einer Brenner- ■ i exchange. This means that with a burner
j. grundkonstrviktion mittels neuer Brennerköpfe 10 ei-j. basic construction by means of new burner heads 10
J nerseits eventuell auftretende Beschädigungen schnellOn the other hand, any damage that occurs quickly
S beseitigt werden, andererseits sind durch Variation derS can be eliminated, on the other hand, by varying the
'f Brennerkopfgeometrie andere Flammenformen herstellbar. Other flame shapes can be produced for the burner head geometry.
Das äußere Führungsrohr 19 des Brennstoff-Luft-Gemisches ist bis zum Brennermund 14 durchgehend ausThe outer guide tube 19 of the fuel-air mixture is off continuously up to the burner mouth 14
i'. Stahl bestehend dargestellt Es kann jedoch auch durch ein kürzeres Rohrstück, das bis knapp oberhalb der i '. It can, however, also be represented by a shorter piece of pipe that goes up just above the steel
'Λ Bohrungsdüsen 13 reicht und das Material des umge- 'Λ Borehole nozzles 13 are sufficient and the material of the
;, benden Brennersteines vor dem hohen Impuls der Luft-;, burning burner stone in front of the high impulse of the air
.;; strahlen schützen soll, ersetzt werden. Dieses Rohrstück. ;; to protect rays should be replaced. This piece of pipe
% stößt dann an eine vorspringende Kante des Brenner- % then hits a protruding edge of the burner
i Steines, der dadurch als Verlängerung dtri Vormisch- i stone, which thereby acts as an extension of dtri premixing
% raum 7 umschließt und gleichzeitig den stählernen Bren- % room 7 and at the same time the steel fire
I nerring gegen Wärmestrahlung vom Ofenraum her ab-Inner ring against heat radiation from the furnace
j1 schirmt.j1 shields.
I Hierzu 1 Blatt ZeichnungenI 1 sheet of drawings
3030th
3535
4040
4545
5050
6060
Claims (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE3033988A DE3033988C2 (en) | 1980-09-10 | 1980-09-10 | Gas burner with integrated burner head air cooling |
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Family Applications (1)
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Legal Events
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Owner name: SCHMID, KARL-FRIEDRICH, DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.- |
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