DE3047526A1 - Premix burner for gaseous, or vaporised liquid, fuels - has stabilising ring supported from burner faceplate, stabilising-flame length away - Google Patents

Premix burner for gaseous, or vaporised liquid, fuels - has stabilising ring supported from burner faceplate, stabilising-flame length away

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DE3047526A1 DE19803047526 DE3047526A DE3047526A1 DE 3047526 A1 DE3047526 A1 DE 3047526A1 DE 19803047526 DE19803047526 DE 19803047526 DE 3047526 A DE3047526 A DE 3047526A DE 3047526 A1 DE3047526 A1 DE 3047526A1
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Abstract

The burner for gaseous, or previously entirely vaporised liquid, fuels is basically as in 2926278, with a mixing tube branching into a much wider burner head widening further to the dia. of a faceplate with one or more large, axis-parallel, main-flame apertures. Small stabilising-flame apertures surround the large in concentric rings, the outermost at least inclined to the burner axis. Supported from the faceplate (3) flame side there is at least one stabilising ring (4), about a stabilising-flame length downstream. Its bore at least equals that of the main flame aperture. Its OD equals the innermost stabilising-flame ring OD.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vormischbrenner zum BetriebThe invention relates to a premix burner for operation

unter normalem oder erhöhtem Druck mit gasförmigen oder bei Normaltemperatur flüssigen, vor der Verbrennung vollständig verdampften Brennstoffen bei niedrigen Verbrennungstemperaturen unter Bildung schadstoffarmer Abgase, bestehend aus einem Mischrohr, einem sich daran anschließenden Brennerkopf, dessen Querschnitt am Anschluß an das Mischrohr ein mehrfaches des Mischrohrquerschnittes beträgt und dessen Querschnitt sich anschließend auf den Querschnitt der Brennerplatte erweitert, die sich am Ende des Brennerkopfes befindet und die mindestens eine große Hauptflammen-Bohrung aufweist, die parallel zur Brennerachse verläuft sowie mehrere kleine Halteflammen-Offnungen, die in mehreren konzentrischen Ringen um die Hauptflammen-Bohrung(en) verlaufen und von denen mindestens die Halteflammen-Offnungen im äußersten Ring unter einem Winkel zur Brennerachse verlaufen, und einem sich an die Brennerplatte anschließenden Brennermund an den sich eine Flammenschutzhülle anschließt..under normal or elevated pressure with gaseous or normal temperature liquid fuels completely vaporized before combustion at low Combustion temperatures with the formation of low-pollutant exhaust gases, consisting of a Mixing tube, an adjoining burner head, the cross section of which at the connection on the mixing tube is a multiple of the cross-section of the mixing tube and its cross-section then expands to the cross section of the burner plate, which is at the end of the burner head and which has at least one large main flame hole, which runs parallel to the burner axis and several small holding flame openings, which run in several concentric rings around the main flame hole (s) and of which at least the holding flame openings in the outermost ring under one Run angle to the burner axis, and one adjoining the burner plate Burner mouth to which a flame protection cover is attached.

Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung und besondere Ausbildung des Vormischbrenners entsprechend der Patentanmeldung P 29 26 278.0 dar.The invention represents a further development and special training of the premix burner according to patent application P 29 26 278.0.

Bei der Anwendung des Verfahrens bzw. beim Betrieb von Vormischbrennern gemäß der Patentanmeldung P 29 26 278.0 hat sich gezeigt, daß bei manchen Brennergrößen, Betriebszuständen und bestimmten Brennstoffen die Flammenstabilität und das Brennverhalten, insbesondere die Vollständigkeit der Verbrennung sowie die Höhe des NOx-Gehaltes im Abgas, weiter verbesserungsfähig sind.When using the process or when operating premix burners according to the patent application P 29 26 278.0 it has been shown that with some burner sizes, Operating conditions and certain fuels the flame stability and burning behavior, in particular the completeness of the combustion and the level of the NOx content in the exhaust gas, can be further improved.

Insbesondere bei hohen Luftzahlen und im Anfahrzustand zündet das aus der Hauptflammen-Offnung der Brennerplatte ausströmende Brennstoff-Luft-Gemisch erst in erheblichem Abstand hinter der Brennerplatte, weil die Uberzündwirkung der Halteflammen nicht optimal und die Geschwindigkeit des Gemischstromes im Brennermund zu hoch ist. Die Hauptflamme brennt unter solchen Bedingungen instabil-und die Verbrennung ist unvollkommen.This ignites especially at high air ratios and when starting up fuel-air mixture flowing out of the main flame opening of the burner plate only at a considerable distance behind the burner plate, because the over-ignition effect of the Holding flames not optimal and the Speed of the mixture flow is too high in the burner mouth. The main flame burns unstably and under such conditions the combustion is imperfect.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den -Vormischbrenner gemäß der Patentanmeldung P 29 26 278.0 so weiter auszubilden, daß die vorstehend genannten Mängel vermieden werden, d. h. die Aufgabe besteht darin, die Brennerkonstruktion derart zu optimieren, daß die Flammenstabilität bei allen Betriebszuständen verbessert, daß die Flammen besser gezündet und daß der NOx-Gehalt und der Anteil an Produkten einer unvollständigen Verbrennung im Abgas noch weiter verringert werden.The object of the present invention is to provide the premix burner according to the patent application P 29 26 278.0 to train further that the aforementioned Defects are avoided, d. H. the task is to design the burner to be optimized in such a way that the flame stability improves in all operating conditions, that the flames ignite better and that the NOx content and the proportion of products incomplete combustion in the exhaust gas can be further reduced.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 bis 4 angegebenen Maßnahmen gelöst.This object is given by those in claims 1-4 Measures resolved.

Der Stabilisierungsring über der Brennerplatte bewirkt, daß die Geschwindigkeit mindestens der aus dem innersten Halteflammenring austretenden Gemischströme verringert und damit die Flammenstabilität der innersten Halteflammen verbessert wird. Dadurch wird das Uberzünden von den äußeren Haltenflammenringen nach innen begünstigt und bewirkt, daß die Flamme des Hauptgemischstromes sich in einem kürzeren Abstand von der Brennerplatte ausbildet als ohne Vorhandensein eines Stabilisierungsringes.The stabilizing ring above the burner plate causes the speed at least the mixture flows emerging from the innermost retaining flame ring are reduced and thus the flame stability of the innermost holding flames is improved. Through this the overignition of the outer holding flame rings inwards is favored and causes the flame of the main mixture stream to be at a shorter distance from the burner plate forms as without the presence of a stabilizing ring.

Durch die erfindungsgemäße Erweiterung des Brennermundes verringert sich in diesem Bereich die Strömungsgeschwindigkeit, insbesondere des Kauptgemischstrames, so daß bereits im Brennermund ein größerer Teil des Brennerstoffes umgesetzt wird, als bei Fehlen der Erweiterung.Reduced by the expansion of the burner mouth according to the invention In this area the flow velocity, in particular of the main mixture flow, so that a larger part of the fuel is converted in the burner mouth, than in the absence of the extension.

Versuche haben gezeigt, daß bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Brenner die Flamme über den Querschnitt gleichmäßiger und ruhiger brennt, besser zu zünden ist und daß der NO -Gehalt im Abgas sowie der Anteil an unvollständig verbrannten Bestandteilen ebenfalls geringer ist, als bei einem Brenner gemäß der Hauptanmeldung.Experiments have shown that in a trained according to the invention Burn the flame across the cross section more even and calmer burns, is easier to ignite and that the NO content in the exhaust gas and the proportion of incompletely burned components is also lower than with a burner according to the main application.

Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand von Figur 1, die einen Axialschnitt einer beispielsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners zeigt, näher erläutert.The subject of the invention is explained below with reference to FIG an axial section of an exemplary embodiment of the burner according to the invention shows, explained in more detail.

An das Mischrohr 1, dem die an der Verbrennung beteiligten Komponenten auf nicht dargestellte Weise zugeführt werden und in dem sie sich homogen vermischen, schließt sich der Brennerkopf 2 an, an dessen erweitertem Ende sich die Brennerplatte 3 befindet. Die Brennerplatte weist in gleicher Weise wie die der Hauptanmeldung eine große Hauptflammen-Bohrung 8 auf, um die sich mehrere Ringe aus kleinen Halteflammen-Bohrungen 7 befinden.To the mixing tube 1, which contains the components involved in the combustion are supplied in a manner not shown and in which they mix homogeneously, the burner head 2 follows, at the enlarged end of which the burner plate is located 3 is located. The burner plate has in the same way as that of the main application a large main flame hole 8, around which there are several rings of small holding flame holes 7 are located.

Auf der den Flammen zugekehrten Seiten der Brennerplatte 3 ist auf drei Abstandhaltern 10 ein Stabilisierungsring 4 angenietet. - Andere Befestigungsarten wie z. B. Schweißen oder Schrauben sind ebenfalls möglich. - Die Abstandshalter halten den Stabilisierungsring in einem Abstand von der Brennerplatte, der etwa der Höhe der Halteflammen entspricht. Der Innendurchmesser des Stabilisierungsringes ist geringfügiger größer als. der Durchmesser der Hauptflammenbohrung 8. - Er kann jedoch auch größer sein. - Der Außendurchmesser des Stabilisierungsringes 4 ist bei diesem Ausführungsbeispiel etwas größer als der Durchmesser des zweiten inneren Halteflammenringes.On the side facing the flames of the burner plate 3 is on three spacers 10 a stabilizing ring 4 riveted. - Other types of fastening such as B. welding or screwing are also possible. - The spacers keep the stabilizing ring at a distance from the burner plate, which is about corresponds to the height of the holding flames. The inner diameter of the stabilizing ring is slightly larger than. the diameter of the main flame hole 8. - It can however, it can also be larger. - The outside diameter of the stabilizing ring 4 is in this embodiment, slightly larger than the diameter of the second inner one Holding flame ring.

- Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Stabilisierungsring 4 aus einem Blechring; statt dessen kann auch ein entsprechend ausgebildetes Gitter oder Lochblech verwendet werden. - An die Brennerplatte 3 schließt sich der Brennermund 5 an, dessen Querschnitt sich nach einem kurzen zylindrischen Stück mit dem Querschnitt der Brennerplatte auf etwa das 13fache des Mischrohrquerschnittes halbkreisförmig erweitert, um sich danach wieder auf etwa das 3fache des Mischrohrquerschnittes zu verjüngen. Es versteht sich von selbst, daß diese Erweiterung 9 auch anders gestaltet werden kann, z. B.- In the illustrated embodiment, there is a stabilizing ring 4 from a sheet metal ring; instead, a correspondingly designed grid can also be used or perforated sheet metal can be used. - Closes to the burner plate 3 the burner mouth 5, whose cross-section is after a short cylindrical Piece with the cross section of the burner plate to about 13 times the cross section of the mixing tube widened in a semicircle, then again to about 3 times the cross-section of the mixing tube to rejuvenate. It goes without saying that this extension 9 is also designed differently can be, e.g. B.

so, daß ihre Umriße nur gerade Linien aufweisen.so that their outlines are only straight lines.

Der Brennermund ist mit der Flammenschutzhülle 6 verbunden, die die Flamme vor Abkühlung nach außen schützt. Falls der Brenner mit UV-Sonden überwacht werden soll, ist es vorteilhaft, eine Sonde in die Flammenschutzhülle einzubauen.The burner mouth is connected to the flame protection cover 6, which the Protects the flame from cooling to the outside. If the burner is monitored with UV probes is to be, it is advantageous to install a probe in the flame protection cover.

Claims (4)

Vormischbrenner Ansprüche 14 Vormischbrenner zum Betrieb unter normalem oder er-C höhtem Druck mit gasförmigen oder bei Normaltemperatur flüssigen, vor der Verbrennung vollständig verdampften Brennstoffen bei niedrigen Verbrennungsternperaturen unter Bildung schadstof farmer Abgase, bestehend aus einem Mischrohr, einem sich daran anschließenden Brennerkopf, dessen Querschnitt am Anschluß an das Mischrohr ein mehrfaches des Mischrohrquerschnittes beträgt und dessen Querschnitt sich anschließend auf den Querschnitt der Brennerplatte erweitert., die sich am Ende des Brennerkopfes befindet und dienuindestens eine große Hauptflammen-Bohrung aufweist, die parallel zur Brennerachse verläuft sowie mehrere kleine Halteflammen-Öffnungen, die in mehreren konzentrischen Ringen um die Hauptflammen-Bohrung(en) verlaufen und von denen mindestens die Halteflammen-Offnungen im äußersten Ring unter einem Winkel zur Brennerachse verlaufen, und einem sich an die Brennerplatte anschließenden Brennermund, an den sich eine Flammenschutzhülle anschließt, nach P 29 26 278.0, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Flammen zugekehrten Seite der Brennerplatte (3) mindestens ein Stabilisierungsring (4) mit einem Abstand, der etwa der Halteflammen-Länge entspricht, angebracht ist, dessen Innendurchmesser mindestens dem Durchmesser der Hauptflammen-Bohrung (8) entspricht und dessen Außendurchmesser mindestens dem Durchmesser des ersten Halteflammenringes, der die Hauptflammen-Bohrung umgibt, entspricht, und daß der sich an die Brennerplatte (3) anschließende Brennermund (5) zwischen dem zylindrischen Eingangs- und dem zylindrischen Ausgangsteilstück eine Querschnittserweiterung (9) aufweist. Premix burner claims 14 premix burner for operation under normal or at elevated pressure with gaseous or liquid at normal temperature the combustion of completely evaporated fuels at low combustion temperatures with the formation of low-pollutant exhaust gases, consisting of a mixing tube, a self adjoining burner head, the cross section of which at the connection to the mixing tube is a multiple of the cross-section of the mixing tube and its cross-section is then expanded to the cross section of the burner plate., which is located at the end of the burner head is located and dienu has at least one large main flame bore that is parallel runs to the burner axis as well as several small holding flame openings in several concentric rings around the main flame bore (s) and of which at least the holding flame openings in the outermost ring at an angle to the burner axis run, and a burner mouth adjoining the burner plate, to the is followed by a flame protection cover, according to P 29 26 278.0, characterized in that that on the side of the burner plate (3) facing the flames at least one stabilizing ring (4) is attached at a distance that corresponds approximately to the length of the holding flame, whose inner diameter is at least the diameter of the main flame bore (8) and its outer diameter corresponds to at least the diameter of the first retaining flame ring, which surrounds the main flame bore, and that of the burner plate (3) subsequent burner mouth (5) between the cylindrical inlet and the cylindrical Output section has an enlarged cross-section (9). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der größte Querschnitt der Erweiterung (9) etwa das 8 bis 18 fache, vorzugsweise das 12-14fache, des Mischrohrquerschnittes beträgt, wobei die Länge der Erweiterung etwa der halben Brennerkopf länge entspricht, die wiederum etwa das zwei bis vierfache, vorzugsweise etwa das dreifache des Mischrohrdurchmessers beträgt.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the largest Cross-section of the extension (9) about 8 to 18 times, preferably 12-14 times, of the cross-section of the mixing tube, the length of the extension being approximately half Burner head length corresponds, which in turn is about two to four times, preferably is about three times the diameter of the mixing tube. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungsring (4) aus einem Gitter oder einer Lochplatte besteht.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the stabilizing ring (4) consists of a grid or a perforated plate. 4. Vormischbrenner nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungsring (4) mit Hilfe von wenigen Abstandhaltern 10 auf der Brennerplatte befestigt ist.4. premix burner according to claim 1 to 3, characterized in that the stabilizing ring (4) with the help of a few spacers 10 on the burner plate is attached.
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