DE3519395A1 - Device for combustion of a fuel - Google Patents
Device for combustion of a fuelInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
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Abstract
Description
Vorrichtung zum Verbrennen eines Brennstoffes Device for burning a fuel
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbrennen eines -Brennstoffes mit einem sauerstoffhaltigen Gas mit einem Brennergeschränk, mit Zuführungen für die zu mischenden Reaktionspartner, wobei eine Zuführung in zwei ineinander mündende Zweigleitungen unterteilt ist. Zur Beheizung von Industrieöfen werden häufig Brenner verwendet, die einen Brennstoff mit einem sauerstoffhaltigen Gas oder reinem Sauerstoff vermischen. Je nach Brennerkonstruktion erhält man eine lange, schlanke oder kurze, dicke Flamme, wobei die Güte der Durchmischung auf die Flammenform einen entscheidenden Einfluß ausübt.The invention relates to a device for burning a fuel with an oxygen-containing gas with a burner cabinet, with feeds for the reactants to be mixed, one feed in two opening into one another Branch lines is divided. Burners are often used to heat industrial furnaces used a fuel containing an oxygen-containing gas or pure oxygen mix. Depending on the burner construction, you get a long, slim or short, thick flame, the quality of the mixing being a decisive factor on the flame shape Exercising influence.
Zur Beeinflussung der Flammenform ist es bekannt, Brennereinbauten zu wechseln oder andere Veränderungen vorzunehmen, die ebenfalls ein vorübergehendes Stillsetzen des Brenners erfordern. In bestimmten Fällen ist es aber erwünscht, die Flammenform während des Brennerbetriebes ändern zu können Es sind auch Brenner bekannt, bei denen ein Luftstrom in einen Drallstrom und in einen Parallelstrom aufgeteilt wird.To influence the shape of the flame, it is known to use burner fittings to switch or make other changes that are also temporary Require shutdown of the burner. In certain cases, however, it is desirable to be able to change the shape of the flame while the burner is in operation. They are also burners known, in which an air flow in a swirl flow and in a parallel flow is divided.
Dabei ist es nur möglich, den Anteil einer der beiden Ströme auf Kosten des anderen Stromes zu ändern.It is only possible to use the share of one of the two Currents to change at the expense of the other stream.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art anzugeben, bei dem die Flammenform mit möglichst einfachen Mitteln innerhalb weiter Grenzen und während des Brennerbetriebes geändert werden kann.The invention is based on the object of providing a device of the initially described Specify the type described, in which the flame shape with the simplest possible means can be changed within wide limits and during burner operation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die eine Zweigleitung axial an das Brennermundstück angeschlossen ist und die andere Zweigleitung tangential in die erste Zweigleitung mündet und in beiden Zweigleitungen Einrichtungen zur Reduzierung des freien Leitungsquerschnittes angeordnet sind, wobei der Leitungsquerschnitt wenigstens einer Einrichtung während des Brennerbetriebs verstellbar ist.This object is achieved according to the invention in that the one branch line is axially connected to the burner mouthpiece and the other branch line is tangential opens into the first branch line and in both branch lines facilities for Reduction of the free line cross-section are arranged, the line cross-section at least one device is adjustable during the burner operation.
Erfindungsgemäß mündet eine Zweigleitung tangential in die andere Zweigleitung. Dem in der tangential mündenden Zweigleitung geführten Teilstrom wird daher auf einfache, jedoch sehr wirkungsvolle Weise ein Drall aufgezwungen. Über die andere Zweigleitung wird ein drallfreier Teilstrom geführt.According to the invention, one branch line opens tangentially into the other Branch line. The partial flow guided in the tangentially opening branch line is therefore a twist is imposed in a simple but very effective way. Above the other branch line is a swirl-free partial flow.
Da erfindungsemäß in jeder Zweigleitung eine Einrichtung zur Reduzierung des freien Leitungsquerschnittes angeordnet ist, kann der Volumenstrom in jeder Zweigleitung eingestellt werden. Der über die Zweigleitungen geführte Reaktionspartner kann dem Brennermundstück daher entweder unverdrallt oder in Form eines reinen Drallstromes oder in einer aus den beiden Strömungsarten bestehenden Mischform zugeführt werden. Die erfindungsgemäBe Vorrichtung bietet die Möglichkeit, wenigstens den Volumenstrom in einer Zweigleitung während des Brennerbetriebes einstellen zu können.Since according to the invention in each branch line a device for reduction of the free line cross-section is arranged, the volume flow in each Branch line can be set. The reactant passed through the branch lines The burner mouthpiece can therefore either be untwisted or in the form of a pure swirl flow or in a mixed form consisting of the two types of flow. The device according to the invention offers the possibility of at least the volume flow to be able to adjust in a branch line during the burner operation.
Auf diese Weise kann die Flammen form während des Brennerbetriebes rasch und einfach verändert werden.In this way, the flame can shape while the burner is operating can be changed quickly and easily.
Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Gesamtvolumenstrom des über die Zweigleitungen geführten Reaktionspartner eingestellt werden. Darüber hinaus ist es möglich, lediglich den Volumenstrom einer Zweigleitung ändern zu können, ohne zwangsläufig auch den Volumenstrom in der anderen Zweigleitung ändern zu müssen. Das bedeutet beispielsweise auch, daß die Volumenströme in beiden Zweigleitungen vergrößert werden können oder einer von beiden vergrößert und der andere verkleinert werden kann. Die Flammenform kann daher mit einfachen Mitteln innerhalb weiter Grenzen verändert werden.With a device according to the invention, the total volume flow of the reactants conducted via the branch lines. About that In addition, it is possible to only change the volume flow of a branch line, without necessarily having to change the volume flow in the other branch line. This also means, for example, that the volume flows in both branch lines can be enlarged, or one of the two can be enlarged and the other reduced can be. The shape of the flame can therefore be determined by simple means within wide limits to be changed.
Wird ein Brenngas mit Sauerstoff in einem Parallelstrom-Brenner verbrannt, so kann beispielsweise das Brenngas dem Zentralrohr auf zwei verschiedene Arten zugeführt werden.If a fuel gas is burned with oxygen in a parallel flow burner, For example, the fuel gas can be fed to the central tube in two different ways are fed.
Ein Teilstrom strömt in axialer Richtung parallel zum Sauerstoffstrom. Dem zweiten Brenngasstrom wird eine Drallbewegung aufgezwungen. Wir nur der axiale Brenngasstrom mit Sauerstoff verbrannt, so dauert die Durchmischung des Brenngases mit dem im Ringmantel zugeführten sauerstoffhaltigen Gas verhältnismäßig lang, so daß die Flamme eine lange und schlanke Form hat. Wird dem sauerstoffhaltigen Gas dagegen ausschließlich der Brenngasstrom zugeführt, dem eine Drallbewegung aufgezwungen worden ist, so vermischt sich das Brenngas am Brennermundstück rascher mit dem sauerstoffhaltigen Gas. In diesem Fall hat die Flamme eine kurze und dicke Form. Durch Verändern der Teilstrommengen in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Flamme beliebige Zwischenformen einnehmen.A partial flow flows in the axial direction parallel to the oxygen flow. A swirl movement is imposed on the second fuel gas flow. We only the axial one Combustion gas stream burned with oxygen, so the mixing of the fuel gas lasts with the oxygen-containing gas supplied in the ring jacket for a relatively long time, see above that the flame has a long and slender shape. Will the oxygen-containing gas on the other hand, only the flow of fuel gas is supplied, which is forced into a swirl movement has been, the fuel gas at the burner mouthpiece mixes more quickly with the oxygen-containing gas Gas. In this case, the flame has a short and thick shape. By changing the The flame can have any partial flow rates in a device according to the invention Take intermediate forms.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Zweigleitungen an eine gemeinsame Versorgungsleitung angeschlossen. Wie bei bekannten Vorrichtungen wird einer der Reaktionspartner dem Brennergeschränk über eine Versorgungsleitung zugeführt. Vor dem Brennergeschränk wird die Versorgungsleitung in die beiden erfindungsgemäßen Zweigleitungen geteilt. In dieser Variante wird. durch eine Veränderung des Volumenstromsin einer Zweigleitung auch der Volumenstrom in der anderen ZweigleitunggfgeRingdert. Dennoch kann die Form der Flamme.im erfindungsgemäB vorgesehenen Umfang beeinflußt.werden. Vorteilhafterweise kann diese Variante einer erfindungsgemäßen Vqr,richtung,an bestehende Versorgungsleitungen angeschlossen werden. Ist es jedoch von Bedeutung, de Volumenströme--in den Zweigleitungen ohne wechselseitige Beeinflussung ändern zu können, so hat es sich in einer anderen Variante der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn die beiden Zweigleitungen an einen Vorratsbehälter für einen der beiden Reaktionspartner angeschlossen sind.According to a preferred embodiment of the invention, the two are Branch lines connected to a common supply line. As with known ones Devices becomes one of the reactants to the burner cabinet via a supply line fed. In front of the burner cabinet becomes the supply line divided into the two branch lines according to the invention. In this variant. a change in the volume flow in a branch line also changes the volume flow ringed in the other branch line. Nevertheless, the shape of the flame in the invention intended scope. This variant can advantageously be a Vqr according to the invention, direction, connected to existing supply lines will. However, is it important to de volume flows - in the branch lines without Mutual influencing to be able to change, so it has in another variant the invention proved to be advantageous when the two branch lines to one Reservoirs for one of the two reactants are connected.
Als Einrichtungen zur Reduzierung des. freien Leitungsquerschnittes eignen sich nach einer bevorzugten Variante der Erfindung Ventile.As a device to reduce the free cable cross-section valves are suitable according to a preferred variant of the invention.
In einer weiteren Ausgestal.tung der Erfindung kann mit Vorteil anstelle eines Ventils in eine Zweigleitung auch eine feste Drossel eingebaut sein. Durch. Öffnen und Schließen des Ventils in der anderen Zweigleitung wird stets nur ein Teilstrom tangential geleitet. Durch richtige Wahl der Volumenströme läßt sich die Höhe des Dralls optimal einstellen und stufenlos verstellen.In a further embodiment of the invention, instead of of a valve in a branch line, a fixed throttle can also be built into it. By. Opening and closing of the valve in the other branch line is always only one Partial flow directed tangentially. By choosing the right volume flow, the Optimally set the height of the twist and adjust it continuously.
Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der. Erfindung anhand schematischer Skizzen erläutert werden: In den Figuren 1, 2a und 3a sind P.arallelstrom-Brenner dargestellt.In the following, exemplary embodiments of the. Invention based on schematic Sketches are explained: In Figures 1, 2a and 3a are P. parallel flow burners shown.
In den Figuren 2b und 3b sind Schnitt durch die beiden ineinander .mündenden Zweigleitungen schematisch dargestellt.In Figures 2b and 3b are sections through the two into each other . Opening branch lines shown schematically.
In den Ausführungsbeispielen soll ein Brenngas mit reinem Sauerstoff verbrannt werden. Der Brenner besteht im wesentlichen aus einem Zentralrohr 1 und einem dazu koaxialen Mantelrohr 2. In das Mantelrohr 2 mündet eine Leitung 3 für Sauerstoff. Grundsätzlich ist es auch möglich, daß Sauerstoff im Zentralrohr 1 geführt wird, im Ausführungsbeispiel wird jedoch Brenngas im Zentralrohr 1 zum Brennermund 4 geführt. Die Zuführung für das Brenngas besteht aus zwei Zweigleitungen 6,7. Zweigleitung 6 ist axial an das Brennermundstück 4 angeschlossen, während Zweigleitung 7 - wie in den Figuren 2b und 3b dargestellt - tangential in Zweigleitung 6 mündet. Das Brenngas kann dem Zentralrohr 1 auf zwei verschiedenen Wegen zugeführt werden: Bei der axialen Zuführung wird das Brenngas über Zweigleitung 6 dem Brennermundstück zugeleitet. Bei der tangentialen Zuführung wird das Brenngas über Zweigleitung 7 geleitet.In the exemplary embodiments, a fuel gas should contain pure oxygen to be burned. The burner essentially consists of a central tube 1 and a jacket tube 2 coaxial therewith. A line 3 opens into the jacket tube 2 for Oxygen. In principle, it is also possible for oxygen to be guided in the central tube 1 In the exemplary embodiment, however, fuel gas in the central tube 1 becomes the burner mouth 4 led. The feed for the fuel gas consists of two branch lines 6.7. Branch line 6 is axially connected to the burner mouthpiece 4, while branch line 7 - like shown in FIGS. 2b and 3b - opens tangentially into branch line 6. That Fuel gas can be fed to the central tube 1 in two different ways: At the axial supply, the fuel gas is via branch line 6 to the burner mouthpiece forwarded. In the case of tangential feed, the fuel gas is supplied via branch line 7 directed.
Gemäß Figur 1 sind in beiden Zweigleitungen Ventile 8, 9 eingebaut. Je nach Stellung dieser Ventile wird das Brenngas entweder axial oder tangential oder ein Teil des Brenngases axial und der andere Teil tangential in das Zentralrohr 1 eingespeist. Bei axialer Zuführung braucht die Durchmischung des Brenngases mit dem im Ringmantel zugeführten sauerstoffhaltigen Gas länger, die Flamme wird entsprechend lang. Wird mit Hilfe der Ventile 8 und 9 auf tangentiale Zuführung umgeschaltet, erhält der Gasstrom einen Drall und vermischt sich am Brennermund wegen der Fliehkräfte schneller mit dem sauerstoffhaltigen Gas.According to FIG. 1, valves 8, 9 are installed in both branch lines. Depending on the position of these valves, the fuel gas is either axial or tangential or part of the fuel gas axially and the other part tangentially into the central tube 1 fed in. In the case of axial feed, the fuel gas also needs to be mixed the oxygen-containing gas supplied in the ring jacket longer, the flame becomes accordingly long. If the valves 8 and 9 are used to switch to tangential feed, the gas flow gets a twist and mixes at the burner mouth because of the centrifugal forces faster with the oxygen-containing gas.
Die Flamme wird kürzer und dicker. Sind beide Ventile 8 und 9 geöffnet, so stellt sich je nach dem Offnungsquerschnitt der Ventile eine Zwischenform ein.The flame gets shorter and thicker. If both valves 8 and 9 are open, in this way, an intermediate shape is established depending on the opening cross-section of the valves.
In der in Figur 1 dargestellten Variante der Erfindung können die beiden Zweigleitungen 6, 7 an einen nicht dargestellten Vorratsbehälter angeschlossen sein. In dieser Ausführungsform können die beiden Teilströme in den Zweigleitungen 6, 7 ohne gegenseitige Beeinflussung durch Öffnen oder Schließen der Ventile 8, 9 geändert werden.In the variant of the invention shown in Figure 1, the two branch lines 6, 7 connected to a storage container, not shown be. In this Embodiment, the two substreams in the branch lines 6, 7 without mutual interference by opening or closing the valves 8, 9 can be changed.
In den in den Figuren 2a und 3a dargestellten Varianten sind die beiden Zweigleitungen 6,7 an eine gemeinsame Versorgungsleitung 5 angeschlossen.In the variants shown in Figures 2a and 3a are the two Branch lines 6, 7 connected to a common supply line 5.
Gemäß Figur 3a kann anstelle eines Ventils 9 auch eine feste Drossel in Zweigleitung 6 eingebaut sein. Durch öffnen und Schließen des Ventils 8 wird in diesem Ausführungsbeispiel stets nur ein mehr oder weniger großer Teilstrom tangential in das Zentralrohr eingeleitet. Durch richtige Wahl der Größe des über Zweigleitung 7 und Ventil 8 geführten Teilstroms läßt sich der Grad der Verdrallung des Brenngases stufenlos verstellen und damit optimal einstellen. Auf diese Weise läßt sich die Flammenform einfach und schnell während des Brennerbetriebs einstellen.According to FIG. 3a, a fixed throttle can also be used instead of a valve 9 be installed in branch line 6. By opening and closing the valve 8 is in this embodiment, only a more or less large partial flow tangentially introduced into the central pipe. By properly choosing the size of the branch pipe 7 and valve 8 guided partial flow can be the degree of swirl of the fuel gas infinitely adjustable and thus optimally set. In this way, the Set the flame shape quickly and easily while the burner is in operation.
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Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853519395 DE3519395A1 (en) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | Device for combustion of a fuel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853519395 DE3519395A1 (en) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | Device for combustion of a fuel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3519395A1 true DE3519395A1 (en) | 1986-12-04 |
Family
ID=6272014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19853519395 Withdrawn DE3519395A1 (en) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | Device for combustion of a fuel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3519395A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE821991C (en) * | 1948-10-02 | 1951-11-22 | Indugas Ind & Gasofen Bauges M | Method and device for achieving the largest flame lengths and for regulating the same, in particular for industrial winners |
| DE1007931B (en) * | 1952-07-12 | 1957-05-09 | Iaofuia Ofenbau Union G M B H | Burners for industrial furnaces |
-
1985
- 1985-05-30 DE DE19853519395 patent/DE3519395A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE821991C (en) * | 1948-10-02 | 1951-11-22 | Indugas Ind & Gasofen Bauges M | Method and device for achieving the largest flame lengths and for regulating the same, in particular for industrial winners |
| DE1007931B (en) * | 1952-07-12 | 1957-05-09 | Iaofuia Ofenbau Union G M B H | Burners for industrial furnaces |
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