DE3909339A1 - Industrial gas burner - Google Patents

Industrial gas burner

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Abstract

The industrial gas burner has a gas lance (1), a displacement tube surrounding the gas lance (1), which displacement tube is furnished at the front end with a burner disc (3) having orifices (4), a recuperator (5) surrounding the displacement tube (2) for preheating the combustion air by the hot exhaust gas and a flame tube (18). The burner is characterised in that the gas lance (1) is externally surrounded by and/or internally surrounds a concentric tube (6 or 7). The burner is distinguished in that it burns in an environmentally friendly manner with a high degree of air preheating and reduced gas preheating. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Industriegasbrenner.The present invention relates to an industrial gas burner.

Seit einigen Jahrzehnten sind Industriegasbrenner mit Rekupe­ ratoren zur Verbrennungsluftvorwärmung, Flammrohren und Mantel­ strahlheizrohren bekannt. Diese Brenner neigen dazu, daß die Ver­ brennung am Anfang des Flammrohres zu schnell abläuft, d.h. daß die Temperaturgleichmäßigkeit auf der Länge des Mantelstrahlheiz­ rohres nicht optimal ist. Durch hohe Gas- und Luftvorwärmung steigen bekanntlich die NO x -Werte an; es kommt auch zur CO-Bildung und zum Niederschlag von Ruß an den Rekuperatorflächen.For several decades, industrial gas burners with recuperators for preheating combustion air, flame tubes and jacket radiant tubes have been known. These burners tend that the combustion at the beginning of the flame tube runs too quickly, ie that the temperature uniformity over the length of the jacket radiant tube is not optimal. As is well known, high gas and air preheating increases the NO x values; CO is also formed and soot is deposited on the recuperator surfaces.

Auch die Abgasrückführung zum Brenner ist lange bekannt. Aus der DE-OS 29 16 252 ist es bekannt, dem heißesten Flammenabschnitt ein lnertgas getrennt zuzuführen.Exhaust gas recirculation to the burner has also been known for a long time. Out DE-OS 29 16 252 it is known the hottest flame section to supply an inert gas separately.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen lndustriegasbrenner anzugeben, der mit hoher Luftvorwärmung und reduzierter Gasvorwärmung umweltfreundlich (TA Luft) brennt.The present invention is based on the object Indicate industrial gas burner with high air preheating and reduced gas preheating burns environmentally friendly (TA Luft).

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen apparativen Maßnahmen gelöst.This object is achieved by the in the license plate of the apparatus 1 specified measures solved.

Bevorzugten Ausführungsformen und zweckmäßige weitere Ausge­ staltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Preferred embodiments and expedient further Ausge Events of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung in einer Ausführungsform näher beschrieben. Es zeigenThe invention is now based on the drawing in a Embodiment described in more detail. Show it

Fig. 1 einen Axialschnitt des Industriegasbrenners, teilweise in der Seitenansicht; Figure 1 is an axial section of the industrial gas burner, partly in side view.

Fig. 2 einen Axialschnitt wie in Fig. 1, der weitere Einzel­ heiten des Brenners zeigt; Fig. 2 is an axial section as in Figure 1, the further individual units of the burner.

Fig. 3 eine Stirnansicht des Brenners in Richtung X Fig. 2; Fig. 3 is an end view of the burner in the direction X Fig. 2;

Fig. 4 eine Teildarstellung des Brenners nach Fig. 1; und Fig. 4 is a partial view of the burner according to Fig. 1; and

Fig. 5 das in Fig. 1 nur z. T. gezeigte Flammrohr mit dem Mantelstrahlheizrohr. Fig. 5 that in Fig. 1 only z. T. shown flame tube with the jacket radiant tube.

In der Fig. 1 ist die konzentrisch angeordnete Gaslanze (1) mit dem Verdrängerrohr (2) und der daran angeschweißten Brenner­ scheibe (3) mit den Öffnungen (4) dargestellt. Der Rekuperator (5) umgibt das Verdrängerrohr (2). An der Gaslanze (1) ist das äußere Isolierrohr (6) angeschweißt. In der Gaslanze (1) ist das innere Isolierrohr (7) an der Düse (8) angeschweißt. Die Düse (8) ist mit der Gaslanze (1) fest verbunden. Unmittelbar hinter der Düse (8) befinden sich die Öffnungen (9). Das Luftzuführungsrohr (10) wird vor der Brennerscheibe (3) durch einen Durchbruch in der Gaslanze (1) in den Kegelstumpf mit seinen Öffnungen (11) eingeschoben. Der Durchbruch muß danach gasdicht verschweißt werden.In Fig. 1, the concentrically arranged gas lance ( 1 ) with the displacer tube ( 2 ) and the burner disc welded to it ( 3 ) is shown with the openings ( 4 ). The recuperator ( 5 ) surrounds the displacement pipe ( 2 ). The outer insulating tube ( 6 ) is welded onto the gas lance ( 1 ). The inner insulating tube ( 7 ) is welded to the nozzle ( 8 ) in the gas lance ( 1 ). The nozzle ( 8 ) is firmly connected to the gas lance ( 1 ). The openings ( 9 ) are located immediately behind the nozzle ( 8 ). The air supply pipe ( 10 ) is inserted in front of the burner disc ( 3 ) through an opening in the gas lance ( 1 ) into the truncated cone with its openings ( 11 ). The breakthrough must then be welded gas-tight.

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Wirbelkörper (12), hier als Ringe dargestellt, auf dem Verdrängerrohr (2) angeheftet sind. Die Gaslanze (1) mit Verdrängerrohr (2) und Brennerscheibe (3) ist ein kompaktes aus- und einbaufähiges Teil.From Fig. 2 it can be seen that the vertebral bodies ( 12 ), shown here as rings, are attached to the displacement tube ( 2 ). The gas lance ( 1 ) with displacement tube ( 2 ) and burner disc ( 3 ) is a compact part that can be removed and installed.

Aus der Fig. 4 ist die Luftzuführung (13) mit der eingeschweiß­ ten Düse (14) und der Verbindungsleitung (15) zum Abgasrohr (16) er­ sichtlich. Die Fig. 2 und 3 zeigen in diesem Falle eine Winkel­ förmige, an beiden Enden verschweißte Masseelektrode. Das Flamm­ rohr (18) ist mit dem Rekuperatur (5) fest verbunden. Die Fig. 5 zeigt das Flammrohr (18) mit seinen zum Flammrohrende hin größer werdenden Öffnungen (19) und das das Flammrohr konzentrisch umge­ bende Mantelstrahlheizrohr (20).From Fig. 4, the air supply ( 13 ) with the welded th nozzle ( 14 ) and the connecting line ( 15 ) to the exhaust pipe ( 16 ) it is evident. Figs. 2 and 3 show in this case an angular-shaped, welded at both ends of the ground electrode. The flame tube ( 18 ) is fixed to the recuperation ( 5 ). Fig. 5 shows the flame tube ( 18 ) with its towards the end of the flame tube increasing openings ( 19 ) and the flame tube concentrically surrounding jacketed radiant tube ( 20 ).

Gas- und Luftwege: Gas strömt durch das innere Isolierrohr (7), durch die Düse (8) in die Gaslanze (1) und tritt aus den Öffnungen (11) in das Flammrohr (18). Luft tritt in das Luftzuführungsrohr (13) ein. Durch die Düse (14) nimmt die Luft im Strahl eine Luftüberschuß enthaltende Abgasmenge mit auf den Weg zwischen Verdrängerrohr (2) mit seinen Wirbelkörpern (12) und der lnnenfläche des Rekuperators (5). Die nunmehr hocherhitzte Luft tritt am Ende des Verdränger­ rohres (2) durch Löcher in den Innenraum des Verdrängerrohres (2), durch die Öffnungen (4) in der Brennerscheibe (3) in das Flamm­ rohr (18) und nimmt gleichzeitig im Strahl Abgas durch die Boh­ rungen im Flammrohr (18) unmittelbar hinter der Brennerscheibe (3) mit. Gleichzeitig wird auch etwas Luft durch das äußere Isolierrohr (6) den Öffnungen (9) zugeführt. Auch das Luftzuführungsrohr (10) bringt Luft in die Flammenmitte.Gas and airways: Gas flows through the inner insulating tube ( 7 ), through the nozzle ( 8 ) into the gas lance ( 1 ) and emerges from the openings ( 11 ) into the flame tube ( 18 ). Air enters the air supply pipe ( 13 ). Through the nozzle ( 14 ), the air in the jet takes a quantity of exhaust gas containing excess air on the way between the displacer tube ( 2 ) with its vertebral bodies ( 12 ) and the inner surface of the recuperator ( 5 ). The now-high temperature air passes at the end of displacement tube (2) through holes in the interior of the Verdrängerrohres (2), through the openings (4) in the burner plate (3) tube into the flame (18) and simultaneously takes in the jet exhaust gas by the holes in the flame tube ( 18 ) immediately behind the burner disc ( 3 ). At the same time, some air is supplied through the outer insulating tube ( 6 ) to the openings ( 9 ). The air supply pipe ( 10 ) also brings air into the center of the flame.

Durch die Konstruktionsmerkmale ist nunmehr ersichtlich, daß eine doppelte Abgasrückführung vorliegt und die Verbrennungsluft somit O2-reduziert und N2-erhöht betrieben wird. An der Zündelektro­ de und Masseelektrode (17) wird das Gas/Luft-Gemisch gezündet; das Gemisch verbrennt im Flammrohr (18). Die Abgase beginnen den Austritt am Anfang des Flammrohres (18) zuerst durch die kleineren Öff­ nungen (19) und kehren zurück zum Rekuperator (5). Eine kleine Ab­ gasmenge wird wie bereits erwähnt durch die Strahlwirkung der Öff­ nungen (4) permanent im Kreislauf geführt. Das Abgas hat die Reku­ peratoraußenflächen erreicht, heizt die Verbrennungsluft auf und das Abgas selbst kühlt sich dabei beträchtlich ab. Das Abgas ver­ läßt die Abgasleitung (16) und wird zum Teil durch die Strahl­ wirkung der Düse (14) und die Verbindungsleitung (15) dem Brenner in permanentem Kreislauf wieder zugeführt.The design features now show that there is a double exhaust gas recirculation and the combustion air is thus operated with reduced O 2 and increased N 2 . At the Zündelektro de and ground electrode ( 17 ) the gas / air mixture is ignited; the mixture burns in the flame tube ( 18 ). The exhaust gases begin at the beginning of the flame tube ( 18 ) first through the smaller openings ( 19 ) and return to the recuperator ( 5 ). As already mentioned, a small amount of exhaust gas is permanently circulated through the jet effect of the openings ( 4 ). The exhaust gas has reached the outer surfaces of the recuperator, heats the combustion air and the exhaust gas itself cools down considerably. The exhaust gas leaves the exhaust gas line ( 16 ) and is partly fed back to the burner in a permanent circuit by the jet effect of the nozzle ( 14 ) and the connecting line ( 15 ).

Claims (12)

1. Industriegasbrenner mit einer Gaslanze (1), einem die Gaslanze (1) umgebenden Verdrängerrohr, das am vorderen Ende mit einer Brennerscheibe (3) mit Öffnungen (4) versehen ist, einem das Verdrängerrohr (2) umgebenden Rekuperator (5) für die Vorwärmung der Verbrennungsluft durch das heiße Abgas und einem Flammrohr (18) , dadurch gekennzeichnet, daß die Gaslanze (1) außen und/oder innen mit einem konzentrischen Rohr (6 bzw. 7) umgeben ist.1. Industrial gas burner with a gas lance ( 1 ), a displacement pipe surrounding the gas lance ( 1 ), which is provided at the front end with a burner disc ( 3 ) with openings ( 4 ), a recuperator ( 5 ) surrounding the displacement pipe ( 2 ) for the Preheating of the combustion air by the hot exhaust gas and a flame tube ( 18 ), characterized in that the gas lance ( 1 ) is surrounded on the outside and / or inside with a concentric tube ( 6 or 7 ). 2. Industriegasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere und das innere Isolierrohr (6,7) am vorderen Ende geschlossen ist.2. Industrial gas burner according to claim 1, characterized in that the outer and the inner insulating tube ( 6,7 ) is closed at the front end. 3. Industriegasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Gaslanze (1) eine Düse (8) angeordnet ist und zwischen Düse (8) und dem vorderen Ende des äußeren Isolierrohres (6) in dem Gaslanzenrohr wenigstens eine Bohrung (9) ausgebildet ist.3. Industrial gas burner according to claim 1 or 2, characterized in that in the gas lance ( 1 ) a nozzle ( 8 ) is arranged and between the nozzle ( 8 ) and the front end of the outer insulating tube ( 6 ) in the gas lance tube at least one bore ( 9 ) is formed. 4. Industriegasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Austritt der Gaslanze (1) ein Luftzufüh­ rungsrohr (10) konzentrisch angeordnet ist. 4. Industrial gas burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the outlet of the gas lance ( 1 ) an air supply pipe ( 10 ) is arranged concentrically. 5. Industriegasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Austritt der Gaslanze (1) mehrere Düsenöffnun­ gen (11) vorgesehen sind, die konzentrisch um das Luftzuführungs­ rohr (10) verteilt sein können.5. Industrial gas burner according to one of claims 1 to 4, characterized in that at the outlet of the gas lance ( 1 ) several Düsenöffnun gene ( 11 ) are provided, which can be distributed concentrically around the air supply pipe ( 10 ). 6. lndustriegasbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Düsenöffnungen (11) auf einem Kegelmantel ange­ ordnet sind.6. industrial gas burner according to claim 5, characterized in that the axes of the nozzle openings ( 11 ) are arranged on a cone jacket. 7. Industriegasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Verdrängerrohr (2) außenseitig Wirbel­ körper (12) angebracht sind.7. Industrial gas burner according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the displacement tube ( 2 ) on the outside vortex body ( 12 ) are attached. 8. Industriegasbrenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Höhe h der Wirbelkörper (12) in Luftströmungsrich­ tung abnimmt.8. Industrial gas burner according to claim 7, characterized in that the radial height h of the vertebral body ( 12 ) decreases in the direction of air flow. 9. Industriegasbrenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Höhe der Wirbelkörper (12) durch Verringerung der Dimension des Wirbelkörpers (12) selbst und/oder durch eine koni­ sche Ausbildung des Verdrängerrohres (2) erreicht wird.9. Industrial gas burner according to claim 8, characterized in that the radial height of the vertebral body ( 12 ) by reducing the dimension of the vertebral body ( 12 ) itself and / or by a coni cal design of the displacer tube ( 2 ) is achieved. 10. Industriegasbrenner, nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftzuführungsrohr (13) eine Rohrverengung (14) ausgebildet ist und abströmseitig der Rohr­ verengung (14) das Luftzuführungsrohr (13) durch eine Verbindungs­ leitung (15) mit der Abgasleitung (16) verbunden ist.10. Industrial gas burner, according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the air supply pipe ( 13 ) a pipe constriction ( 14 ) is formed and downstream of the pipe constriction ( 14 ), the air supply pipe ( 13 ) through a connecting line ( 15 ) with the exhaust pipe ( 16 ) is connected. 11. Industriegasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseelektrode (17) an mindestens zwei Stellen an der Brennerkonstruktion, vorzugsweise an der Brennerscheibe (3) angebracht ist. 11. Industrial gas burner according to one of claims 1 to 10, characterized in that the ground electrode ( 17 ) is attached to the burner structure, preferably to the burner disc ( 3 ), at at least two locations. 12. Industriegasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr (18) mit Öffnungen (19) versehen ist, die vorzugsweise zum Flammrohrende hin größer werden.12. Industrial gas burner according to one of claims 1 to 11, characterized in that the flame tube ( 18 ) is provided with openings ( 19 ) which are preferably larger towards the end of the flame tube.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0826926A3 (en) * 1996-08-30 1999-04-21 Bloom Engineering Company, Inc. Recuperative radiant tube with hot side vitiation

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