DE4115814C2

DE4115814C2 -

Info

Publication number: DE4115814C2
Application number: DE4115814A
Authority: DE
Inventors: Theo Dipl.-Phys. 4270 Dorsten De Jannemann; Hans 4390 Gladbeck De Berg; Petra Dr.Rer.Nat. 4270 Dorsten De Nitschke-Kowsky
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EON Ruhrgas AG
Priority date: 1991-05-15
Filing date: 1991-05-15
Publication date: 1993-03-11
Also published as: DE4115814A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Gas-Gebläsebrenner gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a gas fan burner according to the preamble of the claim.

Das-Gebläsebrenner, bei denen zum Unterschied von atmosphärischen Gasbrennern die benötigte Verbrennungsluft gebläseunterstützt gefördert und der Flammenbildung zugeführt wird, werden vor allem für leistungsstärkere Gasgeräte von Gebäude-Warmwasserheizungsanlagen angewendet. Örtlich am weitesten verbreitet ist die Versorgung mit und Verwendung von Erdgas für den Betrieb von Gasgeräten. Deshalb sind Gas-Gebläsebrenner häufig speziell für den Betrieb mit Erdgas konzipiert und dabei so ausgebildet, daß mit ihnen eine schadstoffarme Verbrennung des Erdgas-Luft-Gemisches erreicht wird. Hierzu dient insbesondere die intensive Vormischung von Luft und Brenngas in einer Gemischbildungsstrecke, bevor das Gemisch an der Brennermündung zur Entzündung und Flammenbildung austritt. Weiterhin sind diese Gas-Gebläsebrenner zur Erzielung einer schadstoffarmen Verbrennung mit einem die Brennermündung bildenden Brennerkopf ausgebildet, der für die Verbrennung von Erdgas in Vermischung mit Luft ausgelegt ist.The forced draft burner, in which the difference from atmospheric gas burners the required combustion air blower-assisted and flame formation is fed, especially for more powerful Gas appliances used in building hot water heating systems. The most widespread local supply is with and use of natural gas for the operation of Gas appliances. That is why gas forced draft burners are often special designed for operation with natural gas and thereby trained so that with them a pollution-free combustion of the natural gas-air mixture is reached. For this serves in particular the intensive premixing of Air and fuel gas in a mixture formation section before the mixture at the burner mouth for ignition and Flame emerges. Furthermore, these are gas forced draft burners to achieve low-emission combustion with a burner head forming the mouth of the burner trained in for the combustion of natural gas Mixing with air is designed.

Ein solcher vormischender Gas-Gebläsebrenner mit schadstoffarmer Verbrennung der eingangs genannten Art ist zum Beispiel aus der EP 02 35 789 B1 bekannt. Hier besteht die Brennermündung aus einem mit dem Mischer lösbar verbundenen, geschlossenen hohlen Brennzylinder, in den das vom Mischer ankommende Erdgas-Luft- Gemisch eingeleitet wird und bei dem die Flammenbildung am Zylinderumfang erfolgt, der zur Erzielung einer schadstoffarmen Verbrennung aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten perforierten Wandungen besteht. Dieser Brenner ist in Regionen, in denen die Gasversorgungsnetze zur Zeit noch mit sogenannten Stadtgas betrieben werden und später erst auf Erdgas umgestellt werden sollen und können, nicht einsetzbar, da er nicht mit Stadtgas betreibbar und nicht auf den Betrieb mit Stadtgas umrüstbar ist.Such a premixing gas-blown burner Low-emission combustion of the type mentioned at the beginning is known for example from EP 02 35 789 B1. Here the burner mouth consists of a closed hollow combustion cylinder detachably connected to the mixer, into which the natural gas-air Mixture is introduced and in which the flame formation on the circumference of the cylinder to achieve a Low pollutant combustion from two concentric there are nested perforated walls. This burner is in regions where the gas supply networks currently still operated with so-called city gas will be converted to natural gas later should and can not be used because it is not Operable with city gas and not for operation with City gas can be converted.

In der DE-Z "Öl + Gas" 9/67 (Seite 46 ff.) wird allgemein behandelt, daß auch Gas-Gebläsebrenner von Stadtgas auf Erdgas umgestellt werden können, unter anderem durch Auswechseln der Gasdüsen. Mit dieser zum Beispiel auch aus der DE-OS 16 29 944 bekannten Auswechselbarkeit der Gasdüsen ist aber noch nicht das in der DE-Z behandelte Problem gelöst, daß Erdgas eine wesentlich kleinere Zündgeschwindigkeit als Stadtgas hat und daß demzufolge durch geeignete Brennerkonstruktionen dafür gesorgt werden muß, daß beim Betrieb des Brenners mit Stadtgas keine Rückzündung (Flammenrückschlag) und beim Betrieb mit Erdgas kein Abheben der Flamme vom Brennerkopf eintritt.In DE-Z "Oil + Gas" 9/67 (page 46 ff.) Is general treated that gas-blown burner of city gas can be converted to natural gas, among others by changing the gas nozzles. With this for example interchangeability also known from DE-OS 16 29 944 the gas nozzle is not yet the one dealt with in DE-Z Problem solved that natural gas is a much smaller one Ignition speed as city gas has and consequently through suitable burner designs for this care must be taken to ensure that the burner is operated with City gas no flashback (flame flashback) and at Operation with natural gas does not raise the flame from the burner head entry.

Die vormischenden Gas-Gebläsebrenner der EP 02 35 789 B1 eignen sich mit ihrem für die schadstoffarme Verbrennung von Erdgas unterschiedlicher Beschaffenheit bestimmten und ausgebildeten Brennzylinder nicht für die Verbrennung von Stadtgas wegen des Flammenrückschlages beim Stadtgasbetrieb. Andererseits hat Stadtgas eine kleinere Zündtemperatur als Erdgas, und wegen der glühenden Oberfläche des Brennzylinders der vorgenannten vormischenden Gas-Gebläsebrenner ist die Temperatur auf der Innenseite der Brennzylinderoberfläche so hoch, daß die Zündtemperatur des Stadtgas-Luft-Gemisches überschritten wird und es allein durch die hohen Temperaturverhältnisse beim Stadtgasbetrieb zu Rückzündungen kommen kann, selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeit, mit der das Stadtgas-Luft- Gemisch aus dem Brennzylinder austritt, der Zündgeschwindigkeit von Stadtgas angepaßt würde.The premixed gas fan burners EP 02 35 789 B1 are suitable for combustion with low emissions Combustion cylinders determined and designed by natural gas of different types not for the combustion of city gas due to the flashback with city gas operation. On the other hand City gas has a lower ignition temperature than Natural gas, and because of the glowing surface of the combustion cylinder of the aforementioned premixed gas forced draft burners is the temperature on the inside of the combustion cylinder surface so high that the ignition temperature of the City gas-air mixture is exceeded and it alone due to the high temperature conditions during city gas operation can reignite even if the Flow rate at which the city gas-air Mixture emerges from the combustion cylinder, the ignition speed would be adjusted by city gas.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, einen gattungsgemäßen Gas-Gebläsebrenner zu schaffen, mit dem nicht nur Erdgas extrem schadstoffarm, insbesondere mit niedrigen Stickoxidwerten und gleichzeitig extrem tiefer Kohlenmonoxid-Bildung verbrennbar ist, sondern der auch in einfacher Weise für die Verbrennung von Stadtgas eingerichtet werden kann.The invention has for its object a generic To create gas forced draft burners with which not only natural gas extremely low in pollutants, especially with low ones Nitrogen oxide values and at the same time extremely low Carbon monoxide formation is combustible, but that too in a simple way for the combustion of city gas can be set up.

Ausgehend von einem Gas-Gebläsebrenner der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Brennerausbildung mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.Starting from a gas fan burner at the beginning mentioned type, this object is achieved according to the invention the burner training with those in the characterizing part of the features specified solved.

Aus der DE 26 09 096 B2 ist es an sich bekannt, bei einem Gas-Gebläsebrenner eine lanzenartige Gaszuführung vorzusehen, die in ein einfaches Brennerrohr mit einer Stauscheibe ausmündet. Mit der hiervon sich unterscheidenden erfindungsgemäßen Ausbildung des Gas-Gebläsebrenners mit einer gegen die Erdgasdüse austauschbaren, mit einer Düse und einer Stauscheibe für Stadtgas versehenen Gaslanze wird der Vorteil erreicht, daß mit dem Gas-Gebläsebrenner der Betrieb eines Gas-Heizkessels auch mit Stadtgas ermöglicht wird, das in einigen wichtigen Eigenschaften sich wesentlich von Erdgas unterscheidet, und daß bei einer Umstellung der Gasversorgung auf Erdgas der Brenner ebenso einfach auch wieder auf den Betrieb mit Erdgas umgerüstet werden kann.Out DE 26 09 096 B2 it is known per se in one Gas blowpipe to provide a lance-type gas supply, which opens into a simple burner tube with a baffle plate. With the different according to the invention Training the gas forced draft burner with one against the Interchangeable natural gas nozzle, with one nozzle and one Baffle plate for gas lance provided with city gas Advantage achieved that with the gas fan burner Operation of a gas boiler also possible with town gas that is reflected in some important properties differs significantly from natural gas, and that at one Conversion of gas supply to burner natural gas just as easy to use natural gas again can be converted.

Eine nähere Beschreibung des erfindungsgemäßen Gas-Gebläsebrenners erfolgt nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigt in schematischer DarstellungA more detailed description of the invention Gas forced draft burner follows below using the embodiment shown in the drawing. The drawing shows a schematic representation

Fig. 1 einen Längsschnitt des Gas-Gebläsebrenners in Ausgestaltung für Erdgas-Betrieb, Fig. 1 is a longitudinal section of the gas blower burner in configuration for natural gas operation,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Gas-Gebläsebrenners in Ausgestaltung für Stadtgas-Betrieb. Fig. 2 shows a longitudinal section of the gas forced draft burner designed for town gas operation.

Der vormischende Gas-Gebläsebrenner der Fig. 1 besitzt einen generell mit 1 bezeichneten Mischer, in den eine Zufuhr 2 für Erdgas als Brenngas und an seinem linken Ende die Luftzufuhr eines Gebläses einmünden, um in einer Kammer 3 des Mischers 1 das Brenngas-Luft-Gemisch vorzumischen, und der einer generell mit 4 bezeichneten Brennermündung vorgeschaltet ist, an der die Flammenbildung und Verbrennung des austretenden Gemisches stattfindet. Der Mischer 1 besteht aus einem die Kammer 3 umgebenden Mischerrohr 5. In dem Mischerrohr 5 ist eine Kammerwand 6 angeordnet, die als Lochmischer ausgebildet ist und mehrere von der Kammer 3 zum Gemischaustritt des Mischers 1 führende Mischlöcher 8 enthält. Die Kammerwand 6 enthält einen Gaskanal 9, der mit der Gaszufuhrleitung 2 in Verbindung steht und an einer Seite der Kammerwand 6 ausmündet. Die Ausmündung des Gaskanals 9 ist mit einem Anschluß 10, beispielsweise mit einem Schraubgewindeanschluß, ausgebildet, an dem auswechselbar eine Erdgasdüse 11 mit der Kammerwand 6 verbunden ist. Die Erdgasdüse 11 mündet zu der Kammer 3 aus, um in dieser ein Gemisch aus Luft und Erdgas mit einem bestimmten Mischungsverhältnis vorzumischen, das dann beim Durchströmen der Mischlöcher 8 intensiv durchmischt wird. An das Austrittsende 7 des Mischerrohres 5 ist ein Brennzylinder 12 auswechselbar angeschlossen, wozu das Austrittsende 7 des Mischerrohres 5 beispielsweise mit einem Bajonettanschluß 13 versehen ist. Der Brennzylinder 12 ist speziell für eine schadstoffarme Verbrennung von Erdgas ausgelegt; er ist an dem dem Mischerrohr 5 abgekehrten Ende geschlossen und besitzt einen aus mehreren konzentrischen perforierten Wänden bestehenden Umfang, an dem das Gemisch austritt und die Flammenbildung stattfindet. Mischerrohr 5 mit Gaszufuhrleitung 2 und Kammerwand 6 sind so ausgebildet, daß die Kammerwand 6 lösbar in dem Mischerrohr 5 angeordnet ist und in dem Mischerrohr 5 auch in der in Fig. 2 dargestellten, um 180° herumgedrehten Position angeordnet und an die Gaszufuhrleitung 2 angeschlossen werden kann. In der in Fig. 2 dargestellten, für den Stadtgas-Betrieb des Gebläsebrenners herumgedrehten Anordnung der Kammerwand 6 ist in einfacher Weise an dem Anschluß 10 anstelle der Erdgasdüse 11 eine Gaslanze 14 mit der Kammerwand 6 bzw. ihrem Gaskanal 9 verbindbar. Die Lanze 14 ist mit einer für Stadtgas ausgelegten Düse 15 und auch mit einer Stauscheibe 16 ausgebildet. An dem Bajonettanschluß 13 ist anstelle des beim Erdgas-Betrieb die Brennermündung 4 bildenden Brennzylinders 12 ein einfach ausgebildetes Brennerrohr 17 mit dem Austrittsende 7 des Mischerrohres 5 verbindbar. Das Brennerrohr 17 bildet zusammen mit der mit Düse 15 und Stauscheibe 16 hineinragenden Lanze 14 eine Brennermündung, die, wenn auch nicht mit den gleichen niedrigen Emissionswerten wie die Brennerausführung in Fig. 1 für Erdgas, einen zuverlässigen und einwandfreien Betrieb des Gas-Gebläsebrenners mit Stadtgas ermöglicht. Ebenso einfach ist der Brenner von der Ausführungsform der Fig. 2 für den Stadtgas-Betrieb auch wieder in die Ausführungsform der Fig. 1 für den Erdgas-Betrieb umrüstbar.The premixing gas burner of FIG. 1 has a mixer, generally designated 1, for natural gas as a fuel gas, and at its left end opening into which a feed 2, the air supply of a fan, into a chamber 3 of the mixer 1, the fuel gas-air Pre-mix the mixture, and which is connected upstream of a burner mouth, generally designated 4 , at which the flame formation and combustion of the emerging mixture take place. The mixer 1 consists of a mixer tube 5 surrounding the chamber 3 . Arranged in the mixer tube 5 is a chamber wall 6 which is designed as a hole mixer and contains a plurality of mixing holes 8 leading from the chamber 3 to the mixture outlet of the mixer 1 . The chamber wall 6 contains a gas channel 9 , which is connected to the gas supply line 2 and opens out on one side of the chamber wall 6 . The mouth of the gas channel 9 is formed with a connection 10 , for example with a screw thread connection, to which a natural gas nozzle 11 is connected to the chamber wall 6 in a replaceable manner. The natural gas nozzle 11 opens out to the chamber 3 in order to premix a mixture of air and natural gas with a specific mixing ratio therein, which is then thoroughly mixed as it flows through the mixing holes 8 . At the exit end 7 of the mixing tube 5, a fuel cylinder 12 is connected replaceable, for which purpose the outlet end 7 of the mixer pipe 5, for example, provided with a bayonet connection. 13 The combustion cylinder 12 is specially designed for low-pollution combustion of natural gas; it is closed at the end facing away from the mixer tube 5 and has a circumference consisting of several concentric perforated walls, at which the mixture emerges and the flame formation takes place. Mixer pipe 5 with gas supply line 2 and chamber wall 6 are formed so that the chamber wall is detachably arranged in the mixer pipe 5 6 and illustrated in the mixer pipe 5 and in that shown in Fig. 2, are arranged at 180 ° around the rotated position and connected to the gas supply line 2 can. In the arrangement of the chamber wall 6 shown in FIG. 2, rotated for the town gas operation of the forced draft burner, a gas lance 14 can be connected to the chamber wall 6 or its gas channel 9 in a simple manner at the connection 10 instead of the natural gas nozzle 11 . The lance 14 is designed with a nozzle 15 designed for town gas and also with a baffle plate 16 . At the bayonet connection 13 , instead of the combustion cylinder 12 forming the burner mouth 4 during natural gas operation, a simply designed burner tube 17 can be connected to the outlet end 7 of the mixer tube 5 . The burner tube 17 , together with the lance 14 protruding with the nozzle 15 and the baffle plate 16, forms a burner mouth which, although not with the same low emission values as the burner design in FIG. 1 for natural gas, ensures reliable and faultless operation of the gas-blown burner with town gas enables. The burner can also be converted from the embodiment of FIG. 2 for town gas operation into the embodiment of FIG. 1 for natural gas operation just as easily.

Claims

Gas-blown burner for natural gas or another fuel gas, in which, for burner operation with natural gas, the burner mouth ( 4 ) is preceded by a mixer ( 1 ) with a chamber ( 3 ) into which an air supply and a fuel gas supply for mixture formation open and from which In the direction of the burner mouth ( 4 ), several holes ( 8 ) lead in a chamber wall ( 6 ) designed as a hole mixer, which on the side facing the chamber ( 3 ) has the outlet opening of a gas channel ( 9 ) leading through the chamber wall ( 6 ) and one at the outlet opening Connected natural gas nozzle ( 11 ), and in which the burner mouth ( 4 ) from a to the mixer ( 1 ) connected, downstream, and perforated on the circumference perforated cylinder ( 12 ), characterized in that for alternative burner operation with town gas as another Fuel gas from the mixer ( 1 ) has a mixer tube ( 5 ) surrounding the chamber ( 3 ), which has an on at its outlet end ( 7 ) circuit ( 13 ) for interchangeable connection of the combustion cylinder ( 12 ) or a simply designed burner tube ( 17 ) with the mixer tube ( 5 ) contains that in the mixer tube ( 5 ) the chamber wall ( 6 ) is detachably and rotatable by 180 °, and that instead of the natural gas nozzle ( 11 ) when the chamber wall ( 6 ) is turned around, a gas lance ( 14 ) opening into the burner tube ( 17 ) and provided with a town gas nozzle ( 15 ) and a baffle plate ( 16 ) can be connected.