DE4212046C2

DE4212046C2 - Burner especially for fuel gas

Info

Publication number: DE4212046C2
Application number: DE19924212046
Authority: DE
Inventors: Remscheid Van Tong
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1991-04-11
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2012-04-08
Also published as: ATA75691A; CH688839A5; DE4212046A1; AT395769B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner, insbesondere für Brenngas, mit mehreren parallel zueinander verlaufenden Brennerstäben, oberhalb von denen jeweils mehrere Flammenkühlstäbe angeordnet sind.The invention relates to a burner, in particular for fuel gas, with a plurality of parallel ones Burner rods, above which several flame cooling rods are arranged.

Bei einem aus der DE 88 14 258 U1 bekannten derartigen Brenner ist jedem Brennerstab die gleiche Anzahl von Flammenkühlstäben zugeordnet, wobei die Flammenkühlstäbe in zwei Etagen übereinander angeordnet sind. Durch diese Flammenkühlstäbe wird eine Re duzierung des NO_x-Ausstoßes des Brenners erreicht, wobei die CO-Emission im Rahmen der zulässigen Grenzen bleibt.In such a burner known from DE 88 14 258 U1, each burner rod is assigned the same number of flame cooling rods, the flame cooling rods being arranged one above the other on two levels. By this flame cooling bars Re is a NO _x emissions of the burner reaches duzierung, the CO emission is within the permissible limits.

Es hat sich jedoch bei Labormessungen an einem Brenner mit mehreren Brennstäben gezeigt, daß eine erhöhte CO-Emission in dem mittleren Brennraumbereich auftritt, die durch einen Mangel an Sekundärluftzufuhr bedingt ist. Dieser Mangel führt in Verbindung mit der Kühlung der Flammen durch die Flammen kühlstäbe zu einer unvollständigen Verbrennung und damit zu einem entsprechenden Aus stoß an CO. Weiter hat sich auch gezeigt, daß die gleichmäßig verteilt angeordneten Flam menkühlstäbe nicht zu einer Reduzierung des NO_x-Ausstoßes im erwarteten Ausmaß füh ren. So zeigt sich, daß die Flammen in den Randbereichen des Brenners eine höhere Tem peratur erreichen als in den mittleren Bereichen des Brenners, wodurch es in den Randbe reichen zu einer vermehrten NO_x-Bildung kommt. Andererseits kann bei einer über den ge samten Brenner gleichen Zuordnung von Flammenkühlstäben zu den einzelnen Brennerstä ben keine zu große Anzahl von Flammenkühlstäben den einzelnen Brennerstäben zuge ordnet werden, um eine zu starke Abkühlung der Flammen im mittleren Bereich des Brenners zu vermeiden, die zu einer unvollkommenen Verbrennung führen würde, bei der ein erhöhter Ausstoß an unverbrannten Kohlenwasserstoffen und CO auftritt.However, laboratory measurements on a burner with several fuel rods have shown that there is an increased CO emission in the central combustion chamber area, which is due to a lack of secondary air supply. This deficiency in connection with the cooling of the flames by the flame cooling rods leads to incomplete combustion and thus to a corresponding emission of CO. Furthermore, it has also been shown that the evenly distributed flame cooling rods do not lead to a reduction in the NO _x emissions to the expected extent. This shows that the flames in the edge regions of the burner reach a higher temperature than in the middle regions of the burner, which leads to increased NO _x formation in the margins. On the other hand, if the entire burner is assigned the same assignment of flame cooling rods to the individual burner rods, too large a number of flame cooling rods cannot be assigned to the individual burner rods in order to avoid excessive cooling of the flames in the central region of the burner, which leads to an imperfect one Combustion would lead to increased emissions of unburned hydrocarbons and CO.

Ziel der Erfindung ist es, einen Brenner der eingangs er wähnten Art vorzuschlagen, bei dem sowohl der Ausstoß an CO als auch an NO_x weitestge hend reduziert ist.The aim of the invention is to propose a burner of the type mentioned, in which both the emission of CO and NO _{x is} largely reduced.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Anzahl der einem Brennerstab zuge ordneten Flammenkühlstäbe derart unterschiedlich zur Anzahl anderer Brennerstäbe ist, daß die Anzahl der Flammenkühlstäbe pro Brennerstab von den äußeren gegen die mittleren Brennerstäbe zu symmetrisch abnimmt.According to the invention, this is achieved in that the number of a burner rod ordered flame cooling rods is so different from the number of other burner rods that the number of flame cooling rods per burner rod from the outer towards the middle Burner rods decrease too symmetrically.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß im mittleren Bereich des Brenners die Flammen weniger gekühlt werden als in den Randbereichen des Brenners, und es kommt trotz der geringeren Zufuhr an Sekundärluft zu einer vollständigen Verbrennung des Brenngases auch im mittleren Brennerbereich und daher zu einer weitgehenden Vermeidung eines CO-Ausstoßes des Brenners.This measure ensures that the flames in the central area of the burner be cooled less than in the peripheral areas of the burner, and it comes despite the reduced supply of secondary air for complete combustion of the fuel gas also in the middle burner area and therefore to a large extent avoid CO emissions of the Brenners.

Weiter ergibt sich durch die vorgeschlagenen Maßnahmen der Vorteil einer den verschiede nen Bereichen des Brenners angepaßten Kühlung der Flammen. Dadurch werden einerseits eine vermehrte Bildung von NO_x und andererseits eine unvollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen vermieden.Furthermore, the proposed measures result in the advantage of a cooling of the flames adapted to the various areas of the burner. On the one hand, this prevents an increased formation of NO _x and, on the other hand, incomplete combustion of hydrocarbons.

Mit den Merkmalen gemäß Anspruch 2 ergibt sich eine sehr weitgehende Anpassung der Kühlung der Flammen an die in den entsprechenden Bereichen herrschenden Verhältnisse und damit eine sehr weitgehende Verminderung des gesamten Schadstoffausstoßes.With the features according to claim 2 there is a very extensive adaptation of the Cooling the flames to the conditions prevailing in the corresponding areas and thus a very extensive reduction in total pollutant emissions.

Bei Brennern mit einer größeren Zahl von Brennerstäben können aber auch zum Beispiel je zwei Brennerstäbe zu einer Brennerstabgruppe zusammengefaßt werden, wobei die zu dieser Gruppe gehörenden Brennerstäbe mit der gleichen Anzahl von Flammenkühlstäben versehen sind. Dabei ergeben sich innerhalb der einzelnen Brennerstabgruppen im wesent lichen gleiche Verhältnisse.In the case of burners with a larger number of burner rods, however, each can also be used, for example two burner rods can be combined to form a burner rod group, the to This group includes burner rods with the same number of flame cooling rods are provided. This essentially results within the individual burner rod groups same conditions.

Durch Anspruch 3 ist sichergestellt, daß die aufgrund eines etwas höheren Sekundärluftan gebotes heißere Seite der Flammen stärker gekühlt wird als die andere, der Brennermitte zugekehrte Seite der Flammen.By claim 3 ensures that due to a slightly higher secondary air hotter side of the flames is cooled more than the other, the center of the burner facing side of the flames.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Dabei zeigen:Show:

Fig. 1 schematisch einen Brenner im Querschnitt und Fig. 1 shows schematically a burner in cross section and

Fig. 2 ein Schema für die Anordnung von Flammenkühlstäben bei Brennern mit einer un terschiedlichen Anzahl von Brennerstäben. Fig. 2 is a diagram for the arrangement of flame cooling rods in burners with a different number of burner rods.

Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Brenner mit fünf Brennerstäben 1. Bei diesem Brenner sind oberhalb der äußersten Brennerstäbe 1 jeweils fünf Flammenkühlstäbe 2 angeordnet. Dem mittleren Brennerstab 1 sind dabei drei Flammenkühlstäbe 2 und den beiden zwischen dem mittleren Brennerstab 1 und den äußersten Brennerstäben 1 liegenden Brennerstäben jeweils vier Flammenkühlstäbe 2 zugeordnet. Setzt man nun die Zahl der den äußersten Brennerstäben 1 zugeordneten Flammenkühlstäbe 2 mit n fest, so nimmt die Zahl der Flam menkühlstäbe 2, die dem nach innen zu benachbarten Brennerstab 1 zugeordnet ist, jeweils um 1 ab.The Fig. 1 schematically shows a burner with burner five bars 1. In this burner, five flame cooling rods 2 are arranged above the outermost burner rods 1 . The middle burner rod 1 is assigned three flame cooling rods 2 and the two burner rods lying between the middle burner rod 1 and the outermost burner rods 1 each have four flame cooling rods 2 . If one sets the number of the outermost burner 1 rods associated flame cooling bars 2 with n fixed, so taking the number of Flam menkühlstäbe 2, which is associated with the inwardly adjacent burner rod 1, by 1 from.

Die Zahlen der Flammenkühlstäbe 2 pro Brennerstab 1 entsprechen daher von außen nach innenThe numbers of flame cooling rods 2 per burner rod 1 therefore correspond from the outside in

n, (n-1) und (n-2).n, (n-1) and (n-2).

Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, sind die je vier, den zwischen dem mittleren und den äußersten Brennerstäben 1 angeordneten Brennerstäben zugeordneten Flammenkühlstäbe 2 im Querschnitt in einem Dreieck angeordnet, wobei an den dem äußeren Rand des Bren ners zugekehrten Seiten der Brennerstäbe 1 je zwei Flammenkühlstäbe 2 übereinander angeordnet sind.As can be seen from Fig. 1, the four, arranged the associated between the middle and the outermost burner rods 1 arranged burner rods flame cooling bars 2 in cross-section in a triangle, wherein at the outer edge of Bren ners facing sides of the burner rods 1 two flame cooling rods 2 are arranged one above the other.

Die Fig. 2 zeigt ein Schema für Brenner mit 3 bis 9 Brennerstäben 1. Dabei sind den äußer sten Brennerstäben 1 zumeist fünf Flammenkühlstäbe 2 zugeordnet. Lediglich bei Brennern mit nur drei Brennerstäben 1 können den äußersten Brennerstäben 1 auch nur vier Flam menkühlstäbe 2 zugeordnet werden. Fig. 2 shows a scheme for burners with burner 3 to 9 bars 1. The outermost burner rods 1 are usually assigned five flame cooling rods 2 . Only when burners with three rods 1 the outermost burner burner rods 1 can also only four Flam menkühlstäbe 2 are assigned.

Bei diesem Schema nach der Fig. 2 geben die über den Brennerstäben 1 angeführten Zahlen die Anzahl der diesen zugeordneten Flammenkühlstäbe 2 an. Dabei stellen die in Klammern gesetzten Zahlen Wahlmöglichkeiten dar. Die Anordnung der Flammenkühlstäbe 2 kann dabei in der aus der Fig. 1 ersichtlichen Weise erfolgen.In this scheme according to FIG. 2, the numbers given above the burner rods 1 indicate the number of flame cooling rods 2 assigned to them. The numbers in brackets represent options. The flame cooling rods 2 can be arranged in the manner shown in FIG. 1.

Claims

1. Burner, in particular for fuel gas, with a plurality of burner rods running parallel to one another ( 1 ), above each of which a plurality of flame cooling rods ( 2 ) are arranged, characterized in that the number of a flame rod ( 1 ) assigned to a burner rod ( 2 ) is so different from the number of other burner rods ( 1 ) that the number of flame cooling rods ( 2 ) per burner rod ( 1 ) decreases from the outer towards the middle burner rods ( 1 ) too symmetrically.

2. Burner according to claim 1, characterized in that the number of flame cooling rods ( 2 ) from burner rod ( 1 ) to burner rod ( 1 ) decreases by one and the central burner rod or rods (1) has at least three flame cooling rods ( 2 ) are arranged and that the number of flame cooling rods ( 2 ) per outer burner rod ( 1 ) is limited to a maximum of five.

3. Burner according to claim 1 or 2, characterized in that with four an eccentric burner rod ( 1 ) associated Flam menkühlstäben ( 2 ), seen in the longitudinal direction of the burner rod ( 1 ), are arranged in a triangle such that on the respective lateral burner edge nearer area two flame cooling rods ( 2 ) are arranged one above the other.