DE6931621U

DE6931621U - REVENTED GAS BURNER WITH SKIRT

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Publication number: DE6931621U
Application number: DE6931621U
Authority: DE
Original assignee: Gee Bray & Co Ltd
Current assignee: Gee Bray & Co Ltd
Priority date: 1968-08-20
Filing date: 1969-08-08
Publication date: 1970-01-02
Also published as: FR2015966A1; DE1940717A1; BE737746A; GB1203489A; US3630649A; NL6912271A

Description

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ν.In./Am München-Pullach, 7. August 1969ν.In. / Am München-Pullach, August 7, 1969

GEO, BHAY & COMPANY LIMITED, Leicester Place, Blackman Lane, Leeds 2, EnglandGEO, BHAY & COMPANY LIMITED, Leicester Place, Blackman Lane, Leeds 2, England

Nachbelüfteter Gasbrenner mit SchurzPost-ventilated gas burner with skirt

Die Neuerung betrifft mit einem Schurz versehene Gasbrenner für Gase, die unterschiedliche Zusammensetzung und Qualität aufweisen, und betrifft insbesondere die Konstruktion eines Gasbrenners, der stabile nicht vorbelüftete Flammen bei Verwendung von Naturgas vorsieht, und zwar in einem Druckbereich des Gases von ungefähr 15 bis 25 cm Wassersäule.The innovation concerns apron-fitted gas burners for gases of different composition and quality and particularly relates to the construction of a gas burner that produces stable non-vented flames when in use of natural gas, in a pressure range of the gas of approximately 15 to 25 cm water column.

Die vorliegende Neuerung schafft einen mit einem Schurz ver-The present innovation creates one with an apron

• sehenen Brenner, der aus einer Kombination einer Gasdüse mit• see burner, which consists of a combination of a gas nozzle with

j einer Vielzahl von Gasöffnungen, die im Betrieb divergierendej a multiplicity of gas openings which diverge during operation

Flammen erzeugen, die sich nur in der Gegend der Gasöffnungen verbinden, und einen Schurz besteht, dessen Wand oder Wände dieGenerate flames that combine only in the area of the gas openings, and there is a skirt, the wall or walls of which the

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Gasöffnungen vor einem direkten Luftstrom schützt und so geformt und ausgelegt ist, daß eine gegebene Flamme nahe an der j umfangsmäßigen Kante des Schurzes vorbeistreicht, die umfangs-Protects gas openings from direct air flow and is shaped in this way and is designed so that a given flame passes close to the circumferential edge of the skirt, the circumferential

mäßige Kante verläuft dabei so, daß sie sich in gleicher Höhe oder leicht oberhalb des Divergenzpunktes benachbarter Flammen befindet.moderate edge runs in such a way that they are at the same height or slightly above the divergence point of neighboring flames.

Indem man eine Anordnung im Sinne der Verschmelzung der Flammen in der Zone der Gasöffnungen vorsieht, wird eine gegenseitige Stabilisation der Flammen sichergestellt. Der Schurz und dessen besondere Formgebung schützt effektiv die Verschm&bzungszone vor der nach oben gerichteten Bewegung^ der Luft, wobei dieseProviding an arrangement in the sense of merging the flames in the area of the gas openings becomes mutual Stabilization of the flames ensured. The apron and its special shape effectively protect the fusion zone before the upward movement ^ of the air, this

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Luftbewegung durch Wärmeübertragungs- oder Konvektionsströme hervorgerufen wird und dadurch die Flammenstabilität weiter verbessert wird. Demzufolge wird ein Abheben der Flammen selbst bei Verwendung von natürlichem Gas verhindert, das für den Verbrauch mit einem Druck bis zu ca. 25 cn Wassersäule ansteht.Air movement through heat transfer or convection currents is caused and thereby the flame stability is further improved. As a result, the flames themselves will lift off if natural gas is used, this prevents consumption at a pressure of up to approx. 25 cn water column.

Durch das Erzeugen von divergierenden Flammen, die längs eines Abschnittes ihrer Länge verseurneIzen, wird alleine schon eine wechselseitige Stabilisation und zufriedenstellende Belüftung derFlammen erreicht, Die Divergenz der Flammen und ebenso die Tatsache, daß jede Flamme in enger Nachbarschaft zur Lippe des Schurzes verläuft, unterstützt ebenso die Flammenstabilität, da sich eine Luftströmung aufbauen kann, die zwischen dem Spalt verläuft, der zwischen den Flammen und der Lippe des Schurzes geformt wird. Dieser Luftstrom ist entgegen der nach oben gerichteten Gasgeschwindigkeitskomponente gerichtet und dadurch wird effektiv die Gasströmungsgeschwindigkeit vermindert, während die Verbrennungsprodukte in dem Spalt zurückgehalten werden, der zwischen den Flammen und den Wänden des Schurzes entsteht, wo sie zirkulieren. Im Falle eines Flammensatzes oder eines geschlossenen Flammenringes, trägt die Divergenz der Flammen dazu bei die nicht vollständigen verbrannten Produkte innerhalb des Flammensatzes oder Hinges zu halten.By creating diverging flames that weaken along a section of its length, one becomes one in itself mutual stabilization and satisfactory ventilation of the flames is achieved, the divergence of the flames as well as the The fact that each flame is in close proximity to the lip of the apron also supports the flame stability, as a flow of air can build up between the gap between the flames and the lip of the apron is shaped. This air flow is directed against the upward gas velocity component and thereby the gas flow rate is effectively reduced while the combustion products are retained in the gap, that arises between the flames and the walls of the apron where they circulate. In the case of a set of flames or a closed flame ring, the divergence of the flames contributes to the incomplete burned products within of the set of flames or hanging.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Neuerung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen:Further advantages and details of the innovation arise from the following description of an exemplary embodiment with reference to the drawing. In this show:

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf eine erste Düse;1 schematically shows a plan view of a first nozzle;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung nach der Linie A-A der Fig. 1;Fig. 2 is a sectional view taken along line A-A of Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung nach der Linie B-B der Fig. 1;Fig. 3 is a sectional view taken along line B-B of Fig. 1;

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und 5 Seiten- und Endansichten, teilweise im Schnitt eines mit einem Schurz versehenen Brenners, der mit einer Düse nach den Fig. 1 bis 3 ausgestattet ist, wobei die Flammenform und die sich ergehende Luftströmungsform veranschaulicht ist;and 5 side and end views, partly in Section of a burner provided with a skirt, which is equipped with a nozzle according to FIGS. 1 to 3 is equipped, illustrating the flame shape and the resulting air flow shape is;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer zweiten Düse;6 shows a schematic representation of a second nozzle;

Fig. 7 eine Schnittdarstellung nach der Linie G-C der Fig. 6;Fig. 7 is a sectional view along the line G-C of Fig. 6;

Fig. 8 schematisch eine teilweise Schnittdarstellung eines Brenners mit einem Schurz, in dem eine Düse nach den Fig. 6 und 7 verwendet ist und wobei die Flammenform und das Luftströmungsbild veranschaulicht ist;8 schematically shows a partial sectional illustration of a burner with a skirt in which a nozzle 6 and 7 is used and illustrating the flame shape and air flow pattern is;

Fig. 9 schematisch eine Draufsicht auf eine dritte Düse;9 schematically shows a plan view of a third nozzle;

Fig.10 eine Schnittdarstellung nach der Linie D-D der Fig. 9;Fig.10 is a sectional view along the line D-D of Fig. 9;

Fig.11 und 12 schematisch Seiten- und Enddarstellungen teilweise im Schnitt eines mit einem Schurz versehenen Brenners, in dem die Düse nach den Fig. 9 und 10 verwendet ist und die Flammenform und Luftströmungsform veranschaulicht ist;11 and 12 are schematic side and end representations partially in section of a burner provided with a skirt, in which the nozzle according to FIGS and Fig. 10 is used and the flame shape and air flow shape are illustrated;

Fig.13 schematisch eine Draufsicht auf einen Brenner nach den Fig. 11 und 12;13 schematically shows a plan view of a burner according to Figures 11 and 12;

Fig.14 schematisch eine Draufsicht auf eine vierte Brennerdüse ;14 schematically shows a plan view of a fourth burner nozzle ;

Fig.15 eine Schnittdarstellung nach der Linie E-E der Fig. 14;Fig.15 is a sectional view along the line E-E of Fig. 14;

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Pig. 16 und 47 schematische Seiten- und Endansichten, teilweise im Schnitt, eines mit einem Schurz versehenen Brenners, der mit einer Düse nach den Fig. 14 und 15 ausgestattet ist und wobei die Flammenform und der Luftströmungsverlauf veranschaulicht ist; undPig. 16 and 47 schematic side and end views, partly in section, of a skirted burner, the one with a nozzle after 14 and 15 is equipped and wherein the flame shape and the air flow path is illustrated; and

Fig. 18 schematsich eine Draufsicht auf einenBrenner nach dem Fig. 16 und 17-18 schematically shows a top view of a burner according to FIGS. 16 and 17.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Keramik- oder MetalYdüse allgemein mit 1 bezeichnet und besitzt einen kugelförmigen Abschnitt oder Vorsprung 2, in dem acht Offnungen 3, 4 angeordnet sind. Die Offnungen 3>4 sind kreisförmig und verlaufen zur Oberfläche der Düse senkrecht, was bedeutet, daß deren Ursprung in der Witte der Kugel liegt, in der sie ausgebildet sind. Die Öffnungen 3 sind in der Ebene A-A ausgebildet, die einen Winkel von 10 bis 20° zur Ebene X-X verläuft, wobei letztere Ebene durch die Hauptachse der Gesamtflamme geht, die die Form eines Geschlossenen elliptischen Ringes aufweist, die Öffnungen 4 in der Ebene B-B verlaufen in einem Winkel von 40 bis 60° zur Ebene X-X. In Fig. 2, die einen Schnitt nach der Linie A-A zeigt, weisen die Öffnungen 3 eine Neigung von 30 bis 40° zur Düsenachse auf und in Fig. 3, die einen Schnitt nach der Linie B-B zeigt, weisen die öffnungen 4 eine Neigung von 15 "bis 20° zur Achse der Düse auf.In Figures 1-3, a ceramic or metal nozzle is general denoted by 1 and has a spherical portion or projection 2 in which eight openings 3, 4 are arranged. The openings 3> 4 are circular and run towards the surface of the nozzle perpendicular, which means that their origin lies in the Witte of the sphere in which they are formed. The openings 3 are formed in the plane A-A, which extends at an angle of 10 to 20 ° to the plane X-X, the latter plane through the The main axis of the overall flame, which has the shape of a closed elliptical ring, the openings 4 in the plane B-B run at an angle of 40 to 60 ° to the plane X-X. In Fig. 2, which shows a section along the line A-A, show the openings 3 have an inclination of 30 to 40 ° to the nozzle axis and in FIG. 3, which shows a section along the line B-B the openings 4 have an inclination of 15 "to 20 ° to the axis of the Nozzle open.

Ein vollständiger mit einem Schurz versehener Brenner, der die Düse nach den Fig. 1 und 3 enthält, ist in den Fig. 4 und 5 veranschaulicht. Die Düse ist in einem Metallsockel 5 angeordnet, der eine ringförmige Schulter 6 zur Aufnahme eines Schurzes 7 besitzt. Die umfangsmäßig verlaufende Kante derSchurzwand ist sovät hochgezogen, daß sie etwas oberhalb der Divergenzpunkte 8 der Flammen gelegen ist und der vertikale Abstand der Öffnungen unterhalb des höchsten Punktes des Schurzes liegt inA complete skirted burner incorporating the nozzle of FIGS. 1 and 3 is shown in FIGS. 4 and 5 illustrated. The nozzle is arranged in a metal base 5, which has an annular shoulder 6 for receiving a skirt 7. The circumferential edge of the curtain wall is drawn up so that it is slightly above the divergence points 8 of the flames and the vertical distance of the openings below the highest point of the apron is in

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der Größenordnung von einem cm (0,4 Inch) für öffnungen mit einem Durchmesser von 0,025 cm (0,010 Inch) "bis 0,038 cm (0.015 Inch) und für Divergenzwinkel, wie sie oben angegeben wurden.on the order of one cm (0.4 inch) for openings with a diameter of 0.025 cm (0.010 inches) "to 0.038 cm (0.015 inch) and for angles of divergence as specified above became.

Aus den Fig. 4 und 5 läßt sich erkennen, daß die Luft über den Rand oder die Lippe des Schurzes strömt und weiter zwischen die divergierenden Flammen in das Zentrum der Verschmelzungsaone 9 und eine Strömungsform oder Verlauf zeigt, wie dies durch die Pfeile angedeutet ist. Die Wand des Schurzes 7 schließt mit der Längsachse oder vertikalen Achse durch die Düse einen Winkel ein, so daß jede Flamme nahe der umfangsmäßigen Kante des Schurzes entlangstreicht» Eine bestimmte Menge der Luft strömt über den Rand des Schurzes und dann längs der Innenseite der Schurzwand nach unten, bevor sie von dem elliptischen Flammenring erfasst wird, wobei durch den Zwischenraum zwischen den Flammen und dem Rand der Grad der Luftströmung gesteuert wird. Die Abmaße des Zwischenraumes 10, der eine allgemein keilförmige Form im Querschnitt aufweist und zwischen den Flammen und der Wand des Scturzes geformt wird, ist ebenso von Bedeutung, da gerade in dieser Zone eine Zirkulation der noch nicht vollständig verbrannten Produkte stattfindet und dasVolumen letzterer Verbrennungrsprodukte muß auf das Volumen des Zwischenraumes aus Gründen der Stabilisation rückbezogen sein.From Figs. 4 and 5 it can be seen that the air over the The edge or lip of the apron flows and continues between the diverging flames into the center of the merging zone 9 and shows a flow shape or course, as indicated by the arrows. The wall of the apron 7 closes angled with the longitudinal or vertical axis through the nozzle so that each flame is near the peripheral edge brushing along the apron »A certain amount of air flows over the edge of the apron and then along the inside down the skirt wall before it is captured by the elliptical ring of flame, through the space between the flames and the edge the degree of air flow is controlled. The dimensions of the gap 10, which is generally wedge-shaped Has shape in cross-section and is formed between the flames and the wall of the scturzes is also of importance since it is precisely in this zone that the not yet completely burned products and the volume the latter combustion products must be based on the volume of the space in between be referred back for reasons of stabilization.

In der besonderen Konstruktion, wie sie beschrieben wurde, beträgt der innere Durchmesser des Schurzes um die Düse 0,76 cm (O.3O Inch) und die innere Weite ganz oben längs der kleineren Achse beträgt einen cm (0.45 Inch), und die innere Länge ganz oben längs der Hauptsache beträgt 2 cm (0.84 Inch). Die Düse kann mit Naturgas betrieben werden, ohne daß sich die Flamme abhebt und zwar bei einem Druck bis zu30cm Wassersäule (12 Inch) und die Flammen sind sehr gut belüftet. ^_{0 Λ Λ} λ α λ jIn the particular construction as described, the inside diameter of the skirt around the nozzle is 0.76 cm (0.30 inches) and the inside width at the top along the minor axis is one cm (0.45 inches) and the inside Length at the top along the main is 2 cm (0.84 inches). The nozzle can be operated with natural gas without the flame lifting, namely at a pressure of up to 30 cm water column (12 inches) and the flames are very well ventilated. ^ _{0 Λ Λ} λ α λ j

Die zuvor beschriebene Düse erzeugt eine Ge.s amt flammenform, die eine allgemein elliptische Fläche in Draufsicht überdeckt,The nozzle described above creates an overall flame shape, which covers a generally elliptical surface in plan view,

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in einigen Anwendungsfällen wie z.B. Wassererhitzer und zentrale Heizboiler, die offene Verbrennungskammern aufweisen, ist eine kreisförmige Fläche erforderlich.in some applications such as water heaters and central Boilers that have open combustion chambers require a circular area.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Düse, die eine gesamte j in Draufsicht eine Kreisebene überstreichende Flamme liefert,A preferred embodiment of a nozzle that has an entire j provides a flame sweeping across a circular plane in plan view,

ist in den Fig. 6 "bis 8 veranschaulicht. Vier gasförmige Öffnungen 11 mit einem Durchmesser von 0,03 cm (0.013 Inch) sind in dem Kugelabschnitt 12 einer Düse 13 ausgebildet. Der Abschnitt 12 weist einen äußerenßadius von 0,26 cm (0.105 Inch) auf und der Winkel zwischen der Längsachse benachbarter Öffnungen beträgt 24°. Der Winkel zwischen der Längsachse jeder Öffnung und der Längsachse der Düse beträgt 17°. Fig· 8 zeigt die Düse 13 auf einem Metallsockel 14, der einen ringförmigen Vorsprung aufweist, um den Schurz 16 aufzunehmen. Letzterer besitzt die Form eines umgekehrten Kegelstumpfes mit einem Innendurchmesser von 0,76 cm (0.30 Inch) um die Düse herum und ganz oben miireinem inneren Durchmesser von 1,4 cm (0.55 Inch) und die oberste Kante des Schurzes befindet sich 1 cm (0.40 Inch) oberhalb der höchsten Erhebung der Düse. Düsen mit bis zu 12 Öffnungen können verwendet werden, um eine Kreisfläche ausfüllende Flammen zu erzeugen. Im allgemeinen ist es wünschenswert den Winkel zwischen den Längsachsen benachbarter Offnungen zwischen 20 und 30 zu wählen. Um dieser Bedingung zu genügen muß der Winkel zwischen der Längsachse jeder öffnung und der Längsachse der Düse in dem Bereich von 10 bis 45° liegen, was von der Anzahl der Öffnungen und dem Divergenzwinkel dieser Öffnungen abhängt.is illustrated in Figures 6 "through 8. Four gaseous ports 11 are 0.03 cm (0.013 inch) in diameter formed in the spherical section 12 of a nozzle 13. The section 12 has an outer radius of 0.26 cm (0.105 inches) and the angle between the longitudinal axis of adjacent openings is 24 °. The angle between the long axis of each opening and the longitudinal axis of the nozzle is 17 °. 8 shows the nozzle 13 on a metal base 14 which has an annular projection to receive the skirt 16. The latter owns the In the shape of an inverted truncated cone with an inside diameter of 0.76 cm (0.30 inch) around the nozzle and with a clean at the top inner diameter of 1.4 cm (0.55 inch) and the top edge of the skirt is 1 cm (0.40 inch) above the highest elevation of the nozzle. Nozzles with up to 12 openings can be used to create a circular area-filling flame. In general, it is desirable to have the angle between the longitudinal axes of adjacent openings between 20 and 30 Select. To meet this condition, the angle between the longitudinal axis of each opening and the longitudinal axis of the nozzle in the Range from 10 to 45 °, depending on the number of openings and the divergence angle of these openings.

In Fig. 8 ist der gesamte Strömungsverlauf durch Pfeile angezeigt und ebenso die Flammenbildung, die mit Hilfe des mit einem Schurz versehaaen Brenners erreicht wird. Der Rand des Schurzes befindet sich leicht oberhalb der Divergenzpunkte 17 der benachbarte Fiämmen und es läßt sich erkennen, daß der Brenner auch hier einen verschmelzenden Flammenabschnitt erzeugt und daß eine umgekehrte Luftströmung zwischen den Flammen selbst undIn Fig. 8, the entire flow course is indicated by arrows and also the flame formation, which with the help of a Schurz versehaen burner is reached. The edge of the apron is slightly above the divergence points 17 of the neighboring one Filmed and it can be seen that the burner too here a merging flame section is created and that a reverse air flow between the flames themselves and

zwischen den Flammen und der Umfangskante der Wand des Schurzes erreicht wird.between the flames and the peripheral edge of the wall of the skirt is achieved.

In einigen Anwendungsfällen, insbesondere bei Gasfeuerung, "bei der die Düse eine in die Kammer von keramischen WärmeStrahlern mit rechteckigemQuerschnitt erzeugt, ist eine dünne Flamme erforderlich, um ein Berühren der Flamme zu vermeiden, woraus sich eine nicht vollständige Verbrennung oder Rußentwicklung ergeben kann. In den Fig. 9 und 10 ist eine Düse 1ö gezeigt, die eine dünne schmale Flamme erzeugt und diese Düse besitzt fünf öffnungen 19» wobei die drei inneren Öffnungen einen Durchmesser von 0,03 cm (0.125 Inch) haben und die zwei äußeren öffnungen einen Durchmesser von 0,024 cm (0.0095 Inch) aufweisen, und in einer einzelnen Reihe längs einer zentralen Ebene eines Kugelabschnittes 20 angeordnet sind. In einem ausführungäbe±spiel beträgt der äußere Radius des VorSprunges 20 gleich 0,28 cm (0.110 Inch), und der Winkel zwischen den Längsachsen benachbarter Öffnungen beträgt 17°. In den Fig. 11 bis 13 ist die Düse 18 auf einem Metallsockel 31 angeordnet, der einen ringförmigen Vorsprung 22 zu τη Aufnehmen eines Schurzes 23 aufweist. Da in diesem Fall keine seitliche Divergenz der Flammen auftritt, so verlaufen die Seitenabschnitte der Wand des Schurzes 22 parallel, wie dies gezeigt ist, oder sie können leicht konvergieren, um dadurch den Luftstrom in den Schurz durch den Zwischenraum zwischen Rand und Flamme zu regulieren und um die Verbrennungsprodukte nahe an der Flammenbasis zu halten. Die maximale Weite der Mundöffnung des Schurzes beträgt 0,79 cm (0.312 Inch) und die Länge beträgt 2,7 cm (1.077 Inch) und die Spitze der Düse befindet sich 1,5 cm (0.570 Inch) unterhalb des höchsten Punktes des Schurzes.In some applications, particularly in gas-fired applications, "where the nozzle creates a rectangular cross-section of ceramic heat emitters in the chamber, a thin flame is required to avoid touching the flame, which can result in incomplete combustion or soot development. In FIGS. 9 and 10 show a nozzle 10 which produces a thin, narrow flame and this nozzle has five openings 19 "with the three inner openings having a diameter of 0.03 cm (0.125 inch) and the two outer openings one diameter of 0.024 cm (0.0095 inches) and are arranged in a single row along a central plane of a spherical segment 20. In one embodiment, the outer radius of the protrusion 20 is 0.28 cm (0.110 inches) and the angle between the longitudinal axes of adjacent openings is 17. In FIGS. 11 to 13, the nozzle 18 is arranged on a metal base 31 which has an annular V has orsprung 22 to τη receiving a skirt 23. Since in this case there is no lateral divergence of the flames, the side portions of the wall of the skirt 22 are parallel, as shown, or they may converge slightly to thereby regulate the air flow into the skirt through the gap between the edge and the flame and to keep the combustion products close to the flame base. The maximum width of the mouth opening of the apron is 0.79 cm (0.312 inches) and the length is 2.7 cm (1.077 inches) and the tip of the nozzle is 1.5 cm (0.570 inches) below the highest point of the apron.

In einem anderen Ausführungsbeispiel dieses Düsen typ s weisen die fünf Öffnungen 19 einen etwas größeren Durchmesser auf, die drei inneren Öffnungen einen Durchmesser von 0,37 cm (0.145 Inch) und die zwei äußeren öffnungen einen DurchmesserIn another embodiment, this type of nozzle has type s the five openings 19 have a slightly larger diameter, the three inner openings a diameter of 0.37 cm (0.145 inch) and the two outer openings have a diameter

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von 0,029 cm (O.OII5 Inch). In diesem Pall Beträgt der äußere Radius des Vorsprunges 20 gleich 0,34cm (0.135 Inch). Der äußere Radius des Vorsprunges 19 muß entsprechend dem Öffnungsdurchmesser eingestellt sein, um ein genau konstantes Verhältnis zwischen Öffnungsdurchmesser und dem Öffnungsmittelpunktabstand aufrecht zu halten. Die Abmaße des Schurzes für dieses Ausführungsbeispiel sind für die Veite der Mundöffnung 0,79cm (O.312 Inch), für die Länge der Mundöffnung 2,8 cm (1.100 Inch) und die Spitze der Düse befindet sich 1,4 cm (O.57O Inch) unterhalb des obersten Punktes des Schurzes.0.029 cm (O.OII5 inches). In this Pall is the outer The radius of the protrusion 20 is 0.34 cm (0.135 inches). Of the outer radius of the projection 19 must be set according to the opening diameter, to an exactly constant ratio between the opening diameter and the opening center distance keep upright. The dimensions of the apron for this embodiment are 0.79 cm for the width of the mouth opening (O.312 inches), for the length of the mouth opening 2.8 cm (1,100 inches) and the tip of the nozzle is 1.4 cm (0.570 inches) below the top point of the apron.

In beiden Ausführungsbeispielen der Düse 18, die beschrieben wurden, können die fünf Öffnungen die gleiche Größe aufweise^ oder sie können alle unterschiedlich sein, da die relativen Durchmesser nur die gesamte Flammform beeinflußt.In both embodiments of the nozzle 18 that have been described, the five openings can be the same size ^ or they can all be different since the relative diameters only affect the overall shape of the flame.

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Die Tiefe des Schurzes 23 ist in diesem Fall etwas größer,da der Divergenzwinkel der getrennten Flammen kleiner ist .als für die Brenner, die in den Fig. 1 bis 8 gezeigt sind, und der tatsächliche Divergenzpunkt 24 benachbarter Flammen befindet sich daher etwas weiter von den Öffnungen entfernt. Dieser geringere Divergenzgrad ist erforderlich, um ein größeres Verschmelzen nahe der Flammbasis zu erzielen und damit eine ausgeprägtere wechselseitige Stabilisierung. In den Fig. 11 und 12 ist die Flammenformation und der Luftströmungsverlauf veranschaulicht. Es sei erwähnt, daß eine Gegenluftströmung auch hier stattfindet und zwar zwischen der äußeren Flä-che der Flammen und dem Rand des Schurzes, und die unvollständig verbrannten Verbrennungsprodukte werden zurückgehalten, so daß sie in dem teilförmigen Spalt 25 zirkulieren., der zwischen der Flamme und der Schurzwand ausgebildet ist. Auch hier ist die Umfangskante der Wand des Schurzes kurz oberhalb der Divergenzpunkte 24 benachbarter Flammen angeordnet, obwohl diese Eante auch mit diesen abschließen bzw. in gleicher Höhe verlaufen kann.The depth of the skirt 23 is somewhat greater in this case, there the divergence angle of the separate flames is smaller than for the burners shown in Figures 1-8 and the actual point of divergence is 24 of adjacent flames therefore a little further away from the openings. This lesser degree of divergence is required to achieve a greater one To achieve merging close to the flame base and thus a more pronounced mutual stabilization. In Fig. 11 and 12 is the flame formation and air flow path illustrated. It should be noted that a counter air flow also takes place here, namely between the outer surface of the flame and the edge of the apron, and which is incomplete Burned combustion products are retained so that they circulate in the partial gap 25, which between the flame and the apron wall is formed. Here, too, the peripheral edge of the wall of the skirt is just above the Divergence points 24 of adjacent flames are arranged, although these edges also terminate with these or at the same height can run.

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Andere Anwendungsfälle erfordern, daß eine große ebene Fläche mit Hilfe einer kleinen Düsenzahl beheizt wird, oäer im Pail eines Kochherdes muß eine Düse eine einheitliche Wärme über eine weite Fläche erzeugen. Diese Anwendungsfälle erfordern eine Düse, die eine breite Flamme liefert und eine solche Dü^s&i ist in den Fig. 14 und 15 gezeigt und mit 26 bezeichnet. Die Düse 26 ist mit einer geraden oder .Reihe von elf öffnungen 27 mit einem Durchmesser von 0,03 c® ( O.OII7 Ich) ausgestattet und diese sind in dem kugelförmigen Vorsprung 28 vorgesehen, der einen äuseeren Radius von 0,25 cm (0.093 Inch) aufweist und ebenso einen Winkel von 18° zwischen den Achsen benachbarter öffnungen eingeschlossen wird. Ein vollständiger mit einem Schurz versehener Brenner, der die Düse 26 enthält, ist in den Fig. 16 bis 18 gezeigt. Die Düse ist auf einem Metallsockel 29 angeordnet, der eine Ringschulter 30 aufweist, um den Schurz 3I aufzunehmen. Der Schurz besteht aus zwei im wesentlichen halbkreisförmigen parallelen Wänden 32 mit einem Radius von 1,7 cm (0.687 Inch) und mit einem Abstand zwischen 0,6 cm (0.260 Inch) und 0,79 cm (0.312 Inch), was von den 'öffnungsdurchmessern abhängig ist, die nahezu 0,03 cm (O.OII7 Inch) betragen. Die Wände können parallel verlaufen, wie dies gezeigt ist, oder sie können leicht konvergieren und sind am Boden durch ein Paar ebener Platten verschlossen, die von der Düse in einem Winkel von ca. 10° unter der Horizontalen sich erstrecken. Die Figl 16 und 18 veranschaulichen die gesamte Flammenbildung und die Luftströmung, die durch die Pfeile angedeutet ist. Es läßt sich erkennen, daß die umfangsmäßig verlaufende Kante der Wände 32 so ausgelegt sind, daß sie leicht oberhalb der Divergenzpunkte 3^ benachbarter Flammen verlaufen, obwohl sie in selber Höhe verlaufen konntax Auch hier tritt das .. Luftgegenströmungs-Prinzip auf, also eine Gegenströmung gegen den Gasstrom und üe Luft strömt über den Rand der Wände des Schurzes, wobei ebenfalls die Verbrennungsprodukte zurückgehalten werden undOther applications require that a large flat surface is heated with the help of a small number of nozzles, or in the pail A nozzle of a cooker must generate uniform heat over a wide area. These use cases require a nozzle which delivers a broad flame and such a nozzle is shown in Figs. The nozzle 26 is straight or .Reihe of eleven openings 27 with a diameter of 0.03 c® (O.OII7 i) equipped and these are in the spherical protrusion 28, which has an outer radius of 0.25 cm (0.093 Inch) and also includes an angle of 18 ° between the axes of adjacent openings. A complete one A skirted burner containing the nozzle 26 is shown in FIGS. 16-18. The nozzle is arranged on a metal base 29, which has an annular shoulder 30 has to accommodate the skirt 3I. The apron is made of two substantially semicircular parallel walls 32 with a radius of 1.7 cm (0.687 inches) and with one Distance between 0.6 cm (0.260 inch) and 0.79 cm (0.312 inch), depending on the opening diameters, which is nearly 0.03 cm (O.OII7 inches). The walls can be parallel run as shown or they can converge slightly and are at the bottom by a pair of flat plates closed, which extend from the nozzle at an angle of about 10 ° below the horizontal. Figures 16 and 18 illustrate the overall flame formation and air flow indicated by the arrows. It can be seen that the circumferential edge of the walls 32 are designed so that they run slightly above the divergence points 3 ^ of neighboring flames, although they are at the same height The ... principle of counter-air flow also occurs here on, so a counterflow against the gas flow and üe air flows over the edge of the walls of the skirt, whereby the combustion products are also retained and

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in den keilförmigen Spaisn 35 zirkulieren, die zwischen der Flamme und den Sehurzwänden geformt werden. Dort, wo eine noch höhere Wärmekonzentration erforderlich ist, kann eine abgewandelte Düse (nicht gezeigt) mit der gleichen allgemeinen Form wie die Düse 26 verwendet werden, und zear mit einer doppelten Öffnungsreihe und einem Winkel von 24° zwischen den Längsachsen der öffnungen in jeder Reihe, wobei der Schurz in geeigneter Weise abgewandelt ist, und wobei die Divergenzwinkel zwischen den Längsachsen benachbarter öffnungen sich auf 25° erhöht, um eine . Luftströmung zwischen den zwei Flammreihen zu ermöglichen.circulate in the wedge-shaped Spaisn 35, which between the Flame and the eye walls are formed. Where an even higher concentration of heat is required, a Modified nozzle (not shown) having the same general shape as nozzle 26 can be used, and zear with a double row of openings and an angle of 24 ° between the longitudinal axes of the openings in each row, with the apron in is modified in a suitable manner, and wherein the divergence angle between the longitudinal axes of adjacent openings increased to 25 ° by one. Allow air flow between the two rows of flames.

Eine weitere nicht gezeigte Ausführungsform besteht darin, daß 20 öffnungen mit einem Durhhmesser von 0,029 cm (0.012 Inch) um einen Umfang einer Düse mit einem Durchmesser von o,45 cm (0.18 Inch) angeordnet sind, wobei die Achsen benachbarter öffnungen einen Winkel von 18 einschließen und diese Achsen einen Winkel von 90° mit der Düsenachse bilden, so daß sich alle Flammen horizontal von der Düse weg erstrecken. Eine kreisrunde Scheibe mit einem Durchmesser von 3₅17 cm (1*25 Inch) ist unterhalb den öffnungen angeordnet und eine weitere Scheibe oberhalb der öffnungen, wobei die Flächen beider Scheiben von der Düse auseinanderstreben und zwar in einem Winkel von 15° jeweils oberhalb und unterhalb zur Horizontalen.Another embodiment, not shown, consists in that 20 openings with a diameter of 0.029 cm (0.012 inch) are arranged around a circumference of a nozzle with a diameter of 0.45 cm (0.18 inch), the axes of adjacent openings at an angle of 18 and these axes form an angle of 90 ° with the nozzle axis so that all the flames extend horizontally away from the nozzle. A circular disk with a diameter of 3 ₅ 17 cm (1 * 25 inches) is arranged below the openings and another disk above the openings, with the surfaces of both disks diverging from the nozzle at an angle of 15 ° above and below below to the horizontal.

Es sei erwähnt, daß die Abmaße der öffnungen der verschMenen Ausführungsformen, die zuvor beschrieben wurden, erforderlichenfalls abgewandelt werden können. Wenn die Größe der öffnungen reduziert wird, so nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Gases ab und ebenso das Volumen der Verbrennungsprodukte, die durch ein Entzünden hervorgerufen werden, und damit ,muß zum Zweck einer wechselseitigen Sisöilisierung der Abstand der öffnungen reduzäelrt werden. Umgekehrt, muß bei größeren Öffnungen der Abstand der öffnungen erhöht werden. Es sei weiter angeführt, daß die öffnungen jeder Düse, die beschrieben wurdeIt should be mentioned that the dimensions of the openings of the various Embodiments that have been described above can be modified if necessary. When the size of the openings is reduced, the flow rate of the gas decreases and so does the volume of the products of combustion which caused by ignition, and with it, must for the purpose of a mutual sisöilisierung the distance of the openings can be reduced. Conversely, must be used for larger openings the distance between the openings can be increased. It should also be noted that the openings of each nozzle that has been described

die gleiche Größe haben könim, oäer alle unterschiedlich sein können, wobei eine Änderung der Öffnungsabmaße nur die Länge der Flamme und damit die gesamte Flammenform beeinflusst. Darüberhinaus kann die Anzahl der öffnungen und deren Anordnung zueinander variiert werden, um eine unterschiedliche gesamte Flammenform oder Formen zu erzielen. Der Strom der eingeführten Luft und das Volumen der Yerbrennungsprodukte variiert in Abhängigkeit zum Öffnungsdurchmesser und den sich daraus ergebenden Gasstrom und demzufolge müssen die Abmaße der Düsen und Schurze entsprechend variiert werden. Die Längsachsen aller Öffnungen oder Öffnungssätze jfder Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, divergieren von einem gemeinsamen Ursprung aus. Es können jedoch auch divergierende Flammen dadurch erzielt werden, in dem man öffnungen mit parallelen Achsen vorsieht, die in einem dünnen Abschnitt oder Membran angeordnet sind, wie .dies in der brit. Patentschrift Nr. 656 378 beschrieben ist. Die Düse weist eine zylindrischeWand auf, üie von einem Kegelstumpf umgeben ist, und die öffnungen sind in der konisch verlaufenden Fläche vorgesehen und parallel zur Achse der Düse angeordnet. Der Winkel, in dem die Flammen die Düse verlassen kann durch Änderung der Decke des konischen oder Membranabschnittes geändert werden. Dieses Herstellungsverfahren der Düsen läßt sich insbesondere für die Düse nach den Fig. 6 und 7 anwenden. They could be the same size, or they could all be different can, whereby a change in the opening dimensions only affects the length of the flame and thus the entire flame shape. Furthermore the number of openings and their arrangement with respect to one another can be varied to achieve a different total To achieve flame shape or shapes. The flow of air introduced and the volume of combustion products vary depending on the opening diameter and the resulting gas flow and consequently the dimensions of the Nozzles and aprons can be varied accordingly. The longitudinal axes of all of the openings or sets of openings of any embodiment previously described diverge from a common one Origin from. However, diverging flames can also be achieved by opening openings with provides parallel axes arranged in a thin section or membrane, as in the British patent No. 656,378. The nozzle has a cylindrical wall surrounded by a truncated cone, and the openings are provided in the conical surface and are arranged parallel to the axis of the nozzle. Of the The angle at which the flames leave the nozzle can be changed by changing the ceiling of the conical or diaphragm section will. This method of manufacturing the nozzles can be used in particular for the nozzle according to FIGS.

i allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind die ange gebenen Abmaße so ausgesucht, daß sich stabile Flammen bei Verwendung von Methan ergeben, und zwa^bei einem Betriebsdruck zwischen 15 und 25 cm Wassersäule. Es gibt verschiedene Arten von Naturgas, die Methan enthalten und verschiedene Heizwerte aufweisen und es gibt ebenso verschiedene Erwerbsgase , die in Notfällen verwendet werden können. Demzufolge müssen alle Abmaße, die angegeben wurden, toleriert sein und eine Toleranz von - 25% ist noch annehmbar.i all the embodiments described above are the The dimensions given are selected so that stable flames are obtained when using methane, and between 15 and 25 cm water column at an operating pressure. There are different Types of natural gas that contain methane and have different calorific values and there are also different acquisition gases that can be used in emergencies. As a result all dimensions that have been specified must be tolerated and a tolerance of - 25% is still acceptable.

Bei allen "beschriebenen. Brennern wird durch die nahen divergierenden Flammen, die über einen Teil ihrer Längerverschmelzen, sowohl eine wechselseitige Stabilisierung als auch zufriedenstellende Belüftung der Flammen insgesamt erreicht. Die Divergenz der Flammen induziert ebenso eine rückläufige Luftströmung, die eine Zündung unterstützt und bei einem Satz- oder geschlossenen Flammenring verden die Verbrennungsprodukt e innerhalb dieses Singes gehalten. Die Verwendung eines Schurzes oder Schirmes um die Verschmelzungszone der Flammen, schützt diese vor einem direkten Luftstrom und hält weiter die Verbrennungsprodukte nahe bei der Reaktionszone, so daß diese wieder eingeführt werden, so daß dadurch der Verbrennungsprozess beschleunigt wird.In all of the burners described above, the diverging Flames that fuse over part of their length, both mutually stabilizing and satisfactory Overall ventilation of the flames achieved. The divergence of the flames also induces a retrograde Air flow that assists ignition and at one Compound or closed ring of flames condense the combustion products e held within this singing. The use of an apron or umbrella around the fusion zone of the Flames, protecting them from direct air flow and keeping the combustion products close to the reaction zone, so that these are reintroduced, thereby accelerating the combustion process.

Es wurden zwar verschiedene Düsenformen und Brennerformen beschrieben, es ist jetbch offensichtlich, daß andere Formgebungen nach den zuvor beschriebenen Prinzip möglich sind. Ebenso kann dieses Prinzip in Verbindung mit sogenannten Bandbrennern (ribbon burners) angewendet werden, bei denen die Öffnungen in Vorsprüngen an der oberen Fläche einer gleichförmigen Kanalkammer angeordnet sein können und ein Schurz mit einem geeigneten Querschnitt, um die geforderte Flammenform zu erzielen, wird um jeden Vorsprung angeordnet. Waiter können die beschriebenen Düsen ebenso in Verbindung mit belüfteten Brennern verwendet werden, in welchem Fall die Öffnungen ziemlich groß sein müssten, um der erhöhten Strömung Rechnung zu tragen, die sich aus der Vormischeung von Luft mit,Gas ergibt, bevor dieses Gemisch aus den Öffnungen austritt. Although different nozzle shapes and burner shapes have been described, it is now obvious that other shapes are possible according to the principle described above. This principle can also be used in conjunction with so-called ribbon burners (ribbon burners) are used, in which the openings in projections on the upper surface of a uniform Channel chamber can be arranged and a skirt with a suitable cross-section to the required flame shape to achieve is placed around each protrusion. Waiter can use the described nozzles in conjunction with ventilated Burners are used, in which case the openings would have to be quite large to accommodate the increased flow Account must be taken of the premixing of air with, results in gas before this mixture emerges from the openings.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in der Zeichnung dargestellten technischen Einzelheiten sind für die Neuerung von Bedeutung.All technical details recognizable in the description and shown in the drawing are for the Innovation matters.

Claims

Protection claims

1. Skirted burner, labeled by combining a gas nozzle with a large number of gas openings (3, 4; 11, 19, 27) which are only in operation in the Create merging divergent flames in the vicinity of the gas openings, and a skirt (7 s 16, 23, 32), whose or each wall of which protects the gas openings from direct air admission and is shaped and dimensioned in such a way that one given flame close to the peripheral edge of the apron sweeps past, the peripheral edge running so that it is at the same height as or slightly above the divergence point (8.1 ^ 24.34) of the neighboring flames.

2. Burner according to claim 1, characterized in that a gap (10.25135) between the or each wall of the skirt and the outer surface of the flame is shaped to circulate incompletely burned products.

3. Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the longitudinal axes of the openings have a common point of intersection have on the longitudinal axis of the nozzle =

M-. Burner according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the peripheral surface of the nozzle in which the openings are formed is spherical.

5. Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzle has a cylindrical wall formed by a truncated cone is surrounded, and that the openings are arranged in the conical surface and also parallel to the longitudinal axis the nozzle are arranged.

6. Burner according to any one of claims 1 to 5> characterized in that the openings (11) on a common Lie in a circle.

7 · Burner according to claim 6, characterized in that the Angle between the longitudinal axes of the adjacent openings is of the order of 20 to 30, and that between the The longitudinal axis of each opening and the longitudinal axis of the nozzle are at an angle of the order of magnitude vi> n 10 to 45 °.

8. Burner according to claim 6 or 7 »marked thereby, that the skirt has the shape of an inverted truncated cone (16).

9. Burner according to claim 8, characterized in that the skirt has an inner diameter, measured around the nozzle, of 0.78 cm (i 25%) (0.30 inches) and an inner diameter at the top of 1.397 cm (0.55 Inches) - 25% with the top portion of the skirt being 1.1cm (0.40 inches) - 25% above the highest point of the nozzle.

10. Burner according to any one of claims 1 to 5 »thereby characterized in that the openings (3> 4) lie on a common ellipse.

11. Burner according to claim 10, characterized in that two sets of openings are provided and the longitudinal axes of the Openings in each set ·, a different common Have intersection on the longitudinal axis of the nozzle.

12. Burner according to claim 11, characterized in that the Longitudinal axis of each opening of an opening set makes an angle in the greater-order of 15 to 20 ° with the longitudinal axis of the nozzle and that the longitudinal axis of each opening of the other

wo ft a * β n ·where ft a * β n

Ren orifice set forms an angle on the order of 30 to 40 with the longitudinal axis of the nozzle.

13 · Burner according to any one of claims 10 to 12, thereby characterized in that the skirt walls (17) are generally elliptical in shape.

14. Burner according to claim 13 _5, characterized in that the skirt has an inner diameter measured around the nozzle of 0.76 cm (0.30 inches) - 25%, also an inner width at the upper portion in the direction of the minor axis measured from 1.14 cm (0.45 inches) of t 25% and an internal length on the upper portion, as measured in the direction of the major axis of 2.13 cm (0.84 inch) - 25%, and that the upper end of the skirt is one cm (0.40 inch) - 25% above the highest elevation of the nozzle.

15 · Burner according to any one of claims 1 to 5 »thereby characterized in that the openings (19, 27) on a common Lying plane that contains the nozzle longitudinal axis.

16. Burner according to claim 15> characterized in that the Angle between the longitudinal axis of each opening is on the order of 17.

17. Burner according to claim 16, characterized in that five openings are provided, three inner openings having a diameter of 0.0317 cm (0.0125 inches) to 0.0369 cm (O.OI45 inches) - 25%, and that the two outer ones openings have a diameter of 0.0241 cm (0.0095 inches) to 0.0292 cm (O.OII5 inches) - 25%.

18. Burner according to any one of claims 15 to 17 »thereby characterized in that an opposing wall pair of

Apron (23) has a substantially planar shape and the walls are parallel or slightly converging upwards to the longitudinal plane containing the openings.

19. Burner according to claim 18, characterized in that the maximum width of the mouth opening of the apron is 0.972 cm (Ο.312 inches) - 25 % and the length of the mouth opening is 2.735 cm (1077 inches) to 2.794 cm (1,100 inches) - and that the highest elevation of the nozzle is 1.448 cm (0.570 inches) - 25 % below the highest point of the skirt.

20. Burner according to claim 15? characterized in that the angle between the longitudinal axis of each opening is on the order of 18 °.

21. Burner according to claim 15 or 20, characterized in that eleven openings with a diameter of 0.0297 cm (Ö.OII7 inches) - 25 % are provided.

22. Burner according to claim I5? ^ O vein 21, characterized that the skirt consists of two substantially semicircular flat walls (32), the walls being parallel run or converge slightly upwards with respect to the longitudinal plane containing the openings.

23. Burner according to claim 22, characterized in that the Walls at the bottom are closed by a pair of flat plates (33).

24. Burner according to claim 23, characterized in that Let the plates extend from the nozzle at an angle of approx. 10 ° from below to the horizontal.

25. Burner according to any one of claims 22 to 24, dedirch

693

621

characterized in that the walls have a radius of 1.745 cm (0.687 inches) - 25 % and a separation distance between 0.660 cm (0.260 inches) and 0.792 cm (0.312 inches) - 25 % .

26. Burner according to any one of claims 1 to 5? through it characterized in that two or more rows of openings are provided.

27. Burner according to claim 26, characterized in that a double row of openings is provided, with an angle in the size array of 24 is included between the longitudinal axes of the openings in each row and wherein a The angle of divergence between the longitudinal axes of adjacent openings in each row is -ca 25 ° included,

28. Burner according to claim 6, characterized in that the angle between the longitudinal axis of each orifice and the longitudinal axis of the nozzle is on the order of 90 °.

29. Burner according to claim 28, characterized in that the angle between the longitudinal axes of adjacent openings in of size before. 18 °.

30. Burner according to claim 28 or 29, characterized in that that the skirt consists of two circular discs, each arranged above and below the openings and with the inner surface of each disc of the nozzle at an angle of 15 jevs.ls above and below Measured towards the horizontal, vvegstrebt.

31. Burner according to claim §0, characterized in that each disc has a diameter of 3.175 cm (1.25 inches) - 25 % .