DE9300944U1 - Gas burner - Google Patents
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Description
Dr.ThomasU.Becker RPCkpf &&Ggr;* MÜllPT Dr. Karl-Ernst MüllerDr.ThomasU.Becker RPCkpf &&Ggr;* MÜllPT Dr. Karl-Ernst Müller
Diplomingenieur ^j DiplomingenieurGraduate engineer ^j Graduate engineer
European Patent Attorney Patentanwälte European Patent AttorneyEuropean Patent Attorney Patent Attorneys European Patent Attorney
Riedhammer GmbH und Co. KGRiedhammer GmbH & Co. KG
Klingenhofstraße 72 22. Jnauar 1993Klingenhofstraße 72 22. January 1993
W-8500 Nürnberg 10 RIE 12590-G kül2W-8500 Nuremberg 10 RIE 12590-G kül2
GasbrennerGas burner
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner für Öfen und
Feuerungsanlagen. Derartige Gasbrenner, die zum Beispiel mit Erdgas, Flüssiggas oder Schwachgas gefeuert werden, können
unter anderem in Öfen der keramischen Industrie (zum Beispiel bei Herdwagenöfen, Kammeröfen, Tunnelöfen), in Öfen
der Eisen- und Stahlindustrie (zum Beispiel Schmelzöfen,
Schachtöfen), aber auch in Trocknern eingesetzt werden.The invention relates to a gas burner for ovens and
Firing systems. Such gas burners, which are fired with natural gas, LPG or lean gas, can be used in furnaces in the ceramics industry (e.g. shuttle kilns, chamber kilns, tunnel kilns), in furnaces
the iron and steel industry (e.g. melting furnaces,
shaft furnaces), but also in dryers.
Aus der Praxis sind Gasbrenner der gattungsgemäßen Art bekannt, die folgende Merkmale aufweisen:Gas burners of the generic type are known from practice, which have the following features:
- ein mittiges Gaszuführrohr,- a central gas supply pipe,
- ein Brennerrohr, das mit Abstand konzentrisch zum Gaszuführrohr verläuft,- a burner tube that runs concentrically to the gas supply pipe at a distance,
- wobei das Brennerrohr das Gaszuführrohr in Strömungsrichtung des Gases überragt,- the burner tube extends beyond the gas supply pipe in the flow direction of the gas,
Eisenhültenstraße 2 ■ D-4030 Ratingen 1 Telefon (0)2102/3308!H 84.°9D1 Telex 171102323 · Teletex 2102323—patbrev Telefax (0)2102/83069Eisenhültenstrasse 2 ■ D-4030 Ratingen 1 Telephone (0)2102/3308!H 84.°9D1 Telex 171102323 · Teletex 2102323—patbrev Fax (0)2102/83069
- in dem zwischen dem Gaszuführrohr und dem Brennerrohr ausgebildeten Ringraum zur Zuführung von Verbrennungsluft ist eine radial zum Gaszuführrohr verlaufende Scheibe angeordnet,- in the annular space formed between the gas supply pipe and the burner pipe for supplying combustion air, a disk running radially to the gas supply pipe is arranged,
- die Scheibe weist eine Vielzahl von Durchbrechungen auf, durch die die Verbrennungsluft strömt,- the disc has a large number of openings through which the combustion air flows,
- an dem in Strömungsrichtung stirnseitigen Ende des Gaszuführrohrs sind radiale Öffnungen angeordnet, aus denen das Gas mehr oder weniger senkrecht zur Strömungsrichtung der Verbrennungsluft strömt.- Radial openings are arranged at the front end of the gas supply pipe in the flow direction, from which the gas flows more or less perpendicular to the flow direction of the combustion air.
Bei diesen Brennern ergeben sich folgende Probleme: Wird der Brenner im kalten Zustand angefahren, wird nur relativ wenig Verbrennungsluft benötigt und diese durchströmt die Durchbrechungen der Scheibe im Ringkanal mehr oder weniger laminar. Trotz der senkrecht zur Verbrennungsluft austretenden Gasströmung gelingt es dabei in vielen Fällen nicht, eine intensive Durchmischung des Verbrennungsgases mit der Verbrennungsluft zu erreichen. Als Folge tritt eine erhebliche Verkokung im Bereich der Gasaustrittsoffnungen auf, die bis zur Funktionsuntüchtigkeit der Brenner führen kann.The following problems arise with these burners: If the burner is started up when cold, only a relatively small amount of combustion air is required and this flows through the openings in the disc in the ring channel in a more or less laminar manner. Despite the gas flow escaping perpendicular to the combustion air, in many cases it is not possible to achieve intensive mixing of the combustion gas with the combustion air. As a result, considerable coking occurs in the area of the gas outlet openings, which can lead to the burner no longer being able to function.
Durch schräg zur Anströmrichtung der Verbrennungsluft verlaufende Durchbrechungen in der Scheibe wird zwar eine gewisse Drallwirkung auf die Verbrennungsluft ausgeübt, die Durchmischung mit dem Verbrennungsgas ist aber nach wie vor im Kaltzustand unbefriedigend. Eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Verbrennungsluft oder die Zufuhr größerer Mengen von Verbrennungsluft scheidet deshalb aus, weil hierdurch überschüssige Luft und damit überschüssiger, unverbrannter Sauerstoff in den Ofen eingebracht wird. Zum Beispiel zum Brennen keramischer Teile ist es jedoch not-Although openings in the disc that run at an angle to the flow direction of the combustion air exert a certain swirl effect on the combustion air, the mixing with the combustion gas is still unsatisfactory in the cold state. Increasing the flow speed of the combustion air or supplying larger quantities of combustion air is therefore not possible, because this would introduce excess air and thus excess unburned oxygen into the furnace. For example, when firing ceramic parts, it is necessary to
wendig, eine bestimmte Ofenatmosphäre und damit einen bestimmten A-- Wert einzuhalten.necessary to maintain a certain furnace atmosphere and thus a certain A-- value.
Nach einer gewissen Anfahrzeit des Brenners wird anstelle von kalter Verbrennungsluft vorgewärmte Verbrennungsluft zugeführt. Das durch die Vormärmung erhöhte Volumen der Verbrennungsluft (bei 500° C steigt das Volumen der Verbrennungsluft bereits um den Faktor 2,6) führt zwar zu einer verbesserten Durchmischung der Verbrennungsluft mit dem Gas, aufgrund der erhöhten Luftmenge und Strömungsgeschwindigkeit kommt es dann jedoch zu einer erheblichen Lärmbelästigung beim Durchströmen der Verbrennungsluft entlang der Durchtrittsöffnungen der Scheibe, insbesondere wenn die Durchbrechungen zur Einströmrichtung der Verbrennungsgase schräggestellt sind. After a certain start-up time of the burner, preheated combustion air is supplied instead of cold combustion air. The increased volume of combustion air (at 500° C the volume of combustion air already increases by a factor of 2.6) leads to an improved mixing of the combustion air with the gas, but due to the increased air volume and flow speed, there is considerable noise pollution when the combustion air flows through the openings in the disc, especially if the openings are angled to the inflow direction of the combustion gases.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasbrenner der vorgenannten Art zur Verfügung zu stellen, der - insbesondere im periodischen Betrieb - auch beim Anfahren des Brenners zu einer möglichst vollständigen Durchmischung der Verbrennungsluft mit dem Verbrennungsgas führt, ohne die Strömungsgeschwindigkeit der kalten Verbrennungsluft oder deren Menge erhöhen zu müssen. Dabei sollen gleichzeitig die eingangs genannten Verkokungserscheinungen im Bereich der Brennerspitze vermieden werden.The invention is based on the object of providing a gas burner of the aforementioned type which - especially in periodic operation - leads to the most complete possible mixing of the combustion air with the combustion gas even when the burner is started up, without having to increase the flow rate of the cold combustion air or its quantity. At the same time, the coking phenomena mentioned at the beginning in the area of the burner tip should be avoided.
Ausgehend von dem Grundsatz, daß eine optimale Vermischung von Verbrennungsluft und Verbrennungsgas zu einer optimalen Verbrennung führt, liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß di,eses Ziel dadurch erreicht werden kann, daß einerseits ein ausreichender Durchströmungsquerschnitt der Verbrennungsluft durch die Scheibe sichergestellt wird undBased on the principle that an optimal mixing of combustion air and combustion gas leads to optimal combustion, the invention is based on the knowledge that this goal can be achieved by on the one hand ensuring a sufficient flow cross-section of the combustion air through the disc and
andererseits das aus den Gasaustrittsöffnungen des Gaszuführrohres austretende Gas unmittelbar in den Verbrennungsluftstrom geführt wird.on the other hand, the gas emerging from the gas outlet openings of the gas supply pipe is fed directly into the combustion air stream.
Überraschend wurde festgestellt, daß durch diese beiden, konstruktiv relativ einfachen Maßnahmen, eine wesentliche Optimierung des Wirkungsgrades des Brenners und ein deutlich verbessertes Betriebsverhalten insbesondere auch beim Anfahren des Brenners erreichbar ist.Surprisingly, it was found that these two structurally relatively simple measures can achieve a significant optimization of the burner's efficiency and a significantly improved operating behavior, especially when starting up the burner.
Danach schlägt die Erfindung in ihrer allgemeinsten Ausführungsform einen Gasbrenner für Öfen und Feuerungsanlagen mit folgenden Merkmalen vor:The invention then proposes, in its most general embodiment, a gas burner for furnaces and combustion plants with the following features:
- einem mittigen Gaszuführrohr,- a central gas supply pipe,
- um das Gaszuführrohr verläuft mit Abstand ein Brennerrohr,- a burner tube runs around the gas supply pipe at a distance,
- in dem zwischen Gaszuführrohr und Brennerrohr ausgebildeten Ringraum zur Zuführung von Verbrennungsluft ist eine radial zum Gaszuführrohr verlaufende Scheibe angeordnet,- in the annular space formed between the gas supply pipe and the burner pipe for supplying combustion air, a disk is arranged that runs radially to the gas supply pipe,
- die Scheibe weist eine Vielzahl von Durchbrechungen in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft auf,- the disc has a large number of openings in the flow direction of the combustion air,
- die Querschnittsfläche der Durchbrechungen beträgt mindestens 50 % der Querschnittsfläche der Scheibe,- the cross-sectional area of the openings is at least 50% of the cross-sectional area of the pane,
- das gasaustrittsseitige Ende des Gaszuführrohres ist so ausgebildet, daß das über eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen austretende Gas unmittelbar in den Verbrennungsluftstrom geführt wird.- the gas outlet end of the gas supply pipe is designed in such a way that the gas escaping through a large number of gas outlet openings is fed directly into the combustion air flow.
Nach einer Ausführungsform sind die Gasaustrittsöffnungen (an dem in Strömungsrichtung stirnseitigen Ende des Gas-According to one embodiment, the gas outlet openings (at the front end of the gas
zuführrohrs; also - in Strömungsrichtung des Gases - hinter
der Scheibe) auf einem gedachten Kreisring angeordnet. Hierdurch wird eine gleichmäßige radiale Ausströmung des Verbrennungsgases
sichergestellt. Dies ist deshalb wichtig,
weil auch die Durchbrechungen in der Scheibe in statistischer Verteilung über deren gesamte Querschnittsfläche verteilt
sind. Auf diese Weise wird nicht nur eine in Umfangsrichtung
betrachtet gleichmäßige Strömung der Verbrennungsluft, sondern
auch eine gleichmäßige Kontaktierung mit dem Verbrennungsgas erreicht.supply pipe; i.e. - in the direction of flow of the gas - behind the disk) on an imaginary circular ring. This ensures a uniform radial outflow of the combustion gas. This is important because
because the perforations in the pane are also distributed statistically over its entire cross-sectional area
In this way, not only is a uniform flow of combustion air achieved in the circumferential direction, but also uniform contact with the combustion gas.
Um das Gas unmittelbar in den Verbrennungsluftstrom zu führen,
sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, die Gasaustrittsöffnungen
als radial nach außen vom Gaszuführrohr
abstehende Düsen auszubilden. Hierdurch wird das Gas mitten in den - axial zum Brennerrohr - strömenden Verbrennungsluftstrom
eingeführt, wodurch eine optimale Vermischung erreichbar ist.In order to guide the gas directly into the combustion air stream, one embodiment of the invention provides for the gas outlet openings to be radially outward from the gas supply pipe
protruding nozzles. This introduces the gas into the middle of the combustion air flow, which flows axially to the burner tube, thus achieving optimum mixing.
Mit anderen Worten: die Düsen (beziehungsweise deren gasaustrittsseitiges Ende) ragen in den Ringraum zwischen Gaszuführrohr und Brennerrohr hinein.In other words: the nozzles (or their gas outlet end) protrude into the annular space between the gas supply pipe and the burner pipe.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Düsen - in
Strömungsrichtung des Gases betrachtet - unter einem Winkel zwischen > 20 und
< 90° verlaufen. Auf diese Weise wird das Gas nicht senkrecht zur Strömungsrichtung der Verbrennungsluft
geführt, sondern - unter einem gewissen Winkel - in
Strömungsrichtung der Verbrennungsluft. Auf diese Weise wird
die Durchmischung zusätzlich erhöht und die Strömungsrichtung nicht unterbrochen. Dadurch wird die Ausbildung einer optimalen
Brennerflamme begünstigt.It is particularly advantageous if the nozzles - in
The gas flow direction should be at an angle between > 20 and < 90°. In this way, the gas is not guided perpendicular to the flow direction of the combustion air, but - at a certain angle - in
Flow direction of the combustion air. In this way, the mixing is further increased and the flow direction is not interrupted. This promotes the formation of an optimal burner flame.
Es ist selbstverständlich - und wird deshalb hier nicht weiter erläutert -, daß im Bereich der Gasaustrittsöffnungen ein entsprechender Zünder angeordnet ist, um den Brenner in Betrieb setzen zu können. Darüber hinaus können in diesem Bereich Sonden zur qualitativen und quantitativen Bestimmung der Verbrennungsluft angeordnet sein.It goes without saying - and will therefore not be explained further here - that an appropriate igniter is arranged in the area of the gas outlet openings in order to be able to start the burner. In addition, probes for the qualitative and quantitative determination of the combustion air can be arranged in this area.
Die Durchbrechungen in der Scheibe können als Löcher oder als nach außen offene Schlitze, die umfangsseitig vom Brennerrohr abgedeckt sind, ausgebildet werden.The openings in the disc can be designed as holes or as slots open to the outside, which are covered on the circumference by the burner tube.
Bei der letztgenannten Konfiguration ist es vorteilhaft, die Düsen bis in den Querschnittsbereich der Durchbrechungen zu verlängern, um das Gas wiederum unmittelbar in den Verbrennungsluftstrom zu führen.In the latter configuration, it is advantageous to extend the nozzles into the cross-sectional area of the openings in order to guide the gas directly into the combustion air flow.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Brenners liegt auch darin, daß die Querschnittsfläche der Durchbrechungen mindestens 50 % der Querschnittsfläche der Scheibe beträgt. Auf diese Weise wird die Zuführung einer ausreichenden Menge an Verbrennungsluft bei reduzierter Strömungsgeschwindigkeit sichergestellt.An essential feature of the burner according to the invention is that the cross-sectional area of the openings is at least 50% of the cross-sectional area of the disk. This ensures the supply of a sufficient amount of combustion air at a reduced flow rate.
Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, die Durchbrechungen in der Scheibe unter einem Winkel zur Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor der Scheibe (Einströmrichtung der Verbrennungsluft) anzuordnen. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann dieser Winkel jedoch auf Werte zwischen 1 und 30 beschränkt werden.However, it is also within the scope of the invention to arrange the openings in the disc at an angle to the flow direction of the combustion air in front of the disc (inflow direction of the combustion air). In contrast to the prior art, however, this angle can be limited to values between 1 and 30.
Eine gleichmäßige Durchmischung der Verbrennungsluft mit dem Verbrennungsgas wird dadurch begünstigt, wenn die geome-A uniform mixing of the combustion air with the combustion gas is promoted if the geometric
trische Gestaltung der Scheibe, des gasaustrittsseitigen (stirnseitigen) Endes des Gaszuführrohres und/oder des Brennerrohrs rotationssymmetrisch ist. Auf diese Weise werden über den gesamten Querschnitt des Ringraums gleiche Verhältnisse eingestellt.tric design of the disk, the gas outlet side (front side) end of the gas supply pipe and/or the burner pipe is rotationally symmetrical. In this way the same conditions are set across the entire cross section of the annular space.
Für den Brennerbetrieb ist es weiter von Wichtigkeit, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Verbrennungsgases über der der Verbrennungsluft liegt.For burner operation it is also important that the flow velocity of the combustion gas is higher than that of the combustion air.
Anwendungsspezifisch bietet die Erfindung in einer Ausführungsform den weiteren Vorteil, daß der Abstand zwischen der Austrittsstelle des Gases aus dem Gaszuführrohr und der - in Strömungsrichtung des Gases - da vorliegenden Scheibe einstellbar ausgebildet ist. Konkret wird dies in einer Ausführungsform dadurch erreicht, daß die Scheibe auf dem Gaszuführrohr in axialer Richtung verstellbar angeordnet werden kann. Hierzu können auf dem Gaszuführrohr entsprechende Rasterungen vorgesehen werden. Im einfachsten Fall wird die Scheibe beziehungsweise ihr innenseitiger Rand auf dem Gaszuführrohr festgeschraubt. Der Abstand zwischen der Austrittsstelle des Gases (aus den Düsen) und der Scheibe liegt dabei üblicherweise zwischen 2 und 10 cm.In an application-specific embodiment, the invention offers the further advantage that the distance between the point where the gas exits the gas supply pipe and the disk present in the flow direction of the gas is adjustable. In concrete terms, this is achieved in one embodiment by the disk being able to be arranged on the gas supply pipe so that it can be adjusted in the axial direction. For this purpose, appropriate grids can be provided on the gas supply pipe. In the simplest case, the disk or its inner edge is screwed onto the gas supply pipe. The distance between the point where the gas exits (from the nozzles) and the disk is usually between 2 and 10 cm.
Schließlich schlägt die Erfindung eine Ausführungsform des Gasbrenners vor, bei dem das Brennerrohr - wiederum in Strömungsrichtung des Gases betrachtet - hinter den Düsen (der Austrittsstelle des Gases) eine Querschnittsverjüngung aufweist, an die sich ein Abschnitt des Brennerrohrs mit größerem Querschnitt anschließt. Auf diese Weise wird das Gemisch aus Verbrennungsluft und Verbrennungsgas radial nach innen geführt, wobei eine weitere Durchmischung erreichtFinally, the invention proposes an embodiment of the gas burner in which the burner tube - again viewed in the direction of gas flow - has a cross-sectional taper behind the nozzles (the gas exit point), to which a section of the burner tube with a larger cross-section is connected. In this way, the mixture of combustion air and combustion gas is guided radially inwards, whereby further mixing is achieved.
wird. Gleichzeitig wird der Brenner selbst gegenüber dem Ofeninnenraum durch das sich verjüngende Brennerrohr geschützt. Dies ist insbesondere in Hinblick auf Anwendungen wichtig, wo im Ofen- oder Feuerungsraum besonders hohe Temperaturen, beispielsweise über 2.000° C, herrschen, da die einzelnen Brennerteile, wie das Gaszuführrohr, die Scheibe oder die Düsen aus metallischen und damit thermisch empfindlichen Werkstoffen hergestellt werden. Soweit vorstehend von einem Brennerrohr gesprochen wurde, kann dieses auch teilweise durch einen Brennerstein ersetzt werden.At the same time, the burner itself is protected from the interior of the furnace by the tapered burner tube. This is particularly important for applications where particularly high temperatures, for example over 2,000° C, prevail in the furnace or combustion chamber, as the individual burner parts, such as the gas supply pipe, the disk or the nozzles, are made of metallic and thus thermally sensitive materials. Where a burner tube was mentioned above, this can also be partially replaced by a burner stone.
Soweit dies gewünscht wird, können der gasaustrittsseitige Abschnitt des Gaszuführrohres sowie gegebenenfalls die Scheibe oder der vordere Abschnitt des Brennerrohrs aus keramischen, besonders thermisch beständigen Werkstoffen wie Siliciumnitrid hergestellt werden. Dabei bietet es sich an, die gasaustrittsseitige Spitze des Gaszuführrohres und die Scheibe als integrales Bauteil zu gestalten.If desired, the gas outlet side section of the gas supply pipe and, if applicable, the disk or the front section of the burner pipe can be made from ceramic, particularly thermally resistant materials such as silicon nitride. It is advisable to design the gas outlet side tip of the gas supply pipe and the disk as an integral component.
Weitere Merkmale der Erfindung ergegen sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen . Further features of the invention emerge from the features of the subclaims and the other application documents.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. The invention is explained in more detail below using an embodiment.
Dabei zeigen:Showing:
Figur 1: einen vertikalen Längsschnitt durch den in Strömungsrichtung vorderen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Gasbrenners,Figure 1: a vertical longitudinal section through the front section in the flow direction of a gas burner according to the invention,
Figur 2: eine Aufsicht auf den Brenner nach Figur 1 im Bereich der Schnittlinie 2-2 nach Figur 1.Figure 2: a plan view of the burner according to Figure 1 in the area of the section line 2-2 according to Figure 1.
Zu erkennen ist ein mittiges Gaszuführrohr 10. Das Gaszuführrohr 10 ist in Strömungsrichtung des Gases (Pfeil S) am vorderen Ende abgewinkelt ausgebildet und weist dort insgesamt sechs Öffnungen 12 auf, in die radial nach außen verlaufende Düsen 14 eingesetzt sind.A central gas supply pipe 10 can be seen. The gas supply pipe 10 is angled at the front end in the direction of gas flow (arrow S) and has a total of six openings 12 there, into which radially outward-running nozzles 14 are inserted.
Die einzelnen Düsen 14 sind - wie Figur 2 zu entnehmen ist mit gleichem Abstand auf einem Kreisring angeordnet.The individual nozzles 14 are arranged at equal distances on a circular ring, as can be seen in Figure 2.
Die Düsen 14 stehen in radialer Richtung über die Umfangsfläche des Gaszuführrohres 10 vor. Sinn und Zweck dieser geometrischen Anordnung werden nachstehend noch näher beschrieben .The nozzles 14 protrude in the radial direction over the circumferential surface of the gas supply pipe 10. The meaning and purpose of this geometric arrangement are described in more detail below.
Figur 1 zeigt weiter, daß - in Pfeilrichtung S - vor dem Düsenkranz 14 eine ringförmige Scheibe 16 auf dem Gaszuführrohr 10 aufsitzt, die umfangsseitig von einem Brennerrohr 18, das konzentrisch zum Gaszuführrohr 10 verläuft, begrenzt wird.Figure 1 further shows that - in the direction of arrow S - an annular disk 16 sits on the gas supply pipe 10 in front of the nozzle ring 14, which is circumferentially delimited by a burner pipe 18 which runs concentrically to the gas supply pipe 10.
Auf dise Weise wird zwischen Gaszuführrohr 10 und Brennerrohr 18 ein Ringraum 20 ausgebildet, durch den - in Pfeilrichtung S Verbrennungsluft konzentrisch zum Verbrennungsgas &zgr;ugeführt wird.In this way, an annular space 20 is formed between the gas supply pipe 10 and the burner pipe 18, through which - in the direction of arrow S - combustion air is supplied concentrically to the combustion gas.
Aus der Zusammenschau der Figuren 1, 2 ergibt sich weiter, daß die Scheibe 16 eine Vielzahl (hier: 20) von Durchbrechungen 22 aufweist, die ebenfalls kranzförmig und mit gleichem Abstand zueinander rotationssymmetrisch auf der Scheibe 16 ausgebildet sind. Die Durchbrechungen 20 sind nach außen offen und werden dort vom Brennerrohr 18 überdeckt.From the combination of Figures 1 and 2, it is further apparent that the disk 16 has a plurality (here: 20) of openings 22, which are also formed in a ring shape and are rotationally symmetrical at the same distance from one another on the disk 16. The openings 20 are open to the outside and are covered there by the burner tube 18.
Weiter sind (hier insgesamt 8) axiale Durchbohrungen 24 in der Scheibe 16 angeordnet.Furthermore, axial through-bores 24 (here a total of 8) are arranged in the disk 16.
Konzentrisch zum Brennerrohr 18 verläuft ein Brennerstein 18', der konstruktiv als Bestandteil des Brennerrohrs 18 gewertet wird.A burner stone 18' runs concentrically to the burner tube 18 and is structurally considered to be a component of the burner tube 18.
Der Brennerstein 18' verläuft vom freien Ende des Brennerrohrs 18 konisch sich verjüngend nach innen, es folgt dann ein zylindrischer Abschnitt. Danach erweitert sich der offene Querschnitt des Brennersteins 18' wieder konisch, bevor ein weiterer zylindrischer Endabschnitt folgt.The burner stone 18' runs from the free end of the burner tube 18 in a conical manner, tapering inwards, followed by a cylindrical section. The open cross-section of the burner stone 18' then widens conically again before another cylindrical end section follows.
Die Funktion des Brenners ist wie folgt:The function of the burner is as follows:
Beim Kaltstart wird Verbrennungsgas in Pfeilrichtung S durch das Gaszuführrohr geführt, welches dann durch die kranzförmig angeordneten Düsen 14, die hier unter einem WinkelqC von circa 45 ° zur Mittenlängsachse M angeordnet sind, ausströmt. Gleichzeitig wird Verbrennungsluft durch den Ringraum 20 in Pfeilrichtung S konzentrisch zum Gasstrom geleitet. Die Verbrennungsluft durchströmt die - wie sich Figur 2 entnehmen läßt - geringfügig schräg zur Einströmrichtung der Verbrennungsluft gestellten Durchbrechungen und Durchbohrungen 24 und wird dann - aufgrund des konisch sich verjüngenden Abschnitts des Brennersteins 18' - nach innen gelenkt, wo es zu einer unmittelbaren Kontaktierung und Durchmischung mit dem durch die Düsen 14 ausströmenden Verbrennungsgas kommt.During a cold start, combustion gas is guided in the direction of arrow S through the gas supply pipe, which then flows out through the ring-shaped nozzles 14, which are arranged here at an angle qC of approximately 45 ° to the central longitudinal axis M. At the same time, combustion air is guided through the annular space 20 in the direction of arrow S concentrically to the gas flow. The combustion air flows through the openings and bores 24, which - as can be seen from Figure 2 - are positioned slightly obliquely to the inflow direction of the combustion air and is then directed inwards due to the conically tapering section of the burner block 18', where it comes into direct contact and mixing with the combustion gas flowing out through the nozzles 14.
Dadurch, daß die Düsen 14 bis in den Strom der Verbrennungsluft geführt sind, kommt es erfindungsgemäß zu einer opti-Because the nozzles 14 are guided into the flow of combustion air, the invention provides an optimal
malen Durchmischung des Verbrennungsgases mit der Verbrennungsluft und damit bereits in dieser Anlaufphase des Brenners zu einer vollständigen Verbrennung unter Vermeidung jeglicher Verkokung.thorough mixing of the combustion gas with the combustion air and thus complete combustion already in this start-up phase of the burner, avoiding any coking.
Zum anfänglichen Zünden des Gas-/Verbrennungsluft-Gemisches ist - wie sich Figur 2 entnehmen läßt - ein Zünder 26 im Bereich des ersten konischen Abschnittes des Brennersteins 18' angeordnet.For the initial ignition of the gas/combustion air mixture, as can be seen in Figure 2, an igniter 26 is arranged in the area of the first conical section of the burner stone 18'.
Es entsteht so eine Verbrennungsflamme, die sich entlang des Brennersteins 18* in Pfeilrichtung S ausbildet.This creates a combustion flame that develops along the burner stone 18* in the direction of arrow S.
Im linken Abschnitt von Figur 2 ist ferner eine Elektrode 28 zu erkennen, über die die Brennerflamme überwacht wird. Eine solche Elektrode gehört ebenfalls wie der Zünder zum Stand der Technik. Beide werden deshalb hier nicht näher beschrieben.In the left section of Figure 2, an electrode 28 can also be seen, which is used to monitor the burner flame. Such an electrode, like the igniter, is also state of the art. Both are therefore not described in more detail here.
Bei fortgesetztem Brennerbetrieb wird anstelle der ursprünglich verwendeten kalten Verbrennungsluft warme Verbrennungsluft zugeführt, wobei in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben eine optimale Durchmischung der Verbrennungsluft mit dem Verbrennungsgas erfolgt. Durch die relativ großen Durchbrechungen 22 in der Scheibe 16 ist die Strömungsgeschwindigkeit der Verbrennungsluft und damit der Lärm relativ gering.When the burner continues to operate, warm combustion air is supplied instead of the cold combustion air originally used, whereby the combustion air is optimally mixed with the combustion gas in the same way as described above. Due to the relatively large openings 22 in the disk 16, the flow speed of the combustion air and thus the noise is relatively low.
Auf diese Weise arbeitet der Brenner über das gesamte Brennintervall unter gleichen Verhältnissen, so daß der Brenner problemfrei auch im periodischen Betrieb verwendet werden kann.In this way, the burner operates under the same conditions over the entire burning interval, so that the burner can also be used in periodic operation without any problems.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Scheibe 16 in Pfeilrichtung S verstellbar angeordnet ist, so daß der Abstand zwischen der Scheibe 16 und dem Düsenkranz 14 anwendungsspezifisch eingestellt werden kann.A further feature of the invention is that the disk 16 is arranged to be adjustable in the direction of arrow S, so that the distance between the disk 16 and the nozzle ring 14 can be adjusted to suit the application.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9300944U DE9300944U1 (en) | 1993-01-23 | 1993-01-23 | Gas burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9300944U DE9300944U1 (en) | 1993-01-23 | 1993-01-23 | Gas burner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9300944U1 true DE9300944U1 (en) | 1993-03-11 |
Family
ID=6888523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9300944U Expired - Lifetime DE9300944U1 (en) | 1993-01-23 | 1993-01-23 | Gas burner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9300944U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2479491A1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-07-25 | Fortum OYJ | Method and burner for burning lean gas in a power plant boiler |
-
1993
- 1993-01-23 DE DE9300944U patent/DE9300944U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2479491A1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-07-25 | Fortum OYJ | Method and burner for burning lean gas in a power plant boiler |
| WO2012098174A1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-07-26 | Fortum Oyj | Method and burner for burning lean gas in a power plant boiler |
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