EP0271500B1 - Bruleur a gaz de premelange - Google Patents

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EP0271500B1
EP0271500B1 EP87902439A EP87902439A EP0271500B1 EP 0271500 B1 EP0271500 B1 EP 0271500B1 EP 87902439 A EP87902439 A EP 87902439A EP 87902439 A EP87902439 A EP 87902439A EP 0271500 B1 EP0271500 B1 EP 0271500B1
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gas
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premixing
auxiliary
tubes
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Jürgen Schilling
Johannes Stosiek
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Vaillant BV
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Vaillant Austria GmbH
Nv Vaillant Sa
Joh Vaillant GmbH and Co
Vaillant GmbH
Vaillant SARL
Vaillant Ltd
SCHONEWELLE BV
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone

Definitions

  • Premix gas burners are known, for example from DE-A-3022 763.
  • the atmosphere is artificially depleted in its oxygen content by a sub-stoichiometric, non-ignitable addition of fresh gas to the secondary air he follows. This is done by tapping gas from the gas supply line and blowing it out through nozzles or slots into areas of the burner through which the secondary air passes.
  • FIG. 2 shows, one can do without the secondary line 3 and the distribution pipes 4 by simply providing outlet openings 11 on the underside 10 of the combustion tube 1, from which the fuel gas enriched with air emerges and along the periphery of the burner tube upwards into the area the flame feet strokes.
  • FIG. 4 shows a grate burner made up of several burner chambers with three burner chambers 12 between which are distances 13 through which the secondary air sweeps from bottom to top.
  • Auxiliary gas nozzles 5 are present between these main gas nozzles 15 and blow fuel gas from the fuel gas feed line 21 into the intermediate spaces 13.
  • this fuel gas will mix with the secondary air and lead to the previously mentioned oxygen-depleted atmosphere of the secondary air.
  • FIG. 5 shows a burner similar to FIG. 4, in which three burner tubes 22 are shown as a cylindrical body in a view of the jacket. These burner tubes 22 with horizontal axes analogous to that shown in FIG. 1 have a large number of fuel gas air mixture outlet openings 23 in their upper half region. Gas is blown into the interior of the burner tubes 22 via gas nozzles 15, specifically into the injector channel 16 already mentioned. Primary air is entrained through the gap 17. Auxiliary gas channels 24 branch off from the gas line 21 and extend parallel and at a distance from the burner tubes 22. They have auxiliary gas outlet openings 20 which enrich the secondary air rising between the burner tubes 22 with fuel gas.
  • the openings 20 can be designed as shown enlarged in FIG.
  • the exemplary embodiment in FIG. 7 is again a boiler burner with individual burner tubes 1 lying next to one another.
  • An auxiliary burner tube 25 is arranged between two burner tubes 1 and touches the two burner tubes 1 with its outer circumference.
  • the interior 26 of the auxiliary burner tube 25 is fed with a fuel gas / air mixture, for example via a burner nozzle.
  • the fuel gas air mixture now representing secondary air for the burner tubes 1 emerges from the interior 26 of the auxiliary burner tube 25 and represents the oxygen-depleted atmosphere of the secondary air already described for the actual main burner tubes 1. It is essential that the secondary air-gas mixture must not be ignitable, that is, the proportion of the fuel gas mixed with the secondary air is so small that this mixture is not ignitable.
  • FIG. 8 shows how the three tubes of FIG. 7 are fed. Fuel gas is blown into the injector tubes 16 from the common fuel gas line 21 through three gas nozzles, two main gas nozzles 15 and an auxiliary gas nozzle 5, of which the middle one only serves to enrich the fuel gas To form secondary air for the flames of the two outer main pipes.
  • sieves 28 are provided where the mixture has access to the flames of the main burner.
  • the sieves consist of metal wire mesh. The idea of these screens 28 can also be applied to the other burner tube constructions.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 10 shows a burner working particularly advantageously.
  • one Upper plate 30 covering the entire burner area is provided, which has all fuel mixture outlet openings, so that flames form above the plate 30.
  • Below the plate 30 there is an intermediate space 31 which is delimited at the bottom by a lower plate 32.
  • Sections 34 and 35 are formed in any number by retracted intermediate walls 33 between the upper and lower plates 32. All sections 34 are each assigned an injector tube 36, into which fuel gas is blown through a nozzle 15, entraining primary air.
  • the sections 35 are assigned another injector tube 36, into which 5 fuel gas is blown in from an auxiliary gas nozzle.
  • the sections 35 are provided on both sides of two sections 34 and serve to supply the secondary air / fuel gas mixture for oxygen depletion to the main flames of the burner occurring at the top of the sections 34.
  • All sections 34 are in the middle of the burner.
  • the burners according to FIG. 10 can have almost any length or width extension. They can be polygonal or round in cross-section. It is only essential that each main burner section 34 is surrounded by a secondary air supply section 35, and as far as possible on all sides.
  • the invention has the advantage that the ratio of the admixed secondary air to the fuel gas mixture (primary air and gas) remains largely the same both in the full load and in the partial load ratio. This results in a largely constant efficiency or one in the partial load range of that of the Full load range not significantly different combustion quality. This allows the combustion chamber to be closed as much as possible.
  • Figures 12 and 13 show an application of the invention also on a gas forced draft burner, since the previous exemplary embodiments have all referred to atmospheric burners.
  • FIG. 12 shows a first embodiment of a forced draft burner which has a flame tube 50 which is attached to a housing 51.
  • the latter has an air inlet 52 to which air is supplied from a blower, not shown.
  • the interior of the housing 51 or of the flame tube 50 is penetrated by a gas supply tube 53, which extends via a solenoid valve is fed a gas network not shown.
  • the flame-side part 54 of the flame tube 50 is provided with a baffle plate 55 which has air passage slots 56, via which the interior 62 of the housing 51 communicates with the interior of the end 54 of the flame tube.
  • the baffle plate 55 is penetrated by a nozzle head 57, the main gas nozzles 58 of which are arranged radially on a jacket of the nozzle head 57.
  • a slot 56 is assigned to each main gas nozzle 57.
  • auxiliary gas nozzles 59 are arranged on the jacket of the gas supply pipe 53, via which gas emerges into the interior 62, namely upstream of the baffle plate 55 described design rule set. Air for the burner is thus mixed with natural gas according to the principles already explained.
  • the flame tube 50 has a tube insert 60, through which an annular secondary air duct 61 is created.
  • the auxiliary gas nozzles 59 are designed or arranged such that they can only blow the auxiliary gas into the secondary air ring duct. The primary air remains unaffected by the auxiliary gas.

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Abstract

Un tuyau de combustion (1) se présente sous la forme d'un corps creux cylindrique avec un axe horizontal et comporte une chambre intérieure (2) qui est alimentée depuis un ajutage de gaz de prémélange, non représenté, avec entraînement de l'air primaire. Dans la chambre intérieure (2), un mélange gaz de combustion/air primaire est transporté en conséquence. De la conduite d'amenée de gaz menant à l'ajutage de prémélange part une dérivation qui conduit à une canalisation secondaire (3) se terminant dans des tuyaux distributeurs (4) qui sont agencés en parallèle sur les deux côtés du tuyau de combustion proprement dit mais à distance et au-dessous de ce dernier. Sur le dessus (5) de ces tuyaux distributeurs se trouvent des ouvertures de dégagement du gaz de combustion qui sort vers le haut avec une forme de cône dans une région (6) et en même temps pénètre dans la région de l'air secondaire symbolisée par la flèche (7) et se mélange avec lui. De cette manière, un mélange appauvri en oxygène parvient en particulier au niveau de la base (8) de la flamme principale (9), ledit appauvrissement étant effectué par le gaz de combustion lui-même.

Claims (22)

1. Brûleur à mélange préalable avec au moins une buse à gaz principale (15) et un injecteur (16) coopérant avec elle et lequel débouche dans une rampe à gaz (12, 22) qui porte des becs (23) d'où sort le mélange gaz- air et qui sont léchés par l'air secondaire (7), caractérisé par le fait qu'au moins avec une buse principale (15) coopère au moins une buse auxiliaire (5), les deux buses étant alimentées du même gaz de sorte qu'il y a formation d'un mélange de gaz-air secondaire qui n'est pas inflammable.
2. Brûleur à mélange préalable suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la section en plan d'une ou de plusieurs buses auxiliaires (5) combinées avec une buse principale (15) s'élève en cas d'alimentation du brûleur en gaz de ville, à 0,01 jusqu'à 0,4 de la section de la buse principale.
3. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la buse principale (15) et les buses auxiliaires (5) sont disposées sur au moins un cercle.
4. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que si la rampe à gaz est disposée horizontalement, les buses auxiliaires (5) sont concues comme tubes parallèles à ladite rampe et disposées à une certaine distance d'elle et portant à leur face supérieure des orifices de sortie de gaz.
5. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que si la rampe à gaz est disposée horizontalement, les becs à gaz (23) sont prévus à sa face supérieure, tandis que les becs à gaz auxiliaires (20) sont disposés à la face inférieure de la même rampe.
6. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que sur un brûleur à rampes multiples avec des tubes mélangeurs debout, les becs à gaz auxiliaires (20) sont disposés sur les parois des injecteurs (16).
7. Brûleur à mélange préalable suivant la revendication 6, caracterisé par le fait que les becs à gaz auxiliaires (20) sont prévus dans la zone (19) de l'injecteur (16) où le jet de gaz sortant de la buse (15) lèche la paroi de l'injecteur (16).
8. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les buses principales et auxiliaires sont branchées sur la même conduite de gaz.
9. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'entre deux buses principales (15), il est prévu au moins une buse auxiliaire (5) qui souffle le gaz auxiliaire dans l'espace entre deux rampes à gaz (12).
10. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les becs à gaz auxiliaires (20) sont prévus sur des tubes disposés parallèlement et à une certaine distance des rampes à gaz (22).
11. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les becs à gaz auxiliaires (20) sont des fentes pratiquées directement dans les tubes à gaz auxiliaires.
12. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les tubes principaux à becs multiples (1) et les tubes auxiliaires (25) sont en contact les uns avec les autres.
13. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les tubes auxiliaires (25) sont disposés à un niveau plus bas que les tubes principaux à becs multiples (1).
14. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les espaces entre les rampes à gaz (22) respectivement les rampes à gaz (12) sont couverts par un tamis (28).
15. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'ensemble du brûleur est conçu en sandwich qui comprend une plaque supérieure (30) et un fond (32) et qui est compartimenté par plusieurs parois verticales (33) qui créent des chambres principales et auxiliaires.
16. Brûleur à mélange préalable suivant la revendication 15, caractérisé par le fait que le sandwich est recouvert dans les zones représentant les chambres auxiliaires, par un tamis (28).
17. Brûleur à mélange préalable suivant la revendication 15 ou 16, caractérisé par le fait que la plaque supérieure (30) s'étend en plan sur la superficie totale des chambres principales et auxiliaires.
18. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications 15 à 17, caractérisé par le fait que les distances entre les parois verticales (33) varient sur toute l'étendue du brûleur.
19. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la rampe à gaz est tout autour en contact direct avec la périphérie du brûleur de sorte qu'aucun air secondaire ne peut arriver dans la chambre de combustion.
20. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la paroi de la rampe à gaz est refroidie complètement par de l'eau.
21. Brûleur à mélange préalable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que sur un brûleur à pulvérisation avec un tube à fumée (50), un écran d'étranglement (55) et des buses principales (58), des buses auxiliaires (59) sont prévues en amont de l'écran d'étranglement (55), dans la canalisation d'air.
22. Brûleur à mélange préalable suivant la revendications 21, caractérisé par le fait qu'il est prévu dans le tube à fumée (50) un tronçon de tube (60) qui crée une canalisation annulaire d'air secondaire (61).
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