EP0972986A2 - Method for avoiding thermoacoustice flame and pressure vibrations in a furnace - Google Patents

Method for avoiding thermoacoustice flame and pressure vibrations in a furnace Download PDF

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EP0972986A2
EP0972986A2 EP99112485A EP99112485A EP0972986A2 EP 0972986 A2 EP0972986 A2 EP 0972986A2 EP 99112485 A EP99112485 A EP 99112485A EP 99112485 A EP99112485 A EP 99112485A EP 0972986 A2 EP0972986 A2 EP 0972986A2
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throttle
air
burner
mixture
section
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EP99112485A
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Gerd Hemke
Peter Gerhard
Peter Göbel
Werner Dr.-Ing. Klausmann
Manfred Dr. Dzubiella
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Viessmann Werke GmbH and Co KG
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Viessmann Werke GmbH and Co KG
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    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/60—Devices for simultaneous control of gas and combustion air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D—BURNERS
    • F23D2210/00—Noise abatement

Definitions

  • the invention relates to a method for avoiding thermoacoustic Flame or pressure vibrations in furnaces, that support with a blower, preferably modulating Burners are operated, the flame holder of the air / mixture space separates from the combustion chamber, in the air / mixture room upstream of the flame holder to reinforce the acoustic Damping and for vibration decoupling of the combustion chamber a throttle is arranged from the mixture chamber.
  • the invention also relates to a burner for implementation of the procedure.
  • throttling points are the most effective measure for frequency-independent avoidance of self-excited flame vibrations. From an acoustic and fluidic point of view, such throttling points represent a non-linear resistance, which destroy part of the energy released from the flame to maintain the vibration by dissipation / friction.
  • the invention is therefore based on the object, while maintaining and exploitation of the known throttle effect Avoidance or suppression of thermoacoustic flame or Pressure vibrations and resulting, above normal Burner sounds of outgoing tones are one method and one To create burner to carry it out with the burner of the type mentioned at the beginning, neither with restriction of their performance range still with powerful and accordingly expensive blowers must be operated.
  • Negative pressure gradients in particular are of particular relevance in practice because they enable the often required higher damping in the low-load range of a furnace to be realized, but do not at the same time lead to the additional "acoustic throttle" determining the pressure loss for the full-load range.
  • the characteristic of such a throttle can be designed so that it builds up a pressure loss necessary for thermoacoustic requirements for damping at low loads, but returns to zero at full load, which is explained in more detail below with the aid of a graphic.
  • variable throttles or throttle points the pressure gradient characteristics of the relationship (dy / dx) ⁇ 2 const x, in particular (dy / dx) ⁇ O can be implemented in two ways, as follows: Namely, on the one hand by a throttle designed in such a way that its throttle cross-section varies by external, for example electronic control, thus adapting to the respective damping requirements, and on the other hand by a throttle designed in such a way that it does not operate without external control, ie automatically Due to flow forces and a counterforce (eg weight) adapts their throttling effect by changing the throttle cross-section to the respective damping requirements.
  • This second embodiment is preferred because it has a much simpler structure, which leads to both lower production costs and less susceptibility to faults.
  • FIGS. 1-3 a gas-blown burner is shown only as an exemplary embodiment schematically shown in a manner known per se, in FIG. 2 the combustion chamber 2 enclosing the burner simplified geometry is only indicated by dashed lines.
  • the flame holder separating the air / mixture chamber 1 from the combustion chamber 2 is designated 3, which one in the embodiment To be presented as a fireproof fabric made of a suitable material Has.
  • the illustrated hemisphere shape of the flame holder is not to be regarded as binding.
  • the gas supply takes place through the gas supply line 9, and combustion air is from Blower 4 with motor 4 'sucked through the air intake 10.
  • the throttle of interest here is generally designated 5 and the variable throttle cross section with 5 '. Shown is the throttle 5 in both embodiments in the form of Flaps that are preferred because of their simplicity what but other throttle designs, provided their opening cross-section is variable or can be varied, do not rule out should.
  • a pendulum flap 8 is arranged as an actuator in the air intake 10, which together with this forms the throttle 5, the flow cross section 5 'of which varies depending on the flap position.
  • FIG. 3 in which also a flap 7 is pivotally mounted in the intake manifold 10, but which can be actuated by means of a small servomotor 11 Actuator 12 is variably adjustable.
  • the small Actuator 11 receives its controlled variable via control electronics 13 depending on the speed and thus on the volume flow.

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Abstract

The method is for use in heating systems where the flame holder separates the air/mix chamber(1) from the combustion chamber(2). A throttle is arranged in the air chamber upstream of the flame holder(3) to increase the acoustic damping and to decouple the combustion chamber from the mixing chamber. The throttle(5) has a variable cross section. The throttle opening is varied in dependence on the air/mixture flow volume such that the pressure gradient (dy/dx) of the throttle with increasing flow volume is always smaller than that of a throttle with constant cross section according to the relationship dy/dx is less than 2 const x. An Independent claim is also included for a burner operated according to the method. The throttle is varied through the use of an external control using an actuator.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von thermoakustischen Flammen- bzw. Druckschwingungen bei Feuerungen, die mit einem gebläseunterstützen, vorzugsweise modulierenden Brenner betrieben werden, dessen Flammenhalter den Luft/Gemischraum vom Verbrennungsraum trennt, wobei im Luft/ Gemischraum stromauf des Flammhalters zur Verstärkung der akustischen Dämpfung und zur schwingungsmäßigen Abkopplung des Verbrennungsraumes vom Gemischraum eine Drossel angeordnet ist. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Brenner zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for avoiding thermoacoustic Flame or pressure vibrations in furnaces, that support with a blower, preferably modulating Burners are operated, the flame holder of the air / mixture space separates from the combustion chamber, in the air / mixture room upstream of the flame holder to reinforce the acoustic Damping and for vibration decoupling of the combustion chamber a throttle is arranged from the mixture chamber. The The invention also relates to a burner for implementation of the procedure.

In Feuerungen der eingangs genannten und bekannten Art können Druckstörungen, bspw. durch Anfahrstoß oder permanente kleine Instabilitäten der Flamme, selbsterregte Verbrennungsschwingungen hervorrufen, da die Energiefreisetzung der Flamme über einen Rückkopplungsmechanismus mit den luft-bzw. gemischführenden Räumen eines Heizkessels und des Brenners periodisch moduliert wird. Liegt die Frequenz solcher Druckschwankungen im Bereich der Eigenfrequenz der Feuerung bzw. der Feuerungsgeometrie, so stellt sich Resonanz ein, die bei zu geringem Dämpfungsfaktor in solchen Feuerungen zu erheblichen Druckamplituden, nicht tolerierbaren hohen Schallpegeln und häufig auch zu höheren Schadstoffemissionen führt. Bezüglich des zu diesem Thema einschlägigen Standes der Technik wird verwiesen auf bspw. DE-Z gwf-gas/Erdgas 115(1974) Heft 2 S.48-52 und die EP-A-0 309 838. Diesem Stand der Technik ist zu entnehmen, daß zur Dämpfung kritischer, äußerst intensive und unangenehme Töne verursachender Schwingungsamplituden stromauf des Flammenhalters angeordnete Drosselstellen die wirksamste Maßnahme zur frequenzunabhängigen Vermeidung der selbsterregten Flammenschwingungen darstellen. Aus akustischer und strömungstechnischer Sicht stellen solche Drosselstellen einen nicht linearen Widerstand dar, die einen Teil der aus der Flamme zur Aufrechterhaltung der Schwingung freiwerdenden Energie durch Dissipation/Reibung vernichten. Die mit der Drosselung verbundenen höheren Druckverluste bzw. die damit verbundenen höheren Strömungsgeschwindigkeiten bewirken dabei, daß der Brenner vom Feuerraum akustisch entkoppelt wird, wodurch ein "Aufschaukeln" der Schwingung (Amplitudenzuwachs) unterbleibt und das Verbrennungssystem akustisch stabil bleibt, d.h., es treten keine äußerst intensiven, über das normale Brennergeräusch hinausgehenden Töne mehr auf.
Der Einbau solcher Drosselstellen in die Luft- bzw. Gemischstrecke eines Brenners führt jedoch, wie sich in der Praxis gezeigt hat, insbesonder bei modernen, hochmodulierenden Gasgebläsebrennern, zu einem Zielkonflikt:
Die häufig notwendige Auslegung einer ausreichend akustisch dämpfenden Drossel einerseits für Kleinlast mit geringen Luft/Gemisch-Volumenströmen bedeutet für Nennlast mit großen Luft/Gemisch-Volumenströmen, daß die Druckverluste gemäß der physikalischen Beziehung y = const x2 quadratisch ansteigen. Dies führt zu der unangenehmen Konsequenz, daß entweder die Leistungsbereiche von Brennern eingeschränkt sind oder leistungsstarke, entsprechend teure Gebläse eingesetzt werden müssen, die zudem mit dem Nachteil hoher elektrischer Leistungsaufnahme behaftet sind.In furnaces of the type mentioned and known at the outset, pressure disturbances, for example due to start-up shock or permanent small instabilities of the flame, can cause self-excited combustion vibrations, since the energy release of the flame via a feedback mechanism with the air or. mixture-leading rooms of a boiler and the burner is periodically modulated. If the frequency of such pressure fluctuations lies in the range of the natural frequency of the furnace or the furnace geometry, resonance occurs which, with an insufficient damping factor in such furnaces, leads to considerable pressure amplitudes, intolerable high sound levels and often also to higher pollutant emissions. With regard to the relevant prior art on this subject, reference is made, for example, to DE-Z gwf-gas / Erdgas 115 (1974) No. 2 pp. 48-52 and EP-A-0 309 838. This prior art can be found that to dampen critical, extremely intense and unpleasant tones causing vibration amplitudes upstream of the flame holder, throttling points are the most effective measure for frequency-independent avoidance of self-excited flame vibrations. From an acoustic and fluidic point of view, such throttling points represent a non-linear resistance, which destroy part of the energy released from the flame to maintain the vibration by dissipation / friction. The higher pressure losses associated with the throttling or the associated higher flow velocities cause the burner to be acoustically decoupled from the combustion chamber, as a result of which the oscillation (increase in amplitude) is not "rocked up" and the combustion system remains acoustically stable, ie, none occur extremely intense tones that go beyond the normal burner noise.
However, the installation of such throttling points in the air or mixture section of a burner leads, as has been shown in practice, in particular in the case of modern, highly modulating gas fan burners, to a conflict of objectives:
The frequently necessary design of a sufficiently acoustically damping throttle on the one hand for small loads with low air / mixture volume flows means for nominal loads with large air / mixture volume flows that the pressure losses according to the physical relationship y = const x 2nd increase square. This leads to the unpleasant consequence that either the performance ranges of burners are restricted or high-performance, correspondingly expensive fans have to be used, which also have the disadvantage of high electrical power consumption.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung und Ausnutzung des bekannten Drosseleffektes zur Vermeidung bzw. Unterdrückung von thermoakustischen Flamm- bzw. Druckschwingungen und daraus resultierender, über normale Brennergeräusche hinausgehender Töne ein Verfahren und einen Brenner zu seiner Durchführung zu schaffen, mit dem Brenner der eingangs genannten Art weder mit Einschränkung ihres Leistungsbereiches noch mit leistungsstarken und entsprechend teuren Gebläsen betrieben werden müssen.The invention is therefore based on the object, while maintaining and exploitation of the known throttle effect Avoidance or suppression of thermoacoustic flame or Pressure vibrations and resulting, above normal Burner sounds of outgoing tones are one method and one To create burner to carry it out with the burner of the type mentioned at the beginning, neither with restriction of their performance range still with powerful and accordingly expensive blowers must be operated.

Bezüglich des Verfahrens ist diese Aufgabe nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst und bezüglich des Brenners durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches 5.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.With regard to the method, this object is achieved according to the invention by the features mentioned in the characterizing part of claim 1 and with respect to the burner by the features in the characterizing part of claim 5.
Advantageous embodiments and further developments result from the subclaims.

Die Lösung der Aufgabe bzw. des vorerläuterten Zielkonfliktes gelingt also mit Hilfe einer nach wie vor stromauf der Flamme bzw. des Flammhalters angeordneten Drossel, die aber erfindungsgemäß und lösungsentscheidend einen variablem Drosselquerschnitt aufweist, wobei der Druckverlust der Drossel entsprechend den Dämpfungsanforderungen im thermoakustisch kritischen Bereich des Brennerbetriebskennfeldes ausgelegt ist, und deren Druckgradient (dy/dx) jedoch mit steigendem Luft/ Gemisch-Volumenstrom stets kleiner ist als der einer Drossel mit unveränderlichem Drosselquerschnitt. Die Forderung nach einer solchen Drosselcharakteristik läßt sich mathematisch durch die folgende Ungleichung ausdrücken: (dy/dx) < 2 const x, wobei sich 2 const x aus der Ableitung der Funktion y = const x2 ergibt. Diese Ungleichung schließt insbesondere auch Werte kleiner Null ein: (dy/dx) < O
Gerade negative Druckgradienten sind nämlich für die Praxis von besonderer Relevanz, denn sie ermöglichen die Realisierung der häufig erforderlichen höheren Dämpfung im Kleinlastbereich einer Feuerung, führen aber nicht gleichzeitig dazu, daß die zusätzliche "Akustik-Drossel" für den Vollastbereich druckverlustbestimmend wird.
Im Idealfall kann die Kennlinie einer solchen Drossel so ausgelegt werden, daß sie bei Kleinlast einen den thermoakustischen Erfordernissen notwendigen Druckverlust zwecks Dämpfung aufbaut, aber bei Vollast wieder auf Null zurückgeht, was an Hand einer Graphik nachfolgend noch näher erläutert wird. Im vorliegenden Zusammenhang erfindungsgemäß variabel ausgebildete Drosseln bzw. Drosselstellen, deren Druckgradientenkennlinien die Beziehung (dy/dx) < 2 const x, insbesondere (dy/dx) < O erfüllen, können prinzipiell auf zweierlei Arten, wie folgt, realisiert werden:
Nämlich zum Einen durch eine derart ausgestaltete Drossel, daß durch externe, bspw. elektronische Ansteuerung deren Drosselquerschnitt variiert und damit eine Anpassung an die jeweiligen Dämpfungsanforderungen bewirkt wird, und zum Anderen durch eine derart ausgestaltete Drossel, daß diese ohne externe Ansteuerung, d.h. selbsttätig allein auf Grund von Strömungskräften und einer Gegenkraft (z.B. Gewichtskraft) ihre Drosselwirkung durch Veränderung des Drosselquerschnitts den jeweiligen Dämpfungsanforderungen anpaßt.
Diese zweite Ausführungsform wird bevorzugt, da diese einen wesentlich einfacheren Aufbau hat, der sowohl zu niedrigeren Erstellungskosten als auch zu einer geringeren Störanfälligkeit führt.The task or the conflict of objectives explained above is thus solved with the help of a throttle which is still arranged upstream of the flame or the flame holder, but which, according to the invention and which is decisive for the solution, has a variable throttle cross section, the pressure loss of the throttle corresponding to the damping requirements in the thermoacoustically critical area of the Burner operating map is designed, and whose pressure gradient (dy / dx), however, with increasing air / mixture volume flow is always smaller than that of a throttle with an unchangeable throttle cross-section. The requirement for such a throttle characteristic can be expressed mathematically by the following inequality: (dy / dx) <2 const x, where 2 const x are derived from the function y = const x 2nd results. This inequality also includes values less than zero: (dy / dx) <O
Negative pressure gradients in particular are of particular relevance in practice because they enable the often required higher damping in the low-load range of a furnace to be realized, but do not at the same time lead to the additional "acoustic throttle" determining the pressure loss for the full-load range.
Ideally, the characteristic of such a throttle can be designed so that it builds up a pressure loss necessary for thermoacoustic requirements for damping at low loads, but returns to zero at full load, which is explained in more detail below with the aid of a graphic. In the present context, variable throttles or throttle points according to the invention, the pressure gradient characteristics of the relationship (dy / dx) <2 const x, in particular (dy / dx) <O can be implemented in two ways, as follows:
Namely, on the one hand by a throttle designed in such a way that its throttle cross-section varies by external, for example electronic control, thus adapting to the respective damping requirements, and on the other hand by a throttle designed in such a way that it does not operate without external control, ie automatically Due to flow forces and a counterforce (eg weight) adapts their throttling effect by changing the throttle cross-section to the respective damping requirements.
This second embodiment is preferred because it has a much simpler structure, which leads to both lower production costs and less susceptibility to faults.

Das erfindungsgemäße Verfahren und ein zu seiner Durchführung geeigneter Gebläsebrenner werden nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen einschließlich einer Graphik näher erläutert.The method according to the invention and one for carrying it out Suitable fan burners are subsequently described using the graphic representation of exemplary embodiments including a graphic explained in more detail.

Es zeigt

Fig.1
in Vorderansicht einen Gasgebläsebrenner;
Fig.2
im Schnitt den Gasgebläsebrenner nach Fig.1 mit sich selbsttätig einstellender Drossel;
Fig.3
die gleiche Brennerdarstellung gemäß Fig.2 mit schematischer Darstellung einer externen Ansteuerung der Drossel und
Fig.4
eine Betriebskennliniengraphik.
It shows
Fig. 1
in front view a gas fan burner;
Fig. 2
in section the gas fan burner according to Figure 1 with an automatically adjusting throttle;
Fig. 3
the same burner representation according to Figure 2 with a schematic representation of an external control of the throttle and
Fig. 4
an operating characteristic graph.

In den Fig.1-3 ist lediglich als Ausführungsbeispiel ein Gasgebläsebrenner an sich bekannter Art schematisch dargestellt, wobei in Fig.2 der den Brenner umschließende Brennraum 2 mit vereinfachter Geometrie lediglich gestrichelt angedeutet ist. Der den Luft/Gemischraum 1 vom Brennraum 2 trennende Flammhalter ist mit 3 bezeichnet, den man sich beim Ausführungsbeispiel als feuerfestes Gewebe aus geeignetem Material vorzustellen hat. Die dargestellte Halbkugelform des Flammhalters ist dabei nicht als verbindlich anzusehen. Die Gaszufuhr erfolgt durch die Gaszuleitung 9, und Verbrennungsluft wird vom Gebläse 4 mit Motor 4' durch den Luftansaugstutzen 10 angesaugt.In FIGS. 1-3, a gas-blown burner is shown only as an exemplary embodiment schematically shown in a manner known per se, in FIG. 2 the combustion chamber 2 enclosing the burner simplified geometry is only indicated by dashed lines. The flame holder separating the air / mixture chamber 1 from the combustion chamber 2 is designated 3, which one in the embodiment To be presented as a fireproof fabric made of a suitable material Has. The illustrated hemisphere shape of the flame holder is not to be regarded as binding. The gas supply takes place through the gas supply line 9, and combustion air is from Blower 4 with motor 4 'sucked through the air intake 10.

Die hier interessierende Drossel ist allgemein mit 5 bezeichnet und der variable Drosselquerschnitt mit 5'. Dargestellt ist die Drossel 5 bei beiden Ausführungsformen in Form von Klappen, die wegen ihrer Einfachheit bevorzugt werden, was aber andere Drosselgestaltungen, sofern deren Öffnungsquerschnitt veränderlich ist bzw. variiert werden kann, nicht ausschließen soll. Gleiches gilt auch für die dargestellte Drosselanordnung im Luftansaugstutzen 10, d.h., eine geeignet gestaltete Drossel 5 könnte auch stromab hinter dem Gebläse 4 angeordnet werden, wenn dies die Gesamtkonstruktion eines solchen Gasgebläsebrenners zuläßt und ggf. zweckmäßiger erscheinen läßt.The throttle of interest here is generally designated 5 and the variable throttle cross section with 5 '. Shown is the throttle 5 in both embodiments in the form of Flaps that are preferred because of their simplicity what but other throttle designs, provided their opening cross-section is variable or can be varied, do not rule out should. The same applies to the throttle arrangement shown in the air intake 10, i.e. a suitably designed one Throttle 5 could also be downstream of the fan 4 be arranged if this is the overall construction of such Gas blower burner allows and may appear more appropriate leaves.

Bei der Ausführungsform nach Fig.2, die wegen ihrer Einfachheit bevorzugt wird, ist eine Pendelklappe 8 als Stellglied im Luftansaugstutzen 10 angeordnet, die mit diesem zusammen die Drossel 5 bildet, deren Durchströmquerschnitt 5' je nach Klappenstellung veränderlich ist. Die Winkelstellung der Pendelklappe, damit die Größe des Durchströmquerschnittes 5' und damit wiederum die Drossel- bzw. Dämpfungswirkung wird dabei vom volumenstromabhängigen Momentengleichgewicht (Strömungskraft moment = Gewichtskraftmoment) bestimmt. Bei geeigneter Auslegung des volumenstromabhängigen Momentengleichgewichts für eine bestimmte Kanal- (Ansaugstutzen) und Klappengeometrie läßt sich annähernd die gewünschte Drosselcharakterristik nach Fig.4 erzielen, deren Graphik nach kurz erläutert wird.In the embodiment according to FIG. 2, which is preferred because of its simplicity, a pendulum flap 8 is arranged as an actuator in the air intake 10, which together with this forms the throttle 5, the flow cross section 5 'of which varies depending on the flap position. The angular position of the pendulum flap, so that the size of the flow cross-section 5 'and thus in turn the throttling or damping effect is determined by the momentum balance depending on the volume flow ( Flow force moment = weight force moment ) certainly. With a suitable design of the volumetric flow-dependent torque equilibrium for a specific duct (intake manifold) and flap geometry, the desired throttle characteristic according to FIG. 4 can be approximately achieved, the graph of which is briefly explained.

Aufwendiger ist die Ausführungsform nach Fig.3, bei der zwar auch eine Klappe 7 im Ansaugstutzen 10 pendelnd gelagert ist, die aber mittels eines von einem kleinen Stellmotor 11 betätigbaren Stellgliedes 12 variabel einstellbar ist. Der kleine Stellmotor 11 erhält dabei via einer Regelelektronik 13 drehzahl- und damit volumenstromabhängig seine Regelgröße.The embodiment according to FIG. 3, in which also a flap 7 is pivotally mounted in the intake manifold 10, but which can be actuated by means of a small servomotor 11 Actuator 12 is variably adjustable. The small Actuator 11 receives its controlled variable via control electronics 13 depending on the speed and thus on the volume flow.

Die in Fig.4 dargestellte Anlagenkennlinie y1= a1 . x2 stellt die Summe der Druckverluste in einem Brenner/Heizkesselsystem dar.
Treten nun bspw. im Kleinlastbereich ( 30% Leistung) durch ungenügende Dämpfung verbrennungsinduzierte Schwingungen auf, so können diese durch Erhöhung der Dämpfung mittels Druckverlusterhöhung um Δp2, d.h. von ursprünglich Δp1 auf Δp3 beseitigt werden. Wollte man dies gemäß bekanntem Stand der Technik mittels einer festen Drosselstelle umsetzen, so würde dies bei Vollast zu unakzeptablen hohen Druckverlusten führen. Setzt man dies jedoch erfindungsgemäß mit einer Drossel mit variabler Drosselwirkung nach der Drosselkennlinie y2=a2-b.x um, so ergibt sich in Summe die neue Anlagenkennlinie y3=y1 + y 2 , die bei Vollast (100% Leistung) keinen höheren Druckverlust verursacht.The system characteristic shown in Fig.4 y 1 = a 1 . x 2nd represents the sum of the pressure losses in a burner / boiler system.
If combustion-induced vibrations occur, for example, in the low load range (30% output) due to insufficient damping, these can be eliminated by increasing the damping by increasing the pressure loss by Δp 2 , ie from originally Δp 1 to Δp 3 . If one wanted to implement this according to the known state of the art by means of a fixed throttle point, this would lead to unacceptably high pressure losses at full load. However, according to the invention, this is set with a throttle with a variable throttle effect according to the throttle characteristic y 2nd = a 2nd -bx um, the total system characteristic curve results y 3rd = y 1 + y 2 , which does not cause a higher pressure loss at full load (100% power).

Claims (8)

Verfahren zur Vermeidung von thermoakustischen Flammen- bzw. Druckschwingungen bei Feuerungen, die mit einem gebläseunterstützten, vorzugsweise modulierenden Brenner betrieben werden, dessen Flammenhalter den Luft/Gemischraum vom Verbrennungsraum trennt, wobei im Luft/Gemischraum stromauf des Flammenhalters zur Verstärkung der akustischen Dämpfung und zur schwingungsmäßigen Abkopplung des Verbrennungsraumes vom Gemischraum eine Drossel angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine im Drosselquerschnitt variable Drossel verwendet und deren Drosselwirkung in Abhängigkeit vom geförderten Luft/ Gemisch-Volumenstrom derart variiert wird, daß der Druckgradient (dy/dx) der Drossel mit zunehmenden Volumenstrom stets kleiner ist als der einer Drossel mit unveränderlichem Drosselquerschnitt gemäß der Beziehung: (dy/dx) < 2 const x.Method for avoiding thermoacoustic flame or pressure vibrations in furnaces that are operated with a blower-assisted, preferably modulating burner, the flame holder of which separates the air / mixture space from the combustion chamber, the air / mixture space upstream of the flame holder for strengthening the acoustic damping and for vibration A throttle is arranged to decouple the combustion chamber from the mixture chamber,
characterized,
that a throttle with a variable throttle cross section is used and the throttling effect is varied depending on the air / mixture volume flow delivered so that the pressure gradient (dy / dx) of the throttle is always smaller with increasing volume flow than that of a throttle with an unchangeable throttle cross section according to the relationship: (dy / dx) <2 const x . Verfahren gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckgradient der Drossel mit steigendem Volumenstrom kleiner Null , d.h. (dy/dx) < 0 gehalten wird.Method according to claim 1,
characterized,
that the pressure gradient of the throttle with increasing volume flow less than zero, ie (dy / dx) <0 is held. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der durchströmbare Drosselquerschnitt durch externe Ansteuerung über ein Stellglied variiert wird.Method according to claim 1 or 2,
characterized,
that the flow-through throttle cross section is varied by external control via an actuator. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine sich selbsttätig einstellende Drossel verwendet und diese dem Strömungsdruck mindestens einer der beiden Betriebsmittelkomponenten ausgesetzt wird.Method according to claim 1 or 2,
characterized,
that an automatically adjusting throttle is used and this is exposed to the flow pressure of at least one of the two operating components. Brenner zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus einem den Luft/Gemischraum(1) gegen den Brennraum (2) abgrenzenden Flammhalter (3), wobei dem Luft/Gemischraum (1) ein Gebläse (4) vorgeschaltet und in Bezug auf den Flammhalter (3) stromauf eine Drossel (5) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der durchströmbare Querschnitt (5') der Drossel (5) ansteuerbar oder sich selbsttätig einstellend veränderlich ausgebildet ist.Burner for carrying out the method according to one of claims 1 to 4, consisting of a flame holder (3) delimiting the air / mixture chamber (1) from the combustion chamber (2), a fan (4) being connected upstream of the air / mixture chamber (1) a throttle (5) is arranged upstream of the flame holder (3),
characterized,
that the flow-through cross-section (5 ') of the throttle (5) can be controlled or can be set to be automatically adjustable. Brenner nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drossel (5) aus einer über ein Stellglied (6) zwangsverstellbaren Klappe (7) oder aus einer strömungsdruckabhängig sich einstellenden Pendelklappe (8) gebildet ist.Burner according to claim 5,
characterized,
that the throttle (5) is formed from a flap (7) which can be positively adjusted via an actuator (6) or from a pendulum flap (8) which adjusts itself as a function of the flow pressure. Brenner nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drossel (5) stromauf, d.h., saugseitig dem Gebläse (4) vorgeschaltet angeordnet ist.Burner according to claim 5 or 6,
characterized,
that the throttle (5) is arranged upstream, ie upstream of the blower (4) on the suction side. Brenner nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drossel (5) stromab, d.h., druckseitig dem Gebläse (4) nachgeschaltet angeordnet ist.Burner according to claim 5 or 6,
characterized,
that the throttle (5) is arranged downstream, ie downstream of the blower (4).
EP99112485A 1998-07-16 1999-07-01 Method for avoiding thermoacoustice flame and pressure vibrations in a furnace Withdrawn EP0972986A3 (en)

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