EP4469723B1 - Brenner mit internem rauchgasrückführungssystem - Google Patents

Brenner mit internem rauchgasrückführungssystem

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Publication number
EP4469723B1
EP4469723B1 EP23705064.6A EP23705064A EP4469723B1 EP 4469723 B1 EP4469723 B1 EP 4469723B1 EP 23705064 A EP23705064 A EP 23705064A EP 4469723 B1 EP4469723 B1 EP 4469723B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fumes
supply duct
burner
duct
comburent
Prior art date
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Active
Application number
EP23705064.6A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP4469723A1 (de
EP4469723C0 (de
Inventor
Riccardo PANCOLINI
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CIB Unigas SpA
Original Assignee
CIB Unigas SpA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4469723B1 publication Critical patent/EP4469723B1/de
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    • 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
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • 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
    • F23D14/46—Details
    • F23D14/66—Preheating the combustion air or gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2202/00—Fluegas recirculation
    • F23C2202/30—Premixing fluegas with combustion air

Definitions

  • the present invention relates to a burner with internal fumes recirculation.
  • the burners can be supplied by natural gas (G20/G25) or LPG (G30/G31) or other gases not expressly indicated herein or they can be mixed (gas and diesel or gas and naphtha or still other not expressly indicated herein).
  • the burners generally comprise a combustion head adapted to trigger and maintain stable the combustion by virtue of a given ratio of fuel and comburent.
  • the combustion head is an element of the burner which allows the correct mixing between the comburent and the fuel, generating the first flame front and developing a retention zone thereof so as to ensure operating stability during the operations of the burner.
  • combustion heads can have the most varied conformations, however such combustion heads are, generally, united by the presence of an outer tubular body, configured to supply comburent, and an inner tubular body, configured to supply the fuel.
  • the combustion head is introduced inside the combustion chamber so as to optimise the mixing between the fuel and the comburent so as to achieve the optimal development of the flame inside the combustion chamber.
  • the technical task underpinning the present invention is to provide a burner with fumes recirculation capable of overcoming the above-mentioned drawbacks of the prior art.
  • the burner 1 comprises a first supply duct 2 for supplying fuel, having at least a first inlet opening 3 and a first outlet opening 4.
  • the burner 1 comprises a second supply duct 5 for supplying comburent, having at least a second inlet opening 6 and a second outlet opening 7.
  • the regulation means can comprise an elongated body, for example a rod, inserted or insertable inside the first supply duct 2 and/or connected or connectable thereto to cause a reversible axial sliding of at least one portion of the first supply duct 2 so as to change the positioning of the first outlet opening 4 relative to the head 8.
  • a sliding portion has a reduced or increased diameter relative to a fixed portion so as to overlap the latter during said sliding.
  • the burner 1 further comprises suction means 9, preferably defined by a fan configured to suck at least an amount of comburent from an environment outside the burner 1 and to move at least an amount of such comburent from the second inlet opening 6 to the second outlet opening 7.
  • such a fan 17 is a centrifugal fan with axial suction and radial emission.
  • the first supply duct 2 and/or the second supply duct 5 can be at least partially inserted in the fumes return duct 10.
  • first supply duct 2 and the second supply duct 5 define a passage volume therebetween for the comburent delimited by the second supply duct 5 and by the first supply duct 2.
  • second supply duct 5 can be at least partially inserted in the fumes return duct 10.
  • the second supply duct 5 is coaxial to the first supply duct 2.
  • the fumes return duct 10 can have a portion at least partially coaxial to the first supply duct 2.
  • the specific geometry of the aforementioned ducts gives the burner 1 a particularly compact shape which allows it to be adopted both in spacious environments and in environments with particularly limited volumes.
  • the present invention provides a burner comprising the fumes return duct 10, which is applied to the combustion chamber substantially without further interventions during the step of connecting the burner to the combustion chamber itself.
  • the present invention overcomes the need for a duct applied to the flue of the combustion chamber by sucking the combustion gases from the opening of the combustion chamber employed for the insertion of the burner 1.
  • the heat exchanger 19 can comprise an exchange jacket, for example extending peripherally and/or at least partially interposed with the plurality of tubes defining the tube bundle 20, configured to allow the circulation of a heat exchange fluid, for example water, so as to allow a more effective decrease in the temperature of the fumes.
  • a heat exchange fluid for example water
  • the outer casing 22 can have an aeration system configured to promote an air passage between the inside and the outside of the outer casing 22.
  • the aforementioned plurality of holes and/or slits 23 can be arranged at the heat exchange section 18 so that the comburent flow thus generated, by lapping the outer walls thereof, contributes to the reduction of the temperature of the combustion gases passing through the heat exchanger 19.
  • the possibility of sucking the comburent air from the wide passage section 23, placed distant from the adjustment part 16, allows to maintain a particularly low noise level.
  • the present invention ensures an easy and economical conversion of a system developed without the classic technology of combustion fumes recirculation, for example in order to reduce the production of NOx, through the sole replacement of the burner.
  • the present invention can allow an easy implementation, substantially by retrofit, of a fumes recirculation system on common burners lacking such a peculiarity.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Claims (10)

  1. Brenner (1) mit interner Rauchgasrückführung, umfassend:
    - eine erste Zuführungsleitung (2) zum Zuführen von Brennstoff, aufweisend mindestens eine erste Einlassöffnung (3) und eine erste Auslassöffnung (4);
    - eine zweite Zuführungsleitung (5) zum Zuführen eines Sauerstoffträgers, aufweisend mindestens eine zweite Einlassöffnung (6) und eine zweite Auslassöffnung (7), wobei die erste Auslassöffnung (4) und die zweite Auslassöffnung (7) an einem Kopf (8) des Brenners (1), der ausgelegt ist, um eine Flamme zu erzeugen, zusammenlaufen;
    - Saugmittel (9), die ausgelegt sind, um mindestens eine Sauerstoffträgermenge aus einer Umgebung außerhalb des Brenners (1) anzusaugen und die mindestens eine Sauerstoffträgermenge von der zweiten Einlassöffnung (6) zur zweiten Auslassöffnung (7) zu bewegen;
    - eine Rauchgasrückführungsleitung (10) für durch die Verbrennung der Flamme erzeugte Rauchgase und ausgelegt, um eine erneute Einbringung der Rauchgase in den Brenner (1) zu fördern,
    wobei die Rauchgasrückführungsleitung (10) eine dritte Rauchgaseinlassöffnung (11) aufweist, die am Kopf (8) des Brenners (1) angeordnet ist, wobei die Rauchgasrückführungsleitung (10) eine dritte Auslassöffnung (12) aufweist, die in Fluidkommunikation mit der zweiten Einlassöffnung (6) für den Sauerstoffträger platziert ist, um eine mindestens teilweise erneute Einbringung der Verbrennungsrauchgase in die zweite Sauerstoffträgerzuführungsleitung (5) zu fördern, und wobei die Saugmittel (9) ausgelegt sind, um eine Bewegung der Verbrennungsrauchgase von der Rauchgasrückführungsleitung (10) zur zweiten Zuführungsleitung (5) zu fördern;
    - eine Wärmetauschsektion (18), die zwischen der dritten Einlassöffnung (11) und der dritten Auslassöffnung (12) eingesetzt und ausgelegt ist, um eine Senkung der Temperatur der Verbrennungsrauchgase während deren Strömens zwischen der dritten Einlassöffnung (11) und der dritten Auslassöffnung (12) zu fördern, wobei die Wärmetauschsektion (18) mittels eines Wärmetauschers (19) ausgebildet ist, der zwischen der dritten Einlassöffnung (11) und der dritten Auslassöffnung (12) der Rauchgasrückführungsleitung (10) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (19) ein Rohrbündel (20) umfasst, das als ein Abzweig der zweiten Zuführungsleitung (5) ausgebildet ist, und einen Ummantelungsbehälter (21), der als Verbreiterung der Rauchgasrückführungsleitung (10) ausgebildet ist.
  2. Brenner nach Anspruch 1, wobei die Saugmittel (9) eine Mischkammer (13) umfassen, aufweisend einen ersten Anschluss (14), der geeignet ist, um mit einer Umgebung außerhalb des Brenners (1) in Kommunikation gebracht zu werden, um ein Einströmen von Sauerstoffträger zur Mischkammer (13) zu erlauben, und einen zweiten Anschluss (15), der geeignet ist, um mit der Rauchgasrückführungsleitung (10) in Kommunikation gebracht zu werden, um ein Einströmen von Verbrennungsrauchgasen zur Mischkammer (13) zu fördern, und wobei die Saugmittel (9) ausgelegt sind, um eine Mischung des Sauerstoffträgers und der Verbrennungsrauchgase in die zweite Zuführungsleitung (5) einzubringen.
  3. Brenner nach Anspruch 2, umfassend Regelungsmittel (16), die auf den ersten Anschluss (14) und/oder den zweiten Anschluss (15) wirken, um jeweils ein Einströmen von Sauerstoffträger durch den ersten Anschluss (14) und/oder ein Einströmen von Verbrennungsrauchgasen vom zweiten Anschluss (15) zu regeln.
  4. Brenner nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Saugmittel (9) ein Gebläse (17) umfassen, das der Mischkammer (13) nachgelagert angeordnet ist, wobei es sich beim Gebläse (17) vorzugsweise um ein Gebläse (17) mit axialer Ansaugung und radialem Ausströmen handelt.
  5. Brenner nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rauchgasrückführungsleitung (10) einen Abschnitt aufweist, der zumindest teilweise koaxial zur ersten Zuführungsleitung (2) angeordnet ist.
  6. Brenner nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Zuführungsleitung (2) und/oder die zweite Zuführungsleitung (5) zumindest teilweise in die Rauchgasrückführungsleitung (10) eingefügt sind.
  7. Brenner nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rauchgasrückführungsleitung (10) einen Abschnitt umfasst, der umfangseitig rund um die erste Zuführungsleitung (2) und/oder die zweite Zuführungsleitung (5) angeordnet ist.
  8. Brenner nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Zuführungsleitung (5) zumindest teilweise koaxial zur ersten Zuführungsleitung (2) angeordnet ist und die erste Zuführungsleitung (2) zumindest teilweise in die zweite Zuführungsleitung (5) eingefügt ist, wobei die erste Zuführungsleitung (2) und die zweite Zuführungsleitung (5) ein Durchlassvolumen für den Sauerstoffträger innerhalb der zweiten Zuführungsleitung (5) und außerhalb der ersten Zuführungsleitung (2) definieren, und wobei die zweite Zuführungsleitung (5) zumindest teilweise in die Rauchgasrückführungsleitung (10) eingefügt ist.
  9. Brenner nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dritte Einlassöffnung (11) in einer zurückgezogenen Position an der ersten Auslassöffnung (4) und/oder an der zweiten Auslassöffnung (7) in Bezug auf eine Brennstoff- und/oder Sauerstoffträgerzuführungsrichtung angeordnet ist.
  10. Brenner nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Außengehäuse (22), das geeignet ist, um die Rauchgasrückführungsleitung (10), die erste Zuführungsleitung (2) und die zweite Zuführungsleitung (5) zumindest teilweise zu enthalten, wobei das Außengehäuse (22) ein Belüftungssystem aufweist, das ausgelegt ist, um einen Luftdurchlass zwischen der Innenseite und der Außenseite des Außengehäuses (22) zu fördern.
EP23705064.6A 2022-01-24 2023-01-23 Brenner mit internem rauchgasrückführungssystem Active EP4469723B1 (de)

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PCT/IB2023/050538 WO2023139547A1 (en) 2022-01-24 2023-01-23 Burner with internal fume recirculation system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP4469723A1 EP4469723A1 (de) 2024-12-04
EP4469723C0 EP4469723C0 (de) 2025-08-20
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US (1) US20250102141A1 (de)
EP (1) EP4469723B1 (de)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE8802604U1 (de) * 1988-02-27 1988-05-26 Elco Oel- Und Gasbrennerwerk Gmbh, 7980 Ravensburg Oel- und/oder Gasbrenner
CN109307263B (zh) * 2018-09-15 2020-02-18 河北斯丹德尔环保科技有限公司 一种低氮燃烧器

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WO2023139547A1 (en) 2023-07-27

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