NL8200272A

NL8200272A - BURNER.

Info

Publication number: NL8200272A
Application number: NL8200272A
Authority: NL
Original assignee: Veg Gasinstituut Nv
Priority date: 1982-01-26
Filing date: 1982-01-26
Publication date: 1983-08-16
Also published as: EP0085464A1; EP0085464B1; DE3370985D1

Description

a .. λ no. 50658 "1" η -a .. λ no. 50658 "1" η -

Brander.Burner.

De uitvinding betreft een brander in het bijzonder een gasbrander voor een toestel bijvoorbeeld een centrale verwarmingsinstal-latie, omvattende een mengzone of mengbuis en tenminste één, bij het ene eind daarvan, daarin uitmondend inspuitstuk voor het toevoeren van de 5 brandstof onder druk, in het bijzonder een gasvormige brandstof, onder het vanuit de omgeving aanzuigen van tenminste primaire verbrandingslucht, en een afvoer voor de verbrandingsgassen. Een dergelijke brander is algemeen bekend en wordt een atmosferische brander genoemd, omdat alle verbrandingslucht onder atmosferische druk wordt toegevoerd.The invention relates to a burner, in particular a gas burner for an appliance, for example a central heating installation, comprising a mixing zone or mixing tube and at least one injector at one end thereof, for supplying the fuel under pressure, into the in particular a gaseous fuel, while drawing in at least primary combustion air from the environment, and a discharge for the combustion gases. Such a burner is generally known and is called an atmospheric burner, because all combustion air is supplied under atmospheric pressure.

10 Bij de bekende brander wordt een volledige verbranding van de brandstof min of meer gewaarborgd door een grote uitbrandhoogte, en een grote luchtovermaat, waardoor veel ruimte nodig is en het toestel rendement betrekkelijk laag is. Bovendien is deze bekende brander voor één, binnen nauwe toleranties liggende gaskwaliteit geconstrueerd, terwijl 15 de druk waaronder dit gas wordt toegevoerd, in wezen niet mag variëren.In the known burner, complete combustion of the fuel is more or less guaranteed by a large burn-out height and a large excess of air, so that a lot of space is required and the appliance efficiency is relatively low. Moreover, this known burner is constructed for one gas quality within narrow tolerances, while the pressure under which this gas is supplied must not essentially vary.

Voor het verkrijgen van een betrekkelijk kleine uitbrandhoogte is het weliswaar bekend een volledig voorgemengde brander toe te passen, waarbij dus de brandstof in de mengzone wordt voorgemengd met de totale hoeveelheid benodigde verbrandingslucht, maar deze brander 20 heeft het nadeel van een grote gevoeligheid voor vervuiling, en een zeer hoge brandertemperatuur, waardoor de brander duur is, terwijl veelal een hogere gasdruk dan de normale distributiedruk nodig is.Although it is known to use a completely premixed burner to obtain a relatively small burn-out height, the fuel in the mixing zone is therefore premixed with the total amount of combustion air required, but this burner 20 has the disadvantage of a high sensitivity to pollution, and a very high burner temperature, which makes the burner expensive, while often a higher gas pressure than the normal distribution pressure is required.

Het doel van de uitvinding is een brander van het genoemde type te verschaffen die deze nadelen niet heeft.The object of the invention is to provide a burner of the type mentioned which does not have these disadvantages.

25 Dit doel wordt bereikt, doordat bij de brander volgens de uitvinding de mengzone of mengbuis bij het andere eind in verbinding staat met een in wezen gesloten verbrandingskamer, die in verbinding staat met de afvoer voor de verbrandingsgassen, waarbij de wanden van deze verbrandingskamer uit een hittebestendig, betrekkelijk slecht warmtegeleidend 30 materiaal bestaat.This object is achieved in that in the burner according to the invention the mixing zone or mixing tube at the other end communicates with an essentially closed combustion chamber, which communicates with the discharge for the combustion gases, the walls of this combustion chamber consisting of a heat-resistant, relatively poorly heat-conducting material exists.

Door de slechte warmtegeleiding zal de wandtemperatuur van de verbrandingskamer nagenoeg even hoog zijn als die van de verbrandingsgassen, waardoor de verbrandingsgassen in de verbrandingskamer niet af-koelen, en de uitbrandhoogte van de vlam klein wordt en slechts met een 35 zeer geringe luchtovermaat behoeft te worden gewerkt. Bovendien worden eventuele vuildeeltjes in de verbrandingslucht, door de hoge temperatuur volledig verbrand waardoor geen vervuiling van de brander kan optreden.Due to the poor heat conduction, the wall temperature of the combustion chamber will be almost as high as that of the combustion gases, as a result of which the combustion gases in the combustion chamber do not cool, and the burn-out height of the flame becomes small and only needs to be made with a very small excess of air. worked. In addition, any dirt particles in the combustion air are completely burned by the high temperature, so that no contamination of the burner can occur.

82 0.0 2 72 * ' -2-82 0.0 2 72 * '-2-

Doordat de mengzone of mengbuis in wezen overgaat in de in wezen gesloten verbrandingskamer, kan de verbrandingslucht zodanig, door bijvoorbeeld een regeling van de trek of de weerstand worden gedoseerd, dat de luchtovermaat zeer gering is, zonder dat een onvolledige ver-5 branding optreedt, zodat het toestelrendement betrekkelijk hoog is.Since the mixing zone or mixing tube essentially merges into the essentially closed combustion chamber, the combustion air can be dosed, for example by controlling the draft or the resistance, so that the excess air is very small, without incomplete combustion occurring, so that the device efficiency is relatively high.

Daarbij kunnen gassen van de meest uiteenlopende kwaliteit worden gebruikt, en gassen die onder verschillende drukken worden aangeboden, zonder dat de brander behoeft te worden veranderd, en zonder dat de volledige verbranding van deze gassen in gevaar komt. Bovendien treedt, bij het in 10 werking zijn, betrekkelijk weinig geruis op.Gases of the most varied quality can be used, and gases that are offered under different pressures, without having to change the burner and without jeopardizing the complete combustion of these gases. In addition, when operating, relatively little noise occurs.

Bij een uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij bij het inspuiten van de brandstof slechts primaire verbrandingslucht wordt aangezogen, is nabij de aansluiting van de mengkamer aan de mengzone of mengbuis, tenminste één opening voor de toevoer van secundaire verbrandings-15 lucht vanuit de omgeving aangebracht.In an embodiment of the invention, in which only primary combustion air is drawn in when the fuel is injected, at least one opening for the supply of secondary combustion air from the environment is provided near the connection of the mixing chamber to the mixing zone or mixing tube.

Op voordelige wijze kan bij een brander waarbij een warmtewisselaar tussen de brander en de afvoer voor de verbrandingsgassen is aangebracht, volgens de uitvinding de warmtewisselaar zijn omkleed met hetzelfde materiaal als waaruit de wanden van de verbrandingskamer bestaan. 20 Doordat de verbrandingsgassen die bij de brander ontstaan een hoge temperatuur hebben, mogen deze gassen niet in aanraking komen met een metaal, tenzij dit metaal op de een of andere wijze wordt gekoeld. Teneinde te voorkomen dat de warmtewisselaar een dure water- of luchtge-koelde wand van metaal moet hebben, is volgens de uitvinding de warmte-25 wisselaar omkleed met hetzelfde materiaal als waaruit de wanden van de verbrandingskamer bestaan, waarbij bij voorkeur deze omkleding wordt verkregen doordat de warmtewisselaar is opgenomen in een holte die is gevormd in een blok van hittebestendig, betrekkelijk slecht warmtegeleidend materiaal, waarin tevens tenminste de verbrandingskamer is gevormd, waar-30 door een zeer eenvoudige, goedkoop te vervaardigen brander-eenheid wordt verkregen.Advantageously, in the case of a burner in which a heat exchanger is arranged between the burner and the combustion gas discharge, the heat exchanger can be covered with the same material as the walls of the combustion chamber. 20 Because the combustion gases generated by the burner have a high temperature, these gases must not come into contact with a metal, unless this metal is cooled in some way. In order to prevent the heat exchanger from having an expensive water- or air-cooled metal wall, according to the invention the heat exchanger is covered with the same material as the walls of the combustion chamber, preferably this covering is obtained in that the heat exchanger is accommodated in a cavity formed in a block of heat-resistant, relatively poorly heat-conducting material, in which at least the combustion chamber is also formed, whereby a very simple, inexpensively manufactured burner unit is obtained.

Bij voorkeur is het genoemde hittebestendige, betrekkelijk slecht warmtegeleidend materiaal een keramisch materiaal.Preferably said heat-resistant, relatively poorly heat-conducting material is a ceramic material.

De uitvinding wordt nader beschreven onder verwijzing 35 naar de tekening waarin : Figuur 1 een uitvoeringsvoorbeeld van een brander volgens de uitvinding met een toevoer voor secundaire verbrandingslucht in axiale doorsnede toont, enThe invention is further described with reference to the drawing, in which: Figure 1 shows an exemplary embodiment of a burner according to the invention with an inlet for secondary combustion air in axial section, and

Figuur 2 een brander volgens de uitvinding toont waarbij 8200272Figure 2 shows a burner according to the invention, where 8200272

WW.

-3- de totale hoeveelheid benodigde verbrandingslucht bij het inspuitstuk wordt aangezogen.-3- the total amount of combustion air required is drawn into the injection nozzle.

Zoals getoond in figuur 1 bestaat de brander uit een blok 1 van een keraitisch materiaal. In dit blok is gevormd een mengbuis 2 5 en een daarop aansluitende verbrandingskamer 3, die via de doorgang 4 in verbinding staat met de holte 5, waarbij de mengbuis 2 en de holte 5 aan één kant van het blok 1 open zijn, maar worden bedekt door een dekplaat 6. In de dekplaat 6 is een inspuitstuk 7 bevestigd dat kan worden aangesloten op een bron van een gas onder druk. Bij 8 is een doorgang 10 voor het toevoeren van primaire verbrandingslucht vanuit de atmosfeer gevormd, welke lucht door het inspuiten van gas via het inspuitstuk 7 wordt aangezogen,waarna deze lucht met het gas wordt gemengd in de mengbuis 2.As shown in figure 1, the burner consists of a block 1 of a keraitic material. In this block is formed a mixing tube 2 5 and a subsequent combustion chamber 3, which communicates with the cavity 5 via the passage 4, wherein the mixing tube 2 and the cavity 5 are open on one side of the block 1, but are covered through a cover plate 6. In the cover plate 6 an injection piece 7 is mounted which can be connected to a source of a gas under pressure. At 8, a passage 10 for supplying primary combustion air from the atmosphere is formed, which air is drawn in through the injection nozzle 7 through gas injection, after which this air is mixed with the gas in the mixing tube 2.

In de buitenwand van de verbrandingskamer 3 is een opening 15 9 aangebracht voor het aanzuigen van secundaire verbrandingslucht vanuit de atmosfeer. In de verbrandingskamer 3 wordt het gas volledig verbrand, waarbij de secundaire lucht zodanig gedoseerd wordt toegevoerd dat de luchtovermaat slechts zeer gering is.An opening 15 is provided in the outer wall of the combustion chamber 3 for drawing in secondary combustion air from the atmosphere. The gas is completely burned in the combustion chamber 3, the secondary air being supplied in such a way that the excess air is only very small.

In de holte 5 is een, slechts schematisch aangegeven 20 warmtewisselaar 10 aangebracht, die wordt doorstroomd door de hete, uit de verbrandingskamer 3 komende verbrandingsgassen. Doordat de warmtewisselaar 10 geheel door de wanden van de holte 5 wordt omsloten, welke wanden uit een keramisch materiaal, dat wil zeggen een hittebestendig, betrekkelijk slecht warmtegeleidend materiaal bestaan, behoeft de warmte-25 wisselaar geen dure watergekoelde of luchtgekoelde wand te hebben.A heat exchanger 10, which is only schematically indicated, is arranged in the cavity 5 and is flowed through by the hot combustion gases coming from the combustion chamber 3. Because the heat exchanger 10 is completely enclosed by the walls of the cavity 5, which walls consist of a ceramic material, that is to say a heat-resistant, relatively poorly heat-conducting material, the heat exchanger need not have an expensive water-cooled or air-cooled wall.

De verbrandingsgassen verlaten de warmtewisselaar door de openingen 11 in de dekplaat 6 en stromen dan in de afvoer 12, waarin een ventilator 13 kan zijn aangebracht voor het regelen van de trek.The combustion gases leave the heat exchanger through the openings 11 in the cover plate 6 and then flow into the outlet 12, in which a fan 13 can be provided for controlling the draft.

Zoals getoond in figuur 2 bestaat de brander uit een 30 blok 14 van een keramisch materiaal, In dit blok is gevormd een mengzone 15 en een daarop aansluitende verbrandingskamer 16, die via de doorgang 17 in verbinding staat met de holte 18, waarbij de mengzone 15 en de holte 18 aan één kant van het blok 14 open zijn, maar worden bedekt door een dekplaat 19. In de dekplaat 19 is een inspuitstuk 20 bevestigd dat kan 35 worden aangesloten op een bron van een gas onder druk. Bij 21 is een doorgang voor het toevoeren van alle verbrandingslucht vanuit de atmosfeer gevormd, welke lucht in de mengzone 15 met het gas wordt gemengd. In de holte 18 is weer een warmtewisselaar 22 aangebracht, op dezelfde wijze 8200272 -ί —ή·— als bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 1, waarbij de verbrandingsgassen door de openingen 23 in de afvoer 24 stromen, in welke afvoer een ventilator 25 aanwezig kan zijn.As shown in figure 2, the burner consists of a block 14 of a ceramic material. In this block is formed a mixing zone 15 and a subsequent combustion chamber 16, which communicates with the cavity 18 via the passage 17, the mixing zone 15 and the cavity 18 on one side of the block 14 are open, but are covered by a cover plate 19. In the cover plate 19 is an injection nozzle 20 which can be connected to a source of a pressurized gas. At 21 a passage for supplying all combustion air from the atmosphere is formed, which air is mixed with the gas in the mixing zone 15. In the cavity 18 a heat exchanger 22 is again arranged, in the same manner as in the embodiment according to figure 1, wherein the combustion gases flow through the openings 23 in the discharge 24, in which discharge a fan 25 can be present. to be.

Het zal duidelijk zijn dat andere uitvoeringsvormen 5 mogelijk zijn, zonder dat het wezen van de uitvinding wordt verlaten.It will be clear that other embodiments 5 are possible without leaving the essence of the invention.

v / 8200272v / 8200272

Claims

1. Burner in particular a gas burner for, for example, a central heating installation, comprising a mixing zone or a mixing tube and at least one injection nozzle opening at one end thereof for supplying the fuel under pressure, in particular a gaseous fuel, drawing in at least primary combustion air from the environment and a discharge for the combustion gases, characterized in that the mixing zone or mixing tube at the other end communicates with an essentially closed combustion chamber, which communicates with the discharge for 10 the combustion gases, the walls of this combustion chamber consisting of a heat-resistant, relatively poorly heat-conducting material.

2. Burner according to claim 1, characterized in that at least one opening for the supply of secondary combustion air from the environment is arranged near the connection of the mixing chamber to the mixing zone or mixing tube.

3. Burner according to claim 1 or 2, wherein a heat exchanger is arranged between the burner and the exhaust of the combustion gases, characterized in that the heat exchanger is covered with the same material as the walls of the combustion chamber.

Burner according to Claim 3, characterized in that the heat exchanger is accommodated in a cavity formed in a block of heat-resistant, relatively poorly heat-conducting material, in which at least the combustion chamber is also formed. 25

Burner according to claims 1-4, characterized in that said heat-resistant, relatively poorly heat-conducting material is a ceramic material. 8200272