NO840371L

NO840371L - Burner for built-in heating and steam production plant

Info

Publication number: NO840371L
Application number: NO840371A
Authority: NO
Inventors: Franz Kugler; Hans Becker
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1983-02-08
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1984-08-09
Also published as: DK52984D0; FI840503A0; EP0115858A1; DE3304214A1; FI840503A; DK52984A

Abstract

Brenner for innbygging i oppvarmings- og damp-fremstillingsanlegg, med et tilfsirselskammer (1) for luft under trykk, en tilførselsanordning for brennstoff, minst en blender (5) i tilslutning til luft-tilførselskammeret nedstrøms for dette, og et bren-nerrør tilsluttet blenderen nedstrøms for denne, med en slik lengde at brenngasstrømmen kommer til anlegg mot brennerrørets indre vegg.For å nedsette støyutviklingen i en slik brenner, består brennerrøret av flere brennerrøravsnitt (12-14). Mellom to ved hverandre liggende brenner-røravsnittoreligger en ringformet spalt (16, 17) som virker som injektor for avgassene og strekker seg parallelt med brenngasstrømmens retning. Herved er brennerrøravsnittenes diameter større i retning mot flammeuttaket.Burner for installation in heating and steam production plants, with a supply chamber (1) for air under pressure, a fuel supply device, at least one blender (5) adjacent to the air supply chamber downstream of this, and a burner tube connected to the blender downstream of this, with such a length that the flue gas stream comes to abut against the inner wall of the burner pipe. To reduce the noise development in such a burner, the burner pipe consists of several burner pipe sections (12-14). Between two adjacent burner-pipe sections is an annular gap (16, 17) which acts as an injector for the exhaust gases and extends parallel to the direction of the combustion gas flow. As a result, the diameter of the burner pipe sections is larger in the direction of the flame outlet.

Description

Oppfinnelsen angår en brenner for innbygging i anleggThe invention relates to a burner for installation in facilities

for varme- og dampfremsti11ing med et tilførselskammer for luft under trykk, en tilførselsanordning for brennstoff, minst en blender som lukker tilførselskammeret nedstrøms, et brenner-rør i tilslutning til brenneren nedstrøms, med en slik lengde at brenngasstrømmen ligger an mot brennerrørets indre vegg. for heat and steam production with a supply chamber for air under pressure, a supply device for fuel, at least one blender that closes the supply chamber downstream, a burner pipe in connection with the burner downstream, with such a length that the fuel gas flow abuts the inner wall of the burner pipe.

Slike brennere er kjent fra europeisk patentsøknad 81107307:1 (utlegningsnr. 0048438) for drift med olje eller gass, og DE 2 700 671 for drift kun med olje. Such burners are known from European patent application 81107307:1 (explanation no. 0048438) for operation with oil or gas, and DE 2 700 671 for operation with oil only.

Oppfinnelsen tar sikte på å nedsette støyutviklingen ved slike brennere. Denne oppgave løses ved" bruk av de i patentkravets karakteriserende del anførte trekk. The invention aims to reduce the noise generated by such burners. This task is solved by using the features listed in the characterizing part of the patent claim.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen frem-går av underkravene og beskrivelsen av to utførelser av oppfinnelsen vist på tegningen hvor figur 1 viser et lengdesnitt gjennom vesentlige deler av en brenner ifølge oppfinnelsen, figur 2 viser et snitt langs II-II på figur 1, og figur 3 Further features and advantages of the invention appear from the sub-claims and the description of two embodiments of the invention shown in the drawing, where figure 1 shows a longitudinal section through essential parts of a burner according to the invention, figure 2 shows a section along II-II in figure 1, and figure 3

viser et snitt tilsvarende figur 1 av en annen utførelse. shows a section corresponding to figure 1 of another embodiment.

Brenneren på figur 1 er utformet som oljebrennerThe burner in Figure 1 is designed as an oil burner

og har et sylinderformet tilførselskammer 1 som er vist delvis i snitt, idet forbrenningsluft tilføres under trykk. Konsentrisk i kammeret 1 er en trykkforstøverdyse 2 for til-førsel av oljen anordnet. På utsiden av kammeret 1 er en ringformet flens 3 anordnet med hvilken hele brenneren er festet til utsiden av en kjeles vegg 4, på ikke nærmere vist måte. Foran trykkforstøverdysens 2 munning, som ligger på brennerens lengdeakse A-A, er en blender 5 anordnet som har minst en sentral blenderåpning 6. Gjennom blenderen 5 er videre et tennelektrodepar 7 ført. Gjennom blenderen 5 føres hele den luftmengde som behøves for forbrenningen. På blenderen 5 er et blanderør 9 festet ved hjelp av steg 8. Blande-rørets 9 lengdeakse faller sammen med brennerens lengdeakse and has a cylindrical supply chamber 1 which is shown partially in section, combustion air being supplied under pressure. Concentrically in the chamber 1, a pressure atomizer nozzle 2 for supplying the oil is arranged. On the outside of the chamber 1, an annular flange 3 is arranged with which the entire burner is attached to the outside of a boiler wall 4, in a manner not shown. In front of the mouth of the pressure atomizer nozzle 2, which lies on the burner's longitudinal axis A-A, a blender 5 is arranged which has at least one central aperture 6. A pair of ignition electrodes 7 is also passed through the blender 5. Through the blender 5, the entire amount of air required for combustion is passed. On the blender 5, a mixing tube 9 is attached using step 8. The longitudinal axis of the mixing tube 9 coincides with the longitudinal axis of the burner

A-A. A-A.

Et brennerrør bestående av tre sylindriske avsnittA burner tube consisting of three cylindrical sections

12, 13, 14 er fast forbundet med lufttilførselskammeret 1 og har sin lengdeakse sammenfallende med brennerlengdeaksen A-A. Brennerrøret kan imidlertid også være sammensatt av to, fire eller flere avsnitt. Brennerrøravsnittene 12-14 er utformet som hulsylindre. Deres diametre er i retning mot utgangsåp- 12, 13, 14 are firmly connected to the air supply chamber 1 and have their longitudinal axis coinciding with the burner longitudinal axis A-A. However, the burner tube can also be composed of two, four or more sections. The burner tube sections 12-14 are designed as hollow cylinders. Their diameters are in the direction of the exit opening

ningen 15 for flammene, under hensyntagen til veggtykkelsen, utformet trinnvis større slik at det mellom brennerrøravsnit-tets 12 ytre flate og brennerrøravsnittets 13 indre flate dannes en spalte 16 og likeledes mellom brennerrøravsnittets 13 ytre flate og brennerrøravsnittets 14 indre flate dannes en spalte 17. Hver spalte forbinder brennerrørets indre med kjelens indre rom. Spaltene 16, 17 forløper derved tilnær- the opening 15 for the flames, taking into account the wall thickness, designed progressively larger so that between the outer surface of the burner tube section 12 and the inner surface of the burner tube section 13 a gap 16 is formed and likewise between the outer surface of the burner tube section 13 and the inner surface of the burner tube section 14 a gap 17 is formed. Each gap connects the interior of the burner tube with the interior of the boiler. The columns 16, 17 thereby run approx.

met parallell med brenngassenes med pilen A betegnede strøm-ningsretning. Gjennom disse spalter suges lik en injektor, avgasser fra kjelens indre rom på grunn av brenngassenes hastighet. Dette fører til en nedsettelse av den støy som opp-står ved forbrenningen. measured parallel to the direction of flow of the combustion gases indicated by arrow A. Through these slits, similar to an injector, exhaust gases from the internal space of the boiler are sucked in due to the speed of the combustion gases. This leads to a reduction in the noise that occurs during combustion.

For på en enkel måte å sikre en ensartet bredde av spaltene 16, 17 i omkretsretningen, har brennerrøravsnittets 12 ytre flate føringssteg 18 og brennerrøravsnittets 13 ytre flate føringssteg 19. Disse føringsstegs 18,19 ytre flater ligger på en sirkel hvis diameter tilsvarer brennerrøravsnit-tets 13, hhv. 14 indre diameter. Brennerrøravsnittet 13 kan forskyves på føringsstegene 18 og brennerrøravsnittet 14 kan forskyves på føringsstegene 19. For feste av brennerrørav-snittet 13 i den ønskede stilling foreligger en klemskrue 20, mens en ytterligere klemskrue 21 tjener til å feste brenner-røravsnittet 14 i forhold til brennerrøravsnittet 13. Der- In order to simply ensure a uniform width of the slits 16, 17 in the circumferential direction, the outer surface of the burner tube section 12 has guide steps 18 and the outer surface of the burner tube section 13 has guide steps 19. The outer surfaces of these guide steps 18, 19 lie on a circle whose diameter corresponds to that of the burner tube section 13, respectively 14 inner diameter. The burner pipe section 13 can be displaced on the guide steps 18 and the burner pipe section 14 can be displaced on the guide steps 19. A clamping screw 20 is provided to secure the burner pipe section 13 in the desired position, while a further clamping screw 21 serves to secure the burner pipe section 14 in relation to the burner pipe section 13 . There-

som brennerrøret kun skal benyttes for brennere med en be-stemt effekt, kan brennerrøravsnittene 12-14 også være fast forbundet med hverandre. as the burner tube is only to be used for burners with a specific effect, the burner tube sections 12-14 can also be firmly connected to each other.

Brennerrørets totale lengde velges slik at brenn-gasstrømmen kommer til anlegg mot brennerrørets indre vegg. Dette kan oppnås ved at forholdet mellom brennerrørets midlere diameter, dvs. den midlere verdi av brennrrørets maksi-male og minimale diameter, i forhold til brennerrørets totale lengde, er omtrent 2:1 til 5:1. Videre er forholdet mellom brennerrøravsnittets 12 indre diameter til dets lengde omtrent 1,5:1 til 2,5:1. Slissenes 16, 17 bredde S]^, S2vel- The total length of the burner tube is chosen so that the combustion gas flow comes into contact with the inner wall of the burner tube. This can be achieved in that the ratio between the burner tube's mean diameter, i.e. the mean value of the burner tube's maximum and minimum diameter, in relation to the burner tube's total length, is approximately 2:1 to 5:1. Furthermore, the ratio of the inner diameter of the burner tube section 12 to its length is about 1.5:1 to 2.5:1. Slits 16, 17 width S]^, S2vel-

ges mellom 1 og 5 mm. En på denne måte oppbygget brenner har en overordentlig liten støyutvikling under drift. given between 1 and 5 mm. A burner built in this way has extremely little noise during operation.

En ytterligere nedsettelse av støyen under driftA further reduction of the noise during operation

kan oppnås ved at en sliss 11 er snittet inn i omkretsretningen i blanderøret 9 og kun avbrudt av holdestegene. Slissens can be achieved by a slit 11 being cut into the circumferential direction in the mixing tube 9 and only interrupted by the holding steps. Slits

bredde S3er ved den viste utførelse 8 mm ved en blendedia-meter på 29 mm. width S3 in the version shown is 8 mm at an aperture diameter of 29 mm.

Den på figur 3 viste brenner kan drives enten ved olje eller gass. Den har et kun delvis vist lufttilførsels-kammer 25 i hvilket forbrenningsluften transporteres under trykk ved hjelp av en vifte. I lufttilførselskammeret 25 er videre en trykkforstøvingsdyse 26 anordnet. Likeledes er lufttilførselskammerets 25 utside forbundet med en ringfor- The burner shown in figure 3 can be operated either with oil or gas. It has an only partially shown air supply chamber 25 in which the combustion air is transported under pressure by means of a fan. In the air supply chamber 25, a pressure atomization nozzle 26 is also arranged. Likewise, the outside of the air supply chamber 25 is connected with an annular

met flens 25 med hvilken brenneren er festet til utsiden av en kjels vegg 28. Foran munningen av trykkforstøvingsdysen 26 er en plateformet blender 29 anordnet som har en sentral blenderåpning 30. I en liten avstand nedstrøms for blenderen 29 er en ytterligere plateformet blender 31 anordnet, med en blenderåpning 32. Hele den luftmengde som trenges for forbrenningen, trenger gjennom de to blenderåpninger 29, 31. met flange 25 with which the burner is attached to the outside of a boiler wall 28. In front of the mouth of the pressure atomization nozzle 26, a plate-shaped blender 29 is arranged which has a central aperture 30. At a small distance downstream of the blender 29, a further plate-shaped blender 31 is arranged, with an aperture 32. The entire amount of air required for combustion penetrates through the two apertures 29, 31.

Et blanderør 34 er festet til blenderen 32 ved hjelp av steg 33 og har en i omkretsretningen forløpende sliss 35 som kun er avbrutt av stegene 33. A mixing tube 34 is attached to the blender 32 by means of steps 33 and has a slit 35 running in the circumferential direction which is only interrupted by the steps 33.

Et brennerrør er festet til lufttilførselskammeretA burner tube is attached to the air supply chamber

25 og består av tre avsnitt 36, 37, 38. Brennerrørets lengdeakse ligger, likeledes som blanderørets 34 lengdeakse, på brennerens lengdeakse B-B. Hvert av de tre brennerrøravsnitt er utformet koniske med åpning for flammene i retning av utløpsåpningen 39. Skråvinkelen mellom brennerens lengdeakse B-B og brenneravsnittenes 36, 37, 38 indre flate, velges hensiktsmessig mellom 1 og 5°. Mellom de enkelte brennerrør-avsnitt 36-38 foreligger spalter 40, 41 som strekker seg tilnærmet parallelt med brenngassenes med pilen b betegnede strømningsretning og har en bredde på mellom.1 og 5 mm. Brenngassene som strømmer med stor hastighet kan således gjennom slissene 40, 41 innsuge avgasser fra kjelens indre rom og derved nedsette støyutviklingen. 25 and consists of three sections 36, 37, 38. The longitudinal axis of the burner tube lies, as well as the longitudinal axis of the mixing tube 34, on the longitudinal axis B-B of the burner. Each of the three burner tube sections is designed conically with an opening for the flames in the direction of the outlet opening 39. The angle of inclination between the burner's longitudinal axis B-B and the inner surface of the burner sections 36, 37, 38 is appropriately chosen between 1 and 5°. Between the individual burner tube sections 36-38 there are slits 40, 41 which extend approximately parallel to the direction of flow of the combustion gases indicated by the arrow b and have a width of between 1 and 5 mm. The combustion gases that flow at high speed can thus suck in exhaust gases from the boiler's interior through the slits 40, 41 and thereby reduce noise generation.

Ved denne anordning kan det likeledes være anordnet flere brennerrøravsnitt. Alle brennerrøravsnitt må heller ikke være utformet koniske. With this device, several burner pipe sections can also be arranged. All burner tube sections must also not be designed conically.

En gasstilførselsledning 42 munner ut i hulrommet mellom de to blendere 29, 31. Brenneren kan således drives med gass som tilføres via tilførselsledningen 42 og kommer ut mellom de to blendere 29, 31, eller med olje som trenger A gas supply line 42 opens into the cavity between the two blenders 29, 31. The burner can thus be operated with gas which is supplied via the supply line 42 and comes out between the two blenders 29, 31, or with oil that needs

ut fra trykkforstøvingsdysen 26.from the pressure atomization nozzle 26.

Slik beskrivelsen viser er oppfinnelsen ikke begrenset til de viste utførelser. Brenneren er videre ikke begrenset til bruk i kjeler for varmtvann eller dampfremstil-ling, men kan også benyttes for utvikling av varmluft. As the description shows, the invention is not limited to the embodiments shown. Furthermore, the burner is not limited to use in boilers for hot water or steam production, but can also be used for the development of hot air.

Claims

Burner for installation in heating and steam production systems, with a supply chamber for air under pressure,

a supply device for fuel, at least one blender that terminates the air supply chamber downstream, a burner tube connected to the burner or blenders downstream, with such a length that the fuel gas flow comes to rest against the inner wall of the burner tube, CHARACTERIZED BY the fact that the burner tube consists of several burner tube cross-sections (12 , 13, 14, 36, 37, 38),

that an annular gap (16, 17, 40, 41) acting as an injector is arranged between two burner pipe sections lying opposite each other and opens into the inner space of the boiler heated by the burner,

and extends parallel to the direction of the fuel gas flow, and that the diameter of the burner tube sections in the direction towards the flame exit opening is made larger.

2. Burner according to claim 1. CHARACTERIZED BY., that each burner tube section (13, 14, 37, 38) with a larger diameter to form the approximately axis-parallel, annular gap (16, 17, 40, 41), engages over the adjacent section with a smaller diameter (12, 13 , 36, 37).

3. Burner according to claims 1-2, CHARACTERIZED IN THAT each annular gap (16, 17, 40, 41) has. a width of 1-5 mm.

4. Burner according to claims 1-3, CHARACTERIZED IN THAT each burner tube section (12, 13, 14) is designed as a hollow cylinder.

5. Burner according to claims 1-4, CHARACTERIZED IN THAT each burner tube section (36, 37, 38) is designed as a conical mantle.

6. Burner according to claims 1-5, CHARACTERIZED IN THAT the section of the burner tube (12, 36) which is adjacent to the burner (5, 29, 31) has a ratio between the length and the mean diameter of approximately 1.5:1 to 2.5:1, with a ratio of the total length of the burner tube to its mean diameter of approximately 2:1 to 5:1.

7. Burner according to claims 1-6, CHARACTERIZED IN THAT at least one burner tube section (13, 14) is arranged to be displaceable and fixable in the direction of the longitudinal axis of the burner, in relation to the adjacent burner tube amber section (12, 13).

8. Burner according to claim 7, CHARACTERIZED IN THAT the burner tube sections (12, 13) on their outside have guide steps (18, 19) which are parallel to the axis and whose outer surfaces lie on a circle with a diameter corresponding to the inner diameter in the burner pipe section that has the nearest larger diameter.

9. Burner according to claim 1, with a mixing tube arranged coaxially in the burner tube downstream of the blender, CHARACTERIZED IN THAT the mixing tube (9, 34) has a slit (11, 35) running in the circumferential direction which is only interrupted by the holding steps (10, 43).