Pierwszenstwo: 21.07.1972 (P. 156863) Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 19.05.1975 75874 KI. 24c,10 MKP F23d 13/00 FzYTELNIA Urzedu Patentowego Mstiij luffiipw^-ai Lmi«*fej Twórcywynalazku: Karol Seydak, Antoni Kalarus Uprawniony z patentu tymczasowego: Biuro Projektów Przemyslu Materialów Ogniotrwalych „Bipromog" Przedsiebiorstwo Panstwowe, Gliwice (Polska) Palnik gazowy, zwlaszcza do spalania gazu ziemnego Przedmiotem wynalazku jest palnik gazowy, zwlaszcza do spalania gazu ziemnego, przeznaczony do stoso¬ wania w piecach tunelowych do wypalania wyrobów ceramicznych.Rozpatrujac zagadnienia intensyfikacji przenoszenia ciepla obserwuje sie stale wzrastajace zapotrzebowanie w odpowiednie srodki uniemozliwiajace skuteczne i równomierne wytwarzania ciepla, zwlaszcza w urzadzeniach zasilanych paliwem gazowym, stosowanych w przemysle budowy maszyn, piecach tunelowych do wypalania wyrobów ceramicznych lub w piecach do ogrzewania stosowanych w hutnictwie.Wydajnosc poszczególnych palników jest uzalezniona od równomiernego przenoszenia ciepla pochodzace¬ go od spalania mieszanki paliwa z powietrzem mozliwie w poblizu wylotu palnika oraz powstawania wymaganych wysokich temperatur w komorze roboczej strefy ogniowej pieca.W dotychczas stosowanych palnikach gazowych spalanie gazu, zmieszanego w odpowiednim stosunku z po¬ wietrzem spalania, przeprowadza sie we froncie plomienia rozwijajacego sie u wylotu mieszanki z palnika.Znany jest palnik wyposazony w ceramiczna wykladzine strumieniowa na powierzchni której spala sie mieszanka gazu palnego z powietrzem wyplywajaca z duza prekoscia przez kanaliki w trzpieniu ceramicznym znajdujacym sie w srodku wykladziny strumieniowej.Wada tego palnika polega na tym, ze mieszanka gazu z powietrzem jest przygotowana w mechanicznym mieszalniku, którego stosowanie zwiazane jest z niebezpieczenstwem powrotu plomienia i dlatego palniki tego typu moga byc stosowanejedynie w wypadku gazu palnego o wysokiej czystosci.Dalszym typem palników, sa palniki plaskoplomieniowe. Gaz palny i powietrze sa w nich doprwadzone do mieszalnika przez glowice wyplywowe. Palacy sie gaz wyplywajacy z dyszy jest odchylany od osi palnika w strone wymurówki komory roboczej, a jego kierunek osiowy przeksztalca sie w kierunek promieniowy w sto¬ sunku do osi palnika.Strumien palacego sie gazu moze byc ukierunkowany mechanicznie na przyklad za pomoca rozdzielaczy, lub serodynamicznie przez wprowadzenie gazu w intensywne wirowanie w komorze spalania.Wada tego typu palników jest to, ze nie moga byc stosowane do spalania mediów ogrzewanych wstepnie do wysokich temperatur, poniewaz mieszanka gazu i powietrza moglaby sie zapalic zaraz po jej styku w metalo¬ wymi czesciami palnika.2 75 874 Zagadnienie równomiernego przenoszenia ciepla zostalo rozwiazane przez zastosowanie promieniujacych scian utworzonych z palników strumieniowych Paneera. Spalanie odbywa sie pod powierzchnia robocza palnika utworzona z reguly z dziurkowanych ksztaltek w postaci cegly. Palacy sie gaz przeplywa przez otwory w ksztal¬ tkach, w kierunku prostopadlym do górnej plaszczyzny palnika powodujac niebezpieczenstwo lokalnego prze¬ grzania. Palniki te sa ponadto skomplikowane konstrukcyjnie i trudne w eksploatacji.Znane sa równiez palniki do spalania gazu ziemnego stosowane w piecach tunelowych przeznaczonych do wypalania wyrobów ceramiki, w których ksztalt dysz powietrza i gazu jak równiez ksztalt czelusci palnika oraz ich wzajemne usytuowanie powoduja intensywnie mieszanie gazu z powietrzem podawanym przez palnik do spalania. Koncówki dysz gazu i powietrza znajduja sie w jednej plaszczyznie i sa równo zakonczone. Strugi gazu ziemnego wyplywajace z dyszy, tworza stozek o kacie wierzcholkowym okolo 90° i przecinaja strugi naplywa¬ jacego obwodowego powietrza spalania powodujac intensywne mieszanie sie gazu i powietrza w mieszalniku czelusci palnika.Dysza powietrza posiada zabudowane lopatki na które nastepuje zawirowanie powietrza powodujace do¬ datkowe mieszanie strug gazu i powietrza, przez co gaz spala sie zbyt szybko niekorzystnym krótkim i ostrym plomieniem. Dodatkowa niedogodnoscia tych palników jest brak mozliwosci stosowania podgrzewanego pierwot¬ nego powietrza spalania.Celem wynalazku jest usuniecie lub co najmniej zmniejszenie tych wad i niedogodnosci spalania paliw gazowych, a podstawowym zadaniem technicznym jest skonstruowanie palnika do spalania gazu, zwlaszcza gazu ziemnego, z mozliwoscia stosowania podgrzewanego powietrza spalania podawanego palnikiem i prowadzenia spalania w dlugim plomieniu wypelniajacym mozliwie cala objetosc komory spalania.Zadanie techniczne, wytyczone w celu usuniecia lub zmniejszenia dotychczasowych wad i niedogodnosci, zostala rozwiazana zgodnie z wynalazkiem, którego istota polega na wydluzeniu znanej lancy gazowej i wprowadzeniu jej wraz z dysza w glab czelusci palnika, az do dyfuzora, do miejsca gdzie nastepuje poszerzenie jego czelusci. Dysza gazowa jest usytuowana poza obrebem dyszy powietrza.Zaleta palnika wedlug wynalazku jest jego wysoka sprawnosc cieplna wynikajaca z usytuowania dyszy gazowej w dyfuzorowej czesci czelusci palnika wiazaca sie scisle ze zmniejszeniem szybkosci spalania gazu w wyniku braku zawirowania mieszanki, mozliwoscia doprowadzenia podgrzewanego powietrza spalania. Pod¬ grzane powietrze mieszajac sie w dyfuzorowej czesci czelusci palnika pozwala dzieki takiemu usytuowaniu dyszy gazowej na uzyskanie zadawalajacego wypelniania plomieniem komory roboczej strefy ogniowej pieca. Uzyskano w ten sposób skuteczne zmniejszenie gradientu temperatur i przyspieszono skutecznie szybkosc i dokladnosc ogrzewania i wygrzewania wsadu.Przeprowadzone próby urzadzenia wedlug wynalazku wykazaly pelna jego przydatnosc techniczna i wy¬ sokie walory uzytkowe.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat palnika w przekroju poosiowym.Jak uwidoczniono na rysunku zasadniczym elementem palnika wedlug wynalazku jest dyszak 1, w którym wspólosiowo znajduje sie lanca 2. Dyszak 1 zakonczony jest dysza powietrza 3, a dysza gazowa 4, która wraz z lanca 2 jest wyprowadzona poza zakonczenie dyszy 3 powietrza, az do miejsca rozszerzajacej sie dyfuzecowej czesci czelusci 5 palnika. Lanca 2 i dyszak 1 wraz z dyszami gazu 4 i powietrza 3 sa osadzone wobmurzu 6 i lacza sie za pomoca czelusci palnika 7 z komora spalania. Usytuowanie dyszy gazu 4 w dyfuzorowej czesci czelusci 5 palnika w, miejscu jej rozszerzenia stanowi o zaletach nowego rozwiazania. PL PLPriority: July 21, 1972 (P. 156863) Application announced: May 30, 1973 Patent description was published: May 19, 1975 75874 KI. 24c, 10 MKP F23d 13/00 FzYTELNIA Urzedu Patentowego Mstiij luffiipw ^ -ai Lmi «* fej Creators of the invention: Karol Seydak, Antoni Kalarus Authorized by a provisional patent: Biuro Projektów Przemyslu Przemysłów refractory" Bipromog "Przedsiebiorstwo Panstwowe (Poland), Gnikewice (Poland) The subject of the invention is a gas burner, especially for the combustion of natural gas, intended for use in tunnel kilns for the firing of ceramic products. Considering the issues of intensifying heat transfer, there is a constantly growing need for appropriate measures to prevent efficient and uniform heat generation, especially in gas-fired appliances used in the mechanical engineering industry, tunnel kilns for firing ceramics or in heating kilns used in metallurgy. The performance of individual burners is dependent on the uniform heat transfer from the combustion of the fuel mixture with air possibly close to the burner outlet and the formation of the required high temperatures in the working chamber of the fire zone of the furnace. In the gas burners used so far, the combustion of gas, mixed in an appropriate ratio with the combustion air, is carried out in the front of the flame developing at the outlet of the burner mixture. There is a known burner equipped with a ceramic jet lining on the surface of which a mixture of flammable gas with air is burnt, flowing with great speed through channels in the ceramic pin located in the middle of the jet lining. The disadvantage of this burner is that the gas-air mixture is prepared in a mechanical a mixer, the use of which is associated with the risk of flame return and therefore burners of this type can only be used in the case of high purity flammable gas. Another type of burners are flat flame burners. Combustible gas and air are led into the mixer via outflow heads. The burning gas flowing from the nozzle is deflected from the burner axis towards the lining of the working chamber, and its axial direction is transformed in a radial direction in relation to the burner axis. The stream of burning gas can be mechanically directed, for example by means of dividers, or serodynamically by introducing the gas into an intense swirl in the combustion chamber. The disadvantage of this type of burner is that it cannot be used for the combustion of preheated media to high temperatures, since the gas-air mixture could ignite as soon as it touches the metal parts of the burner. 2 75 874 The problem of even heat transfer was solved by the use of radiant walls made of Paneer jet burners. Combustion takes place under the burner working surface, which is usually made of perforated brick-shaped shapes. The burning gas flows through the openings in the shapes in a direction perpendicular to the upper plane of the burner, creating a risk of local overheating. Moreover, these burners are structurally complicated and difficult to operate. There are also burners for combustion of natural gas used in tunnel kilns for firing ceramics, in which the shape of the air and gas nozzles as well as the shape of the burner head and their mutual location intensively mix the gas with air fed through the combustion burner. The ends of the gas and air nozzles are flush with each other and end straight. Streams of natural gas flowing from the nozzle form a cone with an apex angle of about 90 ° and intersect the streams of incoming peripheral combustion air, causing an intense mixing of gas and air in the mixer head of the burner. The air nozzle has built-in blades on which the air swirls causing additional mixing the gas and air streams, whereby the gas burns too quickly with an unfavorable short and sharp flame. An additional disadvantage of these burners is the inability to use preheated primary combustion air. The purpose of the invention is to remove or at least reduce these drawbacks and inconveniences of the combustion of gaseous fuels, and the main technical task is to construct a burner for combustion of gas, especially natural gas, with the possibility of using heated of combustion air supplied by a burner and combustion in a long flame that fills the entire volume of the combustion chamber. The technical task, designed to remove or reduce the existing drawbacks and inconveniences, was solved according to the invention, the essence of which is to extend the known gas lance and insert it together with the nozzle in the head of the burner, as far as the diffuser, to the point where its head is widened. The gas nozzle is located outside the area of the air nozzle. An advantage of the burner according to the invention is its high thermal efficiency resulting from the location of the gas nozzle in the diffusive part of the burner, closely related to the reduction of the gas combustion rate due to the lack of turbulence of the mixture, the possibility of supplying heated combustion air. The heated air, mixing in the diffuser part of the burner shaft, allows, thanks to such positioning of the gas nozzle, to obtain a satisfactory filling of the fire chamber of the furnace fire zone with flame. In this way, an effective reduction of the temperature gradient was obtained and the speed and accuracy of heating and annealing of the charge was effectively accelerated. The tests of the device according to the invention have shown its full technical usefulness and high operational qualities. The subject of the invention is shown in the example of embodiment in the drawing, which shows the burner diagram. As shown in the drawing, the main element of the burner according to the invention is the nozzle 1, in which the lance 2 is coaxially located. The nozzle 1 ends with the air nozzle 3, and the gas nozzle 4, which, together with the lance 2, is led beyond the end of the air nozzle 3 until it reaches the widening diffusor part of the burner shell 5. The lance 2 and the nozzle 1 together with the gas 4 and air 3 nozzles are embedded in the cloud 6 and connected by the burner head 7 with the combustion chamber. The location of the gas nozzle 4 in the diffuser part of the burner shell 5 at the point of its expansion constitutes the advantages of the new solution. PL PL