WO1987006327A1 - Ceramic insert for boilers with sack combustion chamber - Google Patents

Ceramic insert for boilers with sack combustion chamber Download PDF

Info

Publication number
WO1987006327A1
WO1987006327A1 PCT/HU1986/000023 HU8600023W WO8706327A1 WO 1987006327 A1 WO1987006327 A1 WO 1987006327A1 HU 8600023 W HU8600023 W HU 8600023W WO 8706327 A1 WO8706327 A1 WO 8706327A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
combustion chamber
ceramic insert
ceramic
flame
burner
Prior art date
Application number
PCT/HU1986/000023
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
István JUHÁSZ
Gyula Boros
János JURASZEK
László CZILLY
Tibor Simoray
Sándorné DOMJÁN
Original Assignee
Étamax Ho^"Technikai Kisszövetkezet
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Étamax Ho^"Technikai Kisszövetkezet filed Critical Étamax Ho^"Technikai Kisszövetkezet
Priority to EP19860902465 priority Critical patent/EP0266340A1/en
Priority to PCT/HU1986/000023 priority patent/WO1987006327A1/en
Publication of WO1987006327A1 publication Critical patent/WO1987006327A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
    • F23M9/06Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in fire-boxes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/03006Reverse flow combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M2900/00Special features of, or arrangements for combustion chambers
    • F23M2900/05004Special materials for walls or lining
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M2900/00Special features of, or arrangements for combustion chambers
    • F23M2900/09062Tube-shaped baffles confining the flame

Definitions

  • the invention relates to a ceramic insert for boilers with a pocket combustion chamber for separating the flame and the flue gases, for increasing the efficiency in terms of fire technology and for increasing the service life of the boiler.
  • the fuel used for the boiler with a Saok combustion chamber is mainly oil or gas, that is to say hydrocarbons, but numerous solutions are also known in which the fuel is obtained from gasified coal (coal dust or dust coal).
  • the inlet opening of the bag combustion chamber is followed by a burner which allows the fuel to be blown into the combustion chamber at the pressure which is mixed with the air.
  • flame stabilizers are attached after the burner by means of the fuel-air mixture, which are provided, for example, with a baffle plate and centrifugal element.
  • numerous contractions are known, the burners for stabilizing the flame also being provided with flame tubes and / or air heads.
  • the flame stabilizers are generally disks or logs with slotted ones
  • flame tubes are straight or transverse tubes, which usually also have the flame stabilizer in them.
  • the disproportion of the heat treatment of the combustion chamber has an important effect on the life of the boiler room and / or the lurking.
  • the block burner types PC, 115, PC, N 380 from Pest vidéki Gépgyár with a pressure atomizer are equipped with a disc flame stabilizer with a slotted surface and with straight or transverse cylindrical flame tubes.
  • the PGG 10, PGG 380 natural gas burner from Pestvideki Gépgyár are equipped with flame stabilizer discs with a slotted surface and with straight or transverse cylindrical flame tubes.
  • the general view is that from the point of view of the burning process, the processes at the flame surface play an important role, namely the oxidation reactions and the diffuse mixture of the oxidizing agent and the Bren substance take place on the flame surface.
  • the thermal load - disadvantageously - is concentrated in the upper part of the first half of the combustion chamber.
  • Combustion chamber reduced.
  • the fuels are returned to the flame through the ceramic body, which results in better utilization of the oxygen in the air and the heat generated.
  • the unburned oil particles are completely burned by the traffic with the glowing ceramic body.
  • the aim of our invention is to significantly reduce the disadvantages of the above-described boilers with a pocket combustion chamber, which greatly increase the effect of the burning, which is achieved by the flame formation which forms in the combustion chamber in a previously calculable, measurable, optimal way, thereby the eliminated characteristic caotic flow conditions for the bag combustion chambers.
  • the flame is guided in the corresponding direction in the first train and, at the same time, the flue gases - in a second train formed in the bag combustion chamber - are conducted separately from the flame chamber in the direction of the smoke tube.
  • the flame pattern can be directed, or the disadvantages of the surface flame phenomena forming in the combustion chamber described above can be eliminated.
  • the object is achieved in that a ceramic insert is arranged in the combustion chamber of the boiler, which serves to separate the flames and flue gases and to increase the thermal efficiency of the boiler.
  • the ceramic insert is at least one hollow ceramic insert arranged in the combustion chamber, in the center line of the burner and corresponding to the desired length of the flame, the interior of which forms the first draft or the combustion chamber, while the flue gases draw the space between the ceramic insert and the wall of the bag combustion chamber is.
  • the combustion chamber is separated from the flue gases by the ceramic insert, so that the harmful phenomena around the flame cannot develop.
  • the ceramic insert can also be formed from sections which are convergent and divergent on the longitudinal axis of the burner, in which case the first is convergent
  • the ceramic insert can be optimally measured as follows: the narrowest dimension should be K 0.95 ⁇ , the maximum K 0.98 ⁇ e, where the value of K depends on the permitted pressure drop, the length, the dimension and the annoyance of the combustion chamber .
  • ⁇ 1 means the dimension of the burner and ⁇ e the size of the combustion chamber.
  • the ratio of the mapping of the convergent path in the direction of the longitudinal axis to the mapping of the divergent path is a minimum of 0.05 and a maximum of 6.
  • the ceramic insert according to the invention in the sack combustion chamber can be used with a ceramic element arranged on the bottom wall of the sack combustion chamber and reflecting the heat radiation.
  • the material of the ceramic insert is a material resistant to temperature and thermal shock above 1450 ° C, which has a known composition of Al, Zr, W, Mg, Si, Ti with oxide, boride, nitride, silicide material construction.
  • Such ceramics are commercially available, for example, from the magnesite, Norton and Motim factories.
  • the case of the heat-radiating element are provided with a coating which is known per se and which aids oxidation and increases the radiance, which coating is purposefully composed of the elements III, Vb, VIb, VIIb, VIII arranged and of lanthanides in the elemental state or in an alloyed form and / or in the form of oxide, phosphate and the weight percent based on the ceramic 0.001-3 is preferably 0.8.
  • the phenomena and processes of the flame boundary surface can be directed appropriately and in the pocket combustion chamber there are no adverse turbulents, compression and decompression chambers.
  • the ceramic insert according to the invention separates the combustion chamber from the room of the flue gases - an extra train is granted for the flue gases - that is why they are thrown back by the rear wall of the bag combustion chamber.
  • the combustion chamber is not adversely affected by the flue gases, the construction material of the combustion chamber is protected from the "reducing-oxidizing" flame effect, since are reduced by the boiler damage possibilities.
  • the flame is not cooled down either, and undesirable turbulents and flame deviations are not caused.
  • the flame is passed through coatings of the ceramic insert according to the invention which require oxidation and / or increase the radiance. The firing becomes more effective and more perfect, as a result of which the soot excretion is reduced, and the soot which is excreted easily burns out in the vicinity of the incandescent ceramic insert.
  • the heat utilization of the boiler can be significantly increased by the optimal conditions of the race room.
  • the stability of the fire operation is significantly increased, the temperature of the flue gases is significantly reduced, which means significant fuel savings and a significant increase in efficiency can be achieved.
  • the ceramic insert according to the invention can also be used in boilers with a burner combustion chamber in operation today.
  • the embodiment of the ceramic insert according to the invention is explained in more detail using a possible embodiment, with the aid of the drawing, emphasizing that numerous embodiments and variants can be produced under the protection of the claims. This embodiment only serves to explain the concept of the invention.
  • the drawing shows an embodiment of the ceramic insert and heat-reflecting element according to the invention, installed in the chamber of the boiler with bag combustion chamber, in the Seut view, in the partial view and in partial section.
  • FIG. 1 shows the side view of a known boiler "Láng-Ignis LHD", in the combustion chamber 1 of which a ceramic insert 13 according to the invention is fastened on ceramic holding blocks 24.
  • Oven tubes 6 are arranged above the sack combustion chamber 1 and connect to the sack combustion chamber 1 through a rotary chamber 9.
  • a centrifugal disc 12 arranged in a nozzle holder 11 is in the center line of the burner known per se, not shown in the figure, which passes into the burner combustion chamber 1 through a flame tube opening 10, down a door 2 on the front wall of the boiler, the rotary chamber 9 is fire-resistant Wall 3 can be seen.
  • the boiler is covered by a boiler jacket 5.
  • the center line of the ceramic insert 13 meets in the pocket combustion chamber 1 with the center line of the burner or the centrifugal disc 12.
  • the length of the ceramic insert 13 should be chosen almost the same with the desired flame length. Even the simplest embodiment - a simple ceramic tube - can achieve the effects we expect - the separation of the combustion chamber from the draft of the flue gases - but due to fundamental considerations and experimental results, significantly effective parameters can be achieved if the ceramic insert 13 consists of convergent lines 13a, is then formed from divergent sections 13b, that is to say from successive rows of narrowed and enlarged sections, such that a convergent section 13a is used as the first section of the ceramic insert 13 after the burner or the centrifugal disc 12.
  • the design of the ceramic insert 13 in this way creates zones with greater or lower flow velocity in the combustion chamber, as a result of which the turbulent phenomena on the flame surface are improved. In our experience, we have optimal ones
  • the inner surface of the ceramic insert 13 is provided with an inner cover 17, the outer surface with an outer cover 16, the ceramic plate with cover 20 and the ceramic support blocks 24 with cover 20.
  • the material of the ceramic insert 13 is preferably:
  • a possible embodiment of the ceramic insert 13 is produced according to the following composition:
  • the length of the ceramic insert section 13 in front of the inlet opening, h 2 / a from 1 to 3 ⁇ 1, preferably from 0.2 to 1.5 ⁇ 1
  • h f / M, n / from 0.25 to 15 ⁇ 1, preferably from 0.5 to 8 ⁇ 1
  • h 2 from 1 to 3 ⁇ 1, preferably 0.2 to 1.5 ⁇ 1
  • h 4 from 0 to 2 ⁇ 1, preferably from 0.05 to 1.5 ⁇ 1
  • the elements mentioned above belong to the series III, Vb, VIb, V ⁇ Ib, VIII of the periodic table and the group of lanthanides, which are present in the coatings 16, 17, 19, 20 in elemental or alloy form as oxides and phosphates, in Ratio of the weight% 0.001-3 related to the ceramic, but preferably of the weight% 0.6-1.
  • the superficial concentration of the additives is 50-2 weights more than the concentration of these substances with the inside of the ceramic.
  • the coatings 16, 17, 19, 20 are substances known per se which promote oxidation, increase heat capacity.
  • the coatings 17, 18, 19, 20 are of permanently good emissivity. Its most important task is to promote the oxidation of the soot that is excreted and the unburned fuel, to improve the radiated heat transfer and thereby to increase the boiler's efficiency in terms of fire technology.
  • the most important effect of the ceramic insert according to the invention is that the flow of the flame and the flue gases are separated, as a result of which the flame has no relationship with the fire chamber jacket, therefore the smoke gases have to flow in the space between the outer wall of the ceramic insert 13 and the wall of the fire chamber jacket 8 , meanwhile their thermal energy is evenly transferred to the wall of the combustion chamber or the combustion chamber 8.
  • the flue gases are expelled from the combustion chamber 8 through the train between the flame tube opening 10 and the flame tubes 6.
  • the escaping flue gases are in the state when the burning has ended.
  • Example As a point of departure, the device was tested by series training without using the ceramic insert according to the invention.
  • the ceramic insert according to the invention composed of Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 was made tubular and provided with a coating of substances Ce, Co, Mo, Pt in the test area of the device shown in the first example , built into the bag combustion chamber.
  • a ceramic material composition made of Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , TiO 2 with a coating of Ir, Cr, La, Pt, Ru was installed in the shape of the figure.
  • the heating time is from water temperature 20 ° C to the attainable maximum water temperature 120 ° C 85 sec
  • a ceramic with a composition of Al 2 O 3 , MgO, TiO 2 and a coating with materials made of Ir, Co, Pd according to the figure was installed in the combustion chamber of the boiler with natural gas firing shown in the example VI.
  • the heating device became more controllable both with a small and with a large flame.

Abstract

A ceramic insert (13) for boilers with a sack combustion chamber (1), a burner for liquid or gazeous fuel and a centrifugal disk (12) are arranged in such a way that inside the sack combustion chamber (1) is mounted at least one hollow ceramic insert (13) the middle line of which coincides with the middle line of the burner and the length of which corresponds to the length of the flame. The hollow ceramic insert (13) has preferably a first convergent area (13a) adjacent to the burner alternatively linked to divergent (13b) and convergent (13a) parts.

Description

KERAMIKEINSATZ FÜR KESSEL MIT SACKBRENNRAUMCERAMIC INSERT FOR BOILER WITH BAG FURNACE
Die Erfindung betrifft einen Kerafiikeinsatz für Kessel mit Sackbrennraum zur Trennung der Flamme und der Rauchgase, zur Erhöhung des feuertechnischnischen Wirkungsgrades sowie zur Erhöhung der Lebensdauer des Kessels. Als Brennstoff des Kessels mit Saokbrennraum werden - wie bekannt - hauptsächlich Öl oder Gas, also Kohlenwasserstoffe angewendet, aber es sind auch zahlreiche Lösungen bekannt wobei der Brennstoff aus vergaster Kohle ( Kohlenstaub oder Staubkohle ) gewonnen wird. Der Eintrittsöffnung des Sackbrennraums schließt sich - wie bekannt - ein Brenner an, der den Brennstoff mit dem, mit der Luft gemischt gegebenen Druck in den Brennraum hineinblasen läßt. Bei den modernen Brenneinrichtungen werden nach dem Brenner Flammenstabilisatoren im Wege der Brennstoff-Luftmischung angebracht, die zum Beipiel mit Stauscheibe, Schleuderelement versehen sind. Es sind aber zahlreiche Konstraktionen bekannt, wobei die Brenner zur Stabilisierung der Flamme auch mit Flammröhren und/oder Luftköpfe versehen sind.Die Flammenstabilisatoren sind iτι allgemeinen Scheiben oder Scheiten mit geschlitzterThe invention relates to a ceramic insert for boilers with a pocket combustion chamber for separating the flame and the flue gases, for increasing the efficiency in terms of fire technology and for increasing the service life of the boiler. As is known, the fuel used for the boiler with a Saok combustion chamber is mainly oil or gas, that is to say hydrocarbons, but numerous solutions are also known in which the fuel is obtained from gasified coal (coal dust or dust coal). As is known, the inlet opening of the bag combustion chamber is followed by a burner which allows the fuel to be blown into the combustion chamber at the pressure which is mixed with the air. In modern burners, flame stabilizers are attached after the burner by means of the fuel-air mixture, which are provided, for example, with a baffle plate and centrifugal element. However, numerous contractions are known, the burners for stabilizing the flame also being provided with flame tubes and / or air heads. The flame stabilizers are generally disks or logs with slotted ones
Oberflache, wobei Flammrohre gerade oder quere Rohre sind, die meistens auch den Flammenstabilisator in sich haben.Surface, whereby flame tubes are straight or transverse tubes, which usually also have the flame stabilizer in them.
Der Verlauf des Brennens findet im die Wärme ausnützenden Brennraum statt. Die wesentlichen Voraussetzungen von Hinsicht der Wärmeausnützung sind die folgenden:The course of the burning takes place in the heat-utilizing combustion chamber. The main requirements regarding the use of heat are as follows:
1. Das Maß der in den Brennraum gebrachten Brennstoff- und Luftmischung, was das Verhältnis zwischen dem befreibaren Teil der chemisch gebundenen Energie des eingebrachten Brennstoffs und dem unbefreibaren, mit den Rauchgasen austretenden Teil - als Verlust - beeinflußt.1. The measure of the fuel and air mixture brought into the combustion chamber, which influences the ratio between the part of the chemically bound energy that can be released from the fuel and the part that cannot be released, which is released with the flue gases - as a loss.
2. Durch die in der Umgebung der Flamme bildenden Erscheinungen an der Grenzoberfläche und Vorgänge werden die Erscheinung, die Richtung und die im Brennraum bildenden Turbulenz, die Rußbildung usw. im großen Maße beeinflußt. Im Brennraum bilden sich nämlich turbulente2. The phenomena, the direction and the turbulence forming in the combustion chamber, the formation of soot, etc., are influenced to a large extent by the phenomena at the boundary surface and processes forming in the vicinity of the flame. This is because turbulent ones form in the combustion chamber
Zonen, Kompressions- und Dekompressionsräume aus, die die Form, die Richtung der Flamme und dadurch die Oxydation beeinflußen.Zones, compression and decompression spaces that the Shape, the direction of the flame and thereby influence the oxidation.
3. Von der Hinsicht der Wärmeausnützung spielt eine wichtige Rolle, wie der Herdansatz des Sackbrennraums ausgebildet ist, weil im Falle wenn die Flamme eine kalte feuerbeständige Kauer trifft, kühlt sie ab, und das Brennen unvollständig wird. Andererseits wenn die Rauchgase in den Brennraum, durch den Herdansatz reflektiert werden, verschlimmt sich der Wirkungsgrad des Brennens und die Stabilität des Kesselbetriebs, weil die Rauchgase mit hoher Temperatur und mit viel Ruß aus dem Brennraum entfernt werden.3. From the point of view of heat utilization, how the sump combustion chamber is designed plays an important role, because if the flame hits a cold, fire-resistant chew, it cools down and the burning becomes incomplete. On the other hand, if the flue gases in the combustion chamber are reflected by the stove approach, the efficiency of the burning and the stability of the boiler operation deteriorate because the flue gases are removed from the combustion chamber at high temperature and with a lot of soot.
4. Das Mißverhältnis der Wärmebelatung des Brennraums hat für die Lebensdauer des Kesselraums und/oder der Lϊauer eine bedeutende Wirkung.4. The disproportion of the heat treatment of the combustion chamber has an important effect on the life of the boiler room and / or the lurking.
Einige oben beschriebene Kesseltype mit Brenner von flüssigen oder vergasten Brennstoffen und Kessel mit Sackbrennraum werden nachfolgend dargestellt.Some of the boiler types described above with burners of liquid or gasified fuels and boilers with a pocket combustion chamber are shown below.
Die Kesseltype von Läng Gépgyár, CK, Längtherm "Láng-Ignis", die mit einer geschwißten Ausarbeitung, mit liegender Anlage, mit einem Sackbrennraum und drei Zügen versehen sind. Die Türoberfläche wird aus feuerbeständigem Beton angefertigt, die einen Schutz gegen die Zurückstrahlung gewährt. Der vordere Drehkammer wird durch eine gelenkig umkippbare Tür, die mit feuerbeständigem Stoff wärmeisoliert ist, geschützt. In den Ofenröhren finden Spirale Drahten zum Wirbeln statt.The boiler type of Läng Gépgyár, CK, Längenherm "Láng-Ignis", which are provided with a welded design, with a horizontal system, with a bag combustion chamber and three trains. The surface of the door is made of fire-resistant concrete, which provides protection against retroreflection. The front rotating chamber is protected by an articulated, tilting door that is heat-insulated with fire-resistant fabric. Spiral wires for whirling take place in the furnace tubes.
Ein weiterer ähnlicher Kesseltyp mit Sackbrennräum ist der Kessel "Thermopresa" von Orosházi Kazángyártό KTSZ. Der Österreichische Kessel "Hoval" ist ein ähnlicher Typ.Another similar type of boiler with sack burner is the "Thermopresa" boiler by Orosházi Kazángyártό KTSZ. The Austrian boiler "Hoval" is a similar type.
Die oben erwähnten Voraussetzungen der Wärmeausnützung im Brennraum zu versichern ist ein sehr kompliziertes technisches Problem. Das erklärt, daß sehr viele Brennkonstruktionen bekannt sind. Einige Brennertype werden nachstehend dargestellt.Insuring the above-mentioned requirements for heat utilization in the combustion chamber is a very complicated technical problem. This explains that a lot of firing designs are known. Some types of burners are shown below.
- Die Blockbrennertype PC, 115, PC, N 380 von Pest vidéki Gépgyár mit einem Druckzersträuber sind mit einem Scheibenflammstabilisator von geschlitzter Oberfläche und mit geraden bzw. queren zylindrischen Flammröhren versehen.- The block burner types PC, 115, PC, N 380 from Pest vidéki Gépgyár with a pressure atomizer are equipped with a disc flame stabilizer with a slotted surface and with straight or transverse cylindrical flame tubes.
- Die Blockgasbrenner mit Erdgasfeuerung PGG 10, PGG 380 von Pestvideki Gépgyár sind mit Flammstabilisatorscheiben von geschlitzter Oberfläche und mit geraden oder queren zylindrischen Flammröhren versehen.- The PGG 10, PGG 380 natural gas burner from Pestvideki Gépgyár are equipped with flame stabilizer discs with a slotted surface and with straight or transverse cylindrical flame tubes.
- Die Ölbrenner Wz/A, Wz/D 105, L 8 V2 DUA, Rlz VMBU usw. vom Max Weishaupt GmbH aus der BRD sind mit Flammstabilisatoren von geschlitzter Oberfläche und mit geraden oder queren zylindrischen Flammrohren versehen.- The oil burners Wz / A, Wz / D 105, L 8 V2 DUA, Rlz VMBU etc. from Max Weishaupt GmbH from Germany are equipped with flame stabilizers with a slotted surface and with straight or transverse cylindrical flame tubes.
Eei den bekannten Feuerungsvorrichtungen sowohl mit flüssigen als auch mit gasbaren Brennstoffen wird als wichtigste Aufgabe gehalten, die optimale Kischung der zum Brennen benutzten Luft und des Brennstoffes zuzugeben, sowie die Stabilität der Flamme zu versichern.In the known firing devices with both liquid and gas fuels, the most important task is to admit the optimum mixture of the air and fuel used for burning, and to ensure the stability of the flame.
Kit diesen Fragen, mit den verschiedenen Lösungen bzw. Empfehlungen beschäftigen sich zahlreiche fachliterarische Quellen. Als Beispiel erwähnen wir die dargestellten Publikationen:Kit of these questions, the various solutions and recommendations deal with numerous specialist literary sources. As an example, we mention the publications shown:
- Öl- und Gasfeuerung 1978- Oil and gas firing in 1978
Die Stabilisation der Öl- und Gasflammen geht mit dem Rezirkulation der heißen Rauchgase aus der Flammenfront in die Flammenwurzel vor. Darum werden ins Flammenrohr Verengungen, Turbulatoren, Schleuderräume, Stauscheiben eingebaut. Diese Lösung ist zur Trennung der Flamme von den Rauch gasen nicht geeignet.The stabilization of the oil and gas flames takes place with the recirculation of the hot flue gases from the flame front into the flame root. That is why constrictions, turbulators, centrifugal chambers and baffle plates are built into the flame tube. This solution is not suitable for separating the flame from the flue gases.
- Öl- und Gasfeuerung Oktober 1982 Seite 30. Fig. 23. Hier wird ein drinnen im Flammrohr angewendetes Kischrohr beschrieben, die die Rezirkulation nur für einen Teil der Flamme gewährt. Diese Maßnahmen dienen aber nur zur Flammenbildung und es wird keine Lösung zur Trennung der Flamme von den Rauchgasen gegeben. Es ist bekannt, daß der Aufenthalt und der Weg der Flamm- und Rauchgase im Brennraum durch spontane Strömungen bestimmt werden, darum verbrennt ein bedeutender Teil des Brennstoffes nicht - das ist ein Nachteil - und entfernt er sich zusammen mit den Rauchgasen aus dem Brennraum. Die Flamme flattert nämlich vor dem Flammenstabilisator und die Rauchgase können frei ohne Hinderniss im Brennraum strömen. An der äußeren Flammenoberfläche gibt es eine bedeutende turbulente Kischung. Wenn der Strahl zum Rauhgemäuer kommt, vermindert sich die Intensität der turbulenten Mischung. ( die laminare Strömung ist an der Wand kleiner, als an der Oberfläche des Strahles) Der Verfasser empfehlt die Maßstäben des Brennraums zur Form des Strahles zu richten, damit der Strahl vor der kalten Mauer endet und die Temperatur der Flamme nicht unter die Brenntemperatur fällt.- Oil and gas firing October 1982 page 30. Fig. 23. Here a kisch pipe used inside the flame tube is described, which allows the recirculation only for part of the flame. However, these measures are only used for flame formation and there is no solution for separating the flame from the flue gases. It is known that the location and the path of the flame and smoke gases in the combustion chamber are determined by spontaneous flows, which is why a significant part of the fuel does not burn - this is a disadvantage - and it is removed from the combustion chamber together with the smoke gases. The flame is fluttering in front of the flame stabilizer and the flue gases can flow freely without obstacles in the combustion chamber. There is a significant turbulent mixture on the outer surface of the flame. When the jet comes to the rough walls, the intensity of the turbulent mixture decreases. (The laminar flow is smaller on the wall than on the surface of the jet) The author recommends that the dimensions of the combustion chamber be aligned with the shape of the jet, so that the jet ends in front of the cold wall and the temperature of the flame does not drop below the firing temperature.
Die Ansicht ist allgemein, daß von der Hinsicht des Brennverlaufs die Vorgänge an der Flammenoberfläche eine bedeutende Rolle spielen, die Oxydationsreaktionen und die diffuse Mischung des Oxydationsmittels und des Bren Stoffes gehen nämlich an der Flammenoberflaiche vor.The general view is that from the point of view of the burning process, the processes at the flame surface play an important role, namely the oxidation reactions and the diffuse mixture of the oxidizing agent and the Bren substance take place on the flame surface.
Die Modelluntersuchungen des Kessels "Láng-Ignis" im Flammrohr des Kessels. Bestimmungen: - der Peuerstrahl geht nach oberen Teil des Brennraums nach rechts - es werden kaotische Geschwindigkeitsfelder ausgebildet ( Fig. 1-5) Folgerungen:The model studies of the "Láng-Ignis" boiler in the flame tube of the boiler. Determinations: - The Peuer jet goes to the right of the upper part of the combustion chamber - Kaotic speed fields are formed (Fig. 1-5) Conclusions:
Es ist zu vermeiden, daß die Flammenoberfläche direkt an die wärmeausnützende Brennraumwand oder an belibige andere Flächen ankommt.It should be avoided that the flame surface reaches the heat-utilizing combustion chamber wall or any other surface.
Beim Sackbrennraum werden die zurückströmenden Gase gedreht, während die nebenseitigen Flammspitzen mit sich gerissen werden. Auf dem Bodenstück des Brennraums wird ein schädliches Gaskissen ausgebildet, weil die Flamme wegen ihrer verminderten Geschwindigkeit und dem Impuls dazu nicht geeignet ist, das Gaskissen zu spülen. (Öl- und Gasfeuerung , Kai 1972)In the bag combustion chamber, the gases flowing back are rotated, while the flame tips on the side are torn with them. A harmful gas cushion is formed on the base of the combustion chamber because the flame is not suitable for purging the gas cushion due to its reduced speed and the impulse. (Oil and gas firing, Kai 1972)
Bei den horizontalen Erennräumen konzentriert sich die Wärmebelastung - nachteilig - am oberen Teil der ersten Hälfte des Brennraums.In horizontal racing rooms, the thermal load - disadvantageously - is concentrated in the upper part of the first half of the combustion chamber.
Zur Verminderung der oben genannten llachteile wurden solche Lösungen ausgebildet, mit denen die intensive Erhöhung der Mischung vom Brennstoff und der Luft durch Anwendung äußerer Energie (elektrisches Kraftfeld, mechanischer Antrieb) gelöst ist. Solche Lösungen sind der sogenannte Seles-Brenner oder die sogenannten Lösungen mit Drehgefäß sowie die Plasmabrenner. Die Trennung der Flamme von den Rauchgasen wurde aber durch diese Konstruktionen nicht gelöst.In order to reduce the above-mentioned disadvantages, solutions have been developed with which the intensive increase in the mixture of fuel and air through the application of external energy (electrical force field, mechanical drive) is released. Such solutions are the so-called Seles torch or the so-called solutions with a rotary vessel as well as the plasma torch. The separation of the flame from the flue gases was not solved by these designs.
Die Nachteile der oben beschriebenen Lösungen wurden durch den Kesseltyp "Láng-Ignis" weiter beseitigt, wobei in den Ofenröhren wirtelerzeugende spirale Drahte angelegt sind, damit ein Teil der kinetischen Energie der Rauchströmung ausgenutzt wird. Durch die Anwendung der wirbelerzeugenden Spiralen wurde die Wärmeübergabe verbessert aber die wärmetechnischen Probleme (die Trennung der Flamme von den Rauchgasen) wurde nicht gelöst.The disadvantages of the solutions described above have been further eliminated by the "Láng-Ignis" type of boiler, with spiral wires which produce whirling in the furnace tubes so that part of the kinetic energy of the smoke flow is used. The use of the vortex-generating spirals improved the heat transfer, but the thermal problems (the separation of the flame from the flue gases) were not solved.
In der letzten Zeit wurde zur Verminderung der Probleme für Kessel mit großem ( aber nicht mit Sackbrennraum) Brennraum die Lösung bekannt, die in der Publikation der CGI Berichte der Deutschen Keramischen Cee 1983 VII. beschrieben wurde. Der Titel ist: "Kit Keramikkörper für die Verminderung des Ölverbrauchs". Bach dieser Lesung wird dem Brenner ein solcher Keramikkörper angeschlossen, der denRecently, the solution to reducing the problems for boilers with a large (but not with a pocket combustion chamber) combustion chamber has become known, which was described in the publication of the CGI reports of the German Ceramic Cee 1983 VII. The title is: "Kit ceramic body for reducing oil consumption". After this reading, such a ceramic body is connected to the burner, which is the
Brennraum vermindert. Die Brennstoffe werden durch den Keramikkörper zur Flamme zurückgeführt, woraus sich die bessere Ausnützung des Sauerstoffes der Luft und der erzeugten Wärme ergibt. Die nicht verbrannten Ölteilchen werden durch den Verkehr mit dem glühenden Keramikkörper vollständig verbrannt. Obwohl diese Losung das mehr vollständige Brennen des Brennstoffes fördert, ater die in den Brennraum surückgeleiteten Brennstoffe und das Rauchgas erhöhen die in dem Brennraum zustandekommenden turbulenten Räume, dadurch die optimale Flammenerscheinung erschwert wird.Combustion chamber reduced. The fuels are returned to the flame through the ceramic body, which results in better utilization of the oxygen in the air and the heat generated. The unburned oil particles are completely burned by the traffic with the glowing ceramic body. Although this solution promotes the more complete burning of the fuel, the fuels returned to the combustion chamber and the flue gas increase the turbulent spaces that arise in the combustion chamber, making the optimal appearance of the flame difficult.
Das Ziel unserer Erfindung liegt darin, die Nachteile der oben beschriebenen Kessel mit Sackbrennraum bedeutend zu vermindern, die die Wirkung des Brennens im großen Maße zu erhöhen, die durch die im Brennraum ausbildend Flammenerscheinung auf vorher ausrechenbare, meßbare, optimale Weise verwirklicht wird, dadurch die für die Sackbrennräume charakteristischen kaotischen Strömungsverhältnisse beseitigt.The aim of our invention is to significantly reduce the disadvantages of the above-described boilers with a pocket combustion chamber, which greatly increase the effect of the burning, which is achieved by the flame formation which forms in the combustion chamber in a previously calculable, measurable, optimal way, thereby the eliminated characteristic caotic flow conditions for the bag combustion chambers.
Anhand der Analyse der Fachliteratur und unserer Experimenten kamen wir zum Erkenntnis, daß durch die zwecksmäßige Lenkung der grenzoberflächlichen Flammenerscheinungen im Gegensatz zu den bisher angewendeten Methoden ein Brennen mit bedeutend höherer Wirkungsgrad erziehlt werden kann.Based on the analysis of the specialist literature and ours Experiments led us to the realization that, in contrast to the methods used to date, the purpose of directing the surface phenomena of the flame can produce a burning with significantly higher efficiency.
Aufgrund unserer Erfindung liegt die Erkrnntnis, daß die Flamme in entsprechender Richtung im ersten Zug geführt wird und gleichzeitig die Rauchgase - in einem im Sackbrennraum ausgebildeten zweiten Zug - vom Flammenraum getrennt in die Richtung der Rauchröhre geführt werden. Das Flammenbild kann gelenkt werden, bzw. die Nachteile der oben beschriebenen der im Brennraum ausbildenden oberflächlichen Flammenerscheinungen beseitigt werden können. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Brennraum des Kessels ein Keramikeinsatz angeordnet ist, was zur Trennung der Flammen und Rauchgase und zur Erhöhung des wärmetechnischen Wirkungsgrades des Kessels dient. Der Keramikeinsatz ist mindestens ein im Brennraum, in der Mittellinie des Brenners und entsprechend der gewünschten Länge der Flamme angeordneter, flammenführender und rauchgaslenkender, hohler Keramikeinsatz, dessen Innere den ersten Zug bzw. den Brennraum bildet, während der Zug der Rauchgase der Raum zwischen dem Keramikeinsatz und der Wand des Sackbrennraums ist. Der Lrennraum wird von dem Zug der Rauchgase durch den Keramikeinsatz getrennt, deshalb können sich die schädlichen Erscheinungen um die Flamme nicht ausgebildet werden. Der Keramikeinsatz kann zwecksmäßig auch aus auf die Längsachse des Brenners konvergenten und divergenten Strecken ausgebildet werden, dann ist die erste konvergenteOn the basis of our invention, there is the result that the flame is guided in the corresponding direction in the first train and, at the same time, the flue gases - in a second train formed in the bag combustion chamber - are conducted separately from the flame chamber in the direction of the smoke tube. The flame pattern can be directed, or the disadvantages of the surface flame phenomena forming in the combustion chamber described above can be eliminated. The object is achieved in that a ceramic insert is arranged in the combustion chamber of the boiler, which serves to separate the flames and flue gases and to increase the thermal efficiency of the boiler. The ceramic insert is at least one hollow ceramic insert arranged in the combustion chamber, in the center line of the burner and corresponding to the desired length of the flame, the interior of which forms the first draft or the combustion chamber, while the flue gases draw the space between the ceramic insert and the wall of the bag combustion chamber is. The combustion chamber is separated from the flue gases by the ceramic insert, so that the harmful phenomena around the flame cannot develop. In terms of purpose, the ceramic insert can also be formed from sections which are convergent and divergent on the longitudinal axis of the burner, in which case the first is convergent
Strecke nach dem Brenner mit verengtem Querschnitt versehen, während die weiteren Strecken wechselhaft erweiterte und verengte Raumteile einschließen. Der Keramikeinsatz kann optimalerweise folgendermäßig abgemessen werden: das engste Maß soll K 0,95 ∅, das maximale K 0,98 ∅e werden, wo der Wert von K von dem gestatteten Druckabfall, der Länge, dem Maß und der Belästigung des Brennraums konstant abhängt. ∅ 1 bedeutet das Maß des Brenners und ∅ e das Maß des Brennraums.Provide a section after the burner with a narrow cross-section, while the other sections alternately include expanded and narrowed parts of the room. The ceramic insert can be optimally measured as follows: the narrowest dimension should be K 0.95 ∅, the maximum K 0.98 ∅e, where the value of K depends on the permitted pressure drop, the length, the dimension and the annoyance of the combustion chamber . ∅ 1 means the dimension of the burner and ∅ e the size of the combustion chamber.
Das Verhältnis der Abbildung der konvergenten Strecke in Richtung der Längsachse ist zur Abbildung der divergenten Strecke minimal 0,05, maximal 6. Der erfindungsgemäße Keramikeinsatz im Sackbrennraum kann mit einem, an der Bodenmauer des Sackbrennraums angeordneten, die Wärmestrahlung zurückwerfende Keramikelement angewendet werden. Der Stoff des Keramikeinsatzes ist ein der Temperatur und Wärmestoß über 1450°C widerstehender Stoff, was eine an sich bekannte Zusammensetzung aus AI, Zr, W, Mg, Si, Ti mit Oxyd, Borid, Nitrid, Silizid Materiaékonstruktion hat. Solche Keramikstoffe sind im Handel zum Beispiel die Erzeugnisse der Fabriken Magnesit, Norton und Motim. Die Flächen des Keramikeinsatzes und im gegebenenThe ratio of the mapping of the convergent path in the direction of the longitudinal axis to the mapping of the divergent path is a minimum of 0.05 and a maximum of 6. The ceramic insert according to the invention in the sack combustion chamber can be used with a ceramic element arranged on the bottom wall of the sack combustion chamber and reflecting the heat radiation. The material of the ceramic insert is a material resistant to temperature and thermal shock above 1450 ° C, which has a known composition of Al, Zr, W, Mg, Si, Ti with oxide, boride, nitride, silicide material construction. Such ceramics are commercially available, for example, from the magnesite, Norton and Motim factories. The areas of the ceramic insert and given
Falle des wärmeausstrahlenden Elements sind mit einem an sich bekannten, die Oxydation helfenden und die Strahlfähigkeit erhöhenden Überzug versehen, welcher Überzug zwecksmäßig aus den, zur Reihen III, Vb, VIb, VIIb,VIII angeordneten und aus Lanthaniden im elementaren Zustand oder in legierter Form und/oder in Form von Oxyd, Phosphat und das auf die Keramik beziehende Gewichtprozent 0,001-3 vorzugsweise 0,8 ist.The case of the heat-radiating element are provided with a coating which is known per se and which aids oxidation and increases the radiance, which coating is purposefully composed of the elements III, Vb, VIb, VIIb, VIII arranged and of lanthanides in the elemental state or in an alloyed form and / or in the form of oxide, phosphate and the weight percent based on the ceramic 0.001-3 is preferably 0.8.
Der erfindungsgemäße Keramikeinsatz für Kessel mit Sackbrennraum gewährt die folgenden wichtigen Vorteile:The ceramic insert according to the invention for boilers with a pocket combustion chamber offers the following important advantages:
- Im Sackbrennraum der Kessel mit flüssigen oder gasartigen Brennstoffen können die Erscheinungen und Vorgänge der Flammengrenzoberfläche zwecksmäßig gelenkt werden und im Sackbrennraum keine nachteilige Turbulenten, Kompressions- und Dekompressionsräume zustande kommen.- In the pocket combustion chamber of the boiler with liquid or gaseous fuels, the phenomena and processes of the flame boundary surface can be directed appropriately and in the pocket combustion chamber there are no adverse turbulents, compression and decompression chambers.
- Der erfindungsgemäße Keramikeinsatz trennt den Brennraum vom Raum der Rauchgase - für die Rauchgase wird einen extra Zug gewährt -, deshalb werden sie von den hinteren Mauer des Sackbrennraums zurückgeworfen. Der Brennräum wird von den Rauchgasen nicht nachteilig beeinflußt, der Konstruktionsstoff des Brennraums wird von der "reduzierenden-oxydierenden" Flammenwirkung geschützt, da durch die Kesselschädigungsmöglichkeiten vermindert werd en. Die Flamme wird auch nicht abgekühlt , es werd en keine nicht gewünschten Turbulenten und Flammenabweichungen verursacht. Die Flamme wird durch die Oxydation befordernde und/oder die Strahlfähigkeit erhöhende Überzüge des erfindungsgemässen Keramikeinsatzes, geführt. Das Brennen wird wirkungsvoller und mehr vollkommen, dadurch sich die Rußausscheidung vermindert, wobei der ausscheidende Ruß in der Umgebung des weiß-glühenden Keramikeinsatzes leicht ausbrennt.- The ceramic insert according to the invention separates the combustion chamber from the room of the flue gases - an extra train is granted for the flue gases - that is why they are thrown back by the rear wall of the bag combustion chamber. The combustion chamber is not adversely affected by the flue gases, the construction material of the combustion chamber is protected from the "reducing-oxidizing" flame effect, since are reduced by the boiler damage possibilities. The flame is not cooled down either, and undesirable turbulents and flame deviations are not caused. The flame is passed through coatings of the ceramic insert according to the invention which require oxidation and / or increase the radiance. The firing becomes more effective and more perfect, as a result of which the soot excretion is reduced, and the soot which is excreted easily burns out in the vicinity of the incandescent ceramic insert.
- Die Wärmeausnützung des Kessels kann durch die optimalen Verhältnissen des Erennraums wesentlich erhöht werden. Die Stabilität des Feuerbetriebs wird wesentlich erhöht, die Temperatur der Rauchgase wird bedeutend vermindert, dadurch ein bedeutendes Brennstoffersparen und eine bedeutende Wirkungsgraderhöhung erziehlt werden kann.- The heat utilization of the boiler can be significantly increased by the optimal conditions of the race room. The stability of the fire operation is significantly increased, the temperature of the flue gases is significantly reduced, which means significant fuel savings and a significant increase in efficiency can be achieved.
- Durch die Verminderung der Rußbildung vermindert sich die ümweltverschmutzung. Im Folge der gleichmäßigen Wärmebelastung des- By reducing the soot formation, environmental pollution is reduced. As a result of the uniform heat load of the
Brennraums und/oder der Mauer des Kessels kann die Lebensdauer und die Leistung der Vorrichtung erhöht werden, dadurch bedeutende wirtschaftliche Vorteile erziehlt werden können. - Der erfindungsgemäße Keramikeinsatz kann auch in heutigen im Betrieb stehenden Kesseln mit Sackbrennraum angewendet werden.Combustion chamber and / or the wall of the boiler, the life and performance of the device can be increased, thereby significant economic advantages can be achieved. - The ceramic insert according to the invention can also be used in boilers with a burner combustion chamber in operation today.
Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Keramikeinsatzes wird anhand eines möglichen Ausführungsbeispiels, mit Hilfe der Zeichnung ausführlicher erläutert, betonend, daß unter dem Schutz der Patentansprüche zahlreiche Ausführungsforme und Varianten angefertigt werden können. Diese Ausführungsform dient nur zur Erläuterung des Erfindungsgedankens, Die Zeichnung stellt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Keramikeinsatzes und wärmereflektierenden Elements dar, eingebaut in den Erennraum des Kessels mit Sackbrennraum, in der Seutansicht, in der Teilansicht und im Teilschnitt.The embodiment of the ceramic insert according to the invention is explained in more detail using a possible embodiment, with the aid of the drawing, emphasizing that numerous embodiments and variants can be produced under the protection of the claims. This embodiment only serves to explain the concept of the invention. The drawing shows an embodiment of the ceramic insert and heat-reflecting element according to the invention, installed in the chamber of the boiler with bag combustion chamber, in the Seut view, in the partial view and in partial section.
Fig. 1 zeigt die Seitansicht eines an sich bekannten Kessels "Láng-Ignis LHD", in dessen Brennraum 1 auf keramischen Haltebocken 24 ein erfindungsgemässer Keramikeinsatz 13 befestigt wird. Über dem Sackbrennraum 1 sind Ofenröhre 6 angeordnet, die sich durch einen Drehkammer 9 dem Sackbrennraum 1 anschließen. Eine einem Düsenhalter 11 angeordnete Schleuderscheibe 12 ist in der Mittellinie des an sich bekannten, in der Fig. nicht dargestellten Brenners, die in den Sackbrennraum 1 durch eine Flammröhröffnung 10 einreicht, runter einer Tür 2 an der Frontmauer des Kessels ist der Drehkammer 9 mit feuerbeständiger Mauer 3 zu sehen. Die Bedeckung des Kessels ist ein Kesselmantel 5. Die Mittellinie des erfindungsgemäßen Keramikeinsatzes 13 trifft im Sackbrennraum 1 mit der Mittellinie des Brenners bzw. der Schleuderscheibe 12 zusammen. Die Länge des Keramikeinsatzes 13 soll mit der gewünschten Flammenlänge fast gleich gewählt werden. Auch die einfachste Ausführungsform - ein einfaches Keramikrohr - kann die von uns erwarteten Effekte leisten - die Trenrung des Brennraums vom Zug der Rauchgase - aber auf Grund prinzipieller Erwägungen und experimentaler Ergebnissen können wesentlich wirkvolle Parameter erziehlt werden, wenn der Keramikeinsatz 13 aus konvergenten Strecken 13a, dann aus divergenten Strecken 13b, das heißt aus nacheinander folgenden Reihen von verengten und erweiterten Strecken derart gebildet ist, daß nach dem Brenner bzw. der Schleuderscheibe 12, als erste Strecke des Keramikeinsatzes 13 eine konvergente Strecke 13a angewendet wird. Die derartige Ausbildung des Keramikeinsatzes 13 ruft im Brennraum Zonen mit größerer oder kleinerer Strömungsgeschwindigkeit hervor, dadurch die turbulenten Erscheinungen an der Flammenoberfläche verbessert werden. Nach unserer Erfahrungen haben wir optimale1 shows the side view of a known boiler "Láng-Ignis LHD", in the combustion chamber 1 of which a ceramic insert 13 according to the invention is fastened on ceramic holding blocks 24. Oven tubes 6 are arranged above the sack combustion chamber 1 and connect to the sack combustion chamber 1 through a rotary chamber 9. A centrifugal disc 12 arranged in a nozzle holder 11 is in the center line of the burner known per se, not shown in the figure, which passes into the burner combustion chamber 1 through a flame tube opening 10, down a door 2 on the front wall of the boiler, the rotary chamber 9 is fire-resistant Wall 3 can be seen. The boiler is covered by a boiler jacket 5. The center line of the ceramic insert 13 according to the invention meets in the pocket combustion chamber 1 with the center line of the burner or the centrifugal disc 12. The length of the ceramic insert 13 should be chosen almost the same with the desired flame length. Even the simplest embodiment - a simple ceramic tube - can achieve the effects we expect - the separation of the combustion chamber from the draft of the flue gases - but due to fundamental considerations and experimental results, significantly effective parameters can be achieved if the ceramic insert 13 consists of convergent lines 13a, is then formed from divergent sections 13b, that is to say from successive rows of narrowed and enlarged sections, such that a convergent section 13a is used as the first section of the ceramic insert 13 after the burner or the centrifugal disc 12. The design of the ceramic insert 13 in this way creates zones with greater or lower flow velocity in the combustion chamber, as a result of which the turbulent phenomena on the flame surface are improved. In our experience, we have optimal ones
Strömungεverhältnisse in dem Falle bekommen, wenn das Verhältnis der longitudinalen Abbildungen h2 der konvergenten Strecken 13a zum Verhältnis der Abbildungen h1 der divergenten Strecken 13b minimal 0,05 maximal 6 ausgebildet wird.Get flow ratios in the case when the ratio of the longitudinal maps h 2 of the convergent sections 13a to the ratio of the maps h 1 of the divergent routes 13b minimum 0.05 maximum 6 is formed.
Wir haben auch dadurch gute Ergebnisse bekommen, daß im Sackbrennraum 1 zum Feuerraummantel 8 eine Keramikplatte 7 angepaßt wurde, die in der Richtung des zweiten Zuges 18 der Rauchgase ein bißchen schräg hineingestellt als wärmereflektierendes Element angeordnet ist. Ähnliche günstige wärmereflektierende Parameter wurden von der Hinsicht der entsprechenden Lenkung der Flamme des Feuerbetriebs und der Rauchgase auch dadurch erziehlt, daß auf dem Platz der Keramikplatte 7 Kugelschalen- oder Formkeramik angewendet wurde.We have also obtained good results by adapting a ceramic plate 7 in the burner combustion chamber 1 to the fire chamber jacket 8, which is arranged a little obliquely in the direction of the second train 18 of the flue gases as a heat-reflecting element. Similar favorable heat reflecting parameters were also achieved from the point of the corresponding control of the flame of the fire operation and the flue gases by using 7 spherical shell or molded ceramics on the place of the ceramic plate.
Aus unseren Experimenten stellte sich heraus, daß eine günstigere wärmetechnische Wirkungsgraderhöhung auch dadurch erziehlt werden kann, wenn die äußeren und inneren Oberflächen des Keramikeinsatzes 13 im Sackbrennraum 1, die das wärmereflektierende Element bildende Keramikplatte 7 oder Formkeramik und im gegebenen Falle auch die keramischen Haltebocke 24 mit Oxydation heförderndem und/oder die Strahlungefähigkeit erhöhendem Überzug versehen sind.From our experiments it was found that a more favorable increase in thermal efficiency can also be achieved if the outer and inner surfaces of the ceramic insert 13 in the bag combustion chamber 1, the ceramic plate 7 or molded ceramic forming the heat-reflecting element, and in the given case also the ceramic support bracket 24 Oxidation promoting and / or the radiation-enhancing coating are provided.
In der Fig. sind die innere Oberfläche des Haramikeinsatzes 13 mit innerem Üherzug 17, die äußere Oberfläche mit äußerem Überzug 16, die Keramikplatte mit Überzug 20 und die keramischen Haltebocken 24 mit Überzug 20 versehen.In the figure, the inner surface of the ceramic insert 13 is provided with an inner cover 17, the outer surface with an outer cover 16, the ceramic plate with cover 20 and the ceramic support blocks 24 with cover 20.
In den weiteren Teilen unserer Beschreibung werden die Ausbildung, die Maßbezeichnung, die Stoffnusammensetzung der Überzüge 16, 17, 19, und 20 anhand Beispiele erläutert.In the further parts of our description, the design, the dimensional designation, the material composition of the coatings 16, 17, 19, and 20 are explained using examples.
Der Stoff des Keramikeinsatzes 13 ist vorzugsweise :The material of the ceramic insert 13 is preferably:
- Aluminiumoxyd Al2O3 Aluminum oxide Al 2 O 3
- Zirkoniumoxyd ZrO2 - Magnesiumoxyd MgO- zirconium oxide ZrO 2 - magnesium oxide MgO
- Siliz ium-di oxyd SiO2 - Silicon ium-di oxide SiO 2
- Titändi oxyd TiO2 wobei Al2O3 : 0-3 mol%- Titanium dioxide TiO 2 where Al 2 O 3 : 0-3 mol%
ZrO2 : 0-3 mol%ZrO 2 : 0-3 mol%
MgO : 0-3 mol%MgO: 0-3 mol%
SiO2 : 1-6 mol %SiO 2 : 1-6 mol%
TiO2 : 0-1 mol % Be is piel :TiO 2 : 0-1 mol% example:
Eine mögliche Ausführungsform des Keramikeinsatzes 13 wird nach der folgenden Stoffzusammensetzung hergestellt:A possible embodiment of the ceramic insert 13 is produced according to the following composition:
Al2O3 32 , 4%Al 2 O 3 32.4%
ZrO2 7 % MgO 5 %ZrO 2 7% MgO 5%
SiO2 45 %SiO 2 45%
TiO2 6 , 6 % 100 %TiO 2 6.6% 100%
Ale weitere Beispiele erwähnen wir die im Handel vorhandenen Keramikstoffen von ähnlicher Zusammensetzung der Firmen Morganit, Magnezit, Motim, welche für eine Wärmebelatung mit einer Temperatur über 1450°C fähig sind.For further examples, we mention the commercially available ceramic materials with a similar composition from the companies Morganit, Magnezit, Motim, which are capable of heat treatment with a temperature above 1450 ° C.
Eei der Maßbezeichnung des Keramikeinsatzes 13 werden unsere Kalkulationen durch die folgenden vier Faktoren beeinflußt:In the dimension designation of the ceramic insert 13, our calculations are influenced by the following four factors:
- das Transportverfahren der zum Brennen brauchbaren Luft bzw. die Kennlinie der Ventilatoren der Heizvorrichtung,- the method of transporting the air usable for burning or the characteristic curve of the fans of the heating device,
- das Verfahren der Einführung des Brennstoffes,- the method of introduction of fuel,
- das Maß der Flammröhre und- the dimension of the flame tube and
- die geometrische Maßbezeichnung des Brennraums, die zwecksmäßig ein von Kurvenlinien, zweitklassigen Oberflächen, ebenflächigen Oberflächen begrenzter Körper bzw. der Weg der Rauchgasenströmung ist.- The geometric dimension designation of the combustion chamber, which is a body delimited by curve lines, second-class surfaces, flat surfaces or the path of the flue gas flow.
Die folgenden Bezeichnungen werden benutzt:The following terms are used:
- Eintrittsöffnung 21 des Keramikeinsatzes = ∅ 1 - Austrittsöffnung 14 des Keramikeinsatzea = ∅ 1- Entry opening 21 of the ceramic insert = ∅ 1 - Exit opening 14 of the ceramic insert a = ∅ 1
/ gleiches Maß// same measure /
- maximales inneres Maß 22 =∅ 2- maximum internal dimension 22 = ∅ 2
- maximales äußeres Maß 23 = ∅ 3- maximum outer dimension 23 = ∅ 3
- die Abbildung der ersten konvergenten Strecke 13a beziehend auf die horizontale Linie = h2/a und mit der Horizontale gebildeter Winkel = 2/a- the mapping of the first convergent line 13a related to the horizontal line = h 2 / a and the angle formed with the horizontal = 2 / a
- die Abbildung der weiteren konvergenten Strecke 13a beziehend auf die Horizontale = h2 und mit der Horizontale gebildeter Winkel = 2the mapping of the further convergent path 13a with respect to the horizontal = h 2 and the angle formed with the horizontal = 2
- die Abbildung der divergenten Strecken 13b beziehend auf die Horizontale = h1 und mit der Horizontale gebildeter Winkel = 1- The mapping of the divergent sections 13b with respect to the horizontal = h 1 and the angle formed with the horizontal = 1
- der gestattete DruckabfallΔp - das Maß des Flammrohrs = ∅ 1 (m)- the permitted pressure drop Δ p - the dimension of the flame tube = ∅ 1 (m)
- das Maß des Brennraums = ∅ e (m), n (-)- the size of the combustion chamber = ∅ e (m), n (-)
- die Längs des Prennraums = m- the length of the Prennraum = m
- die Zahl der Rauchgaszüge - n- the number of flue gas flues - n
- der Formfaktor = ε - die Belastung des Brennraums = M- the form factor = ε - the load on the combustion chamber = M
- der Brennstoff = gasartig Nm3/h, flüssig kg/h- the fuel = gaseous Nm 3 / h, liquid kg / h
- das Maß der Eintrittsöffsung = M (MJ/Nm3/kg, das heißt der Brennbelastung (M kleine Flamme M große Flamme) konst.=f- the dimension of the inlet opening = M (MJ / Nm 3 / kg, that is the burning load (M small flame M large flame) const. = f
- der Querschnitt der Eintrittsöffnung des Keramikeinsatzes 13,the cross section of the inlet opening of the ceramic insert 13,
∅ 1 = konst. von 1- bis 10 ∅ 1 vorzugsweise von 1 bis 1,5 ∅ 1 ∅ 2 = von 1 bis 5 ∅ 1 vorzugsweise von 1,2 bis 3 ∅ 1 ∅ 3 = von 2 0 bis ∅ e vorzugsweise 1,001 ∅ 2 bis 0,98 ∅ e∅ 1 = const. From 1- to 10 ∅ 1 preferably from 1 to 1.5 ∅ 1 ∅ 2 = from 1 to 5 ∅ 1 preferably from 1.2 to 3 ∅ 1 ∅ 3 = from 2 0 to ∅ e preferably 1.001 ∅ 2 to 0.98 ∅ e
- die Länge der Keramikeinsatzstrecke 13 vor der Eintrittsöffnung, h2/a = von 1 bis 3 ∅ 1 vorzugsweise von 0,2 bis 1,5 ∅ 1- The length of the ceramic insert section 13 in front of the inlet opening, h 2 / a = from 1 to 3 ∅ 1, preferably from 0.2 to 1.5 ∅ 1
- die Länge der ersten divergenten Strecke 13b nach der Eintrittsöffnung:the length of the first divergent section 13b after the entry opening:
h = f/M, n /
Figure imgf000014_0001
von 0,25 bis 15 ∅ 1 vorzugsweise von 0,5 bis 8∅1
h = f / M, n /
Figure imgf000014_0001
from 0.25 to 15 ∅ 1, preferably from 0.5 to 8∅1
- die Länge der zweiten konvergenten Strecke 13a nach der Eintrittsöffnung: h2= von 1 bis 3 ∅ 1 vorzugsweise 0,2 bis 1,5 ∅ 1the length of the second convergent path 13a after the inlet opening: h 2 = from 1 to 3 ∅ 1, preferably 0.2 to 1.5 ∅ 1
- die Entfernung der Eintrittsöffnung vom Flammrohr: h4 = von 0 bis 2 ∅1 vorzugsweise von 0,05 bis 1,5 ∅ 1- The distance of the inlet opening from the flame tube: h 4 = from 0 to 2 ∅1, preferably from 0.05 to 1.5 ∅ 1
- die Entfernung des Keramikeinsatzes 13 vom Flammrohr 1o: h5 = vom Wert -h4 bis h4max vorzugsweise von O-bis 2 ∅ 1 - der mit der Horizontale gebildete Winkel des Mantels des Keramikeinsatzes 13 vor der Eintrittsöffnαng ∅ 1: α 2/a = von 0 bis 0,5π vorzugsweise 0,06 bis 0,4π - der mit der Horizontale gebildete Winkel des Mantels der divergenten Strecke 13b nach der Eintrittsöffnung 0 1:
Figure imgf000015_0001
von 0 bis 0,5 π vorzugsweise von 0,06 bis 0,4
- the distance of the ceramic insert 13 from the flame tube 1o: h 5 = from the value -h 4 to h 4max, preferably from O-to 2 ∅ 1 - the horizontal angle of the jacket of the ceramic insert 13 in front of the inlet opening ∅ 1: α 2 / a = from 0 to 0.5π, preferably 0.06 to 0.4π - the horizontal angle of the jacket of the divergent section 13b after the inlet opening 0 1:
Figure imgf000015_0001
from 0 to 0.5π, preferably from 0.06 to 0.4
- der mit der Horizontale gebildete Winkel des Man tels der zweiten konvergenten Strecke 13a nach der Eintrittsöffnung ∅ 1 :
Figure imgf000015_0002
von 0 bis 0, 5 π vorzugsweise von 0,06 bis 0,4π Im nachfolgenden werden die Stoffe für die Herstellung der Überzüge 16,17,19,20 und ihre Zusammensetzung beschrieben: Aluminium / Al / Iridium /Ir/
- The angle formed with the horizontal of the man of the second convergent path 13a after the inlet opening ∅ 1:
Figure imgf000015_0002
from 0 to 0.5π, preferably from 0.06 to 0.4π The substances for the production of the coatings 16, 17, 19, 20 and their composition are described below: Aluminum / Al / Iridium / Ir /
Zerium / Ce/ Chrom /Cr/, Lanthan /La/Cerium / Ce / Chromium / Cr /, Lanthanum / La /
Kobalt /Co/ Nickel /Ni/Cobalt / Co / Nickel / Ni /
Molibden /Mo/ Pallodium /Pd/ Osmium /Os/ Renium /Re/Molibden / Mo / Pallodium / Pd / Osmium / Os / Renium / Re /
Platine /Pt/ Vanadium /V/PCB / Pt / Vanadium / V /
Eisen /Fe/ Mangan /Mn/Iron / Fe / Manganese / Mn /
Die oben erwähnten Elemente gehören zur Reihe III, Vb, VIb, VΪIb, VIII des Periodensystems und der Gruppe der Lanthaniden, die in den Überzügen 16,17,19,20 im elementaren Zustand oder in legierter Form anwesend sind als Oxyde und Phosphate , im Verhältnis vom Gewicht% 0,001-3 beziehend auf die Keramik, vorzugsweise aber vom Gewicht% 0,6-1. Die oberflächliche Konzentration der Zusatzstoffe ist 50-2 Gewichte mehr als die Konzentration dieser Stoffe mit Innere der Keramik. Die Überzüge 16,17,19,20 sind die Oxydation befördernde, die Wärmefähigkeit erhöhende, an sich bekannte Stoffe.The elements mentioned above belong to the series III, Vb, VIb, VΪIb, VIII of the periodic table and the group of lanthanides, which are present in the coatings 16, 17, 19, 20 in elemental or alloy form as oxides and phosphates, in Ratio of the weight% 0.001-3 related to the ceramic, but preferably of the weight% 0.6-1. The superficial concentration of the additives is 50-2 weights more than the concentration of these substances with the inside of the ceramic. The coatings 16, 17, 19, 20 are substances known per se which promote oxidation, increase heat capacity.
Die Überzüge 17,18,19,20 sind von dauernhaft guter Emissionsfähigkeit. Ihre wichtigste Aufgabe liegt darin, die Oxydation des ausgeschiedenen Russes und des nicht verbrannten Brennstoffes zu befördern, die ausgestrahlte Wärmeübergabe zu verbessern und dadurch den feuertechnischen Wirkungsgrad des Kessels zu erhöhen. Die wichtigste Wirkung des erfindungsgemäßen Keramikeinsatzes liegt darin, daß die Strömung der Flamme und der Rauchgase getrennt werden, dadurch die Flamme mit dem Feuerraummantel kein Verhältnis hat, darum die Rauchgase im Raum zwischen der äußeren Mauer des Keramikeinsatzes 13 und der Mauer des Feuerraummantels 8 strömen müssen, inzwischen ihre Wärmeenergie an der Mauer des Brennraums bzw. des Feuerraums 8 gleichmäasig übergegeben wird. Die Rauchgase werden aus dem Feuerraum 8 durch, den Zug zwischen der Flammrohröffnung 10 und den Flammrohren 6 ausgetrieben. Die ausströmenden Rauchgase sind im Zustand vom beendeten Brennen.The coatings 17, 18, 19, 20 are of permanently good emissivity. Its most important task is to promote the oxidation of the soot that is excreted and the unburned fuel, to improve the radiated heat transfer and thereby to increase the boiler's efficiency in terms of fire technology. The most important effect of the ceramic insert according to the invention is that the flow of the flame and the flue gases are separated, as a result of which the flame has no relationship with the fire chamber jacket, therefore the smoke gases have to flow in the space between the outer wall of the ceramic insert 13 and the wall of the fire chamber jacket 8 , meanwhile their thermal energy is evenly transferred to the wall of the combustion chamber or the combustion chamber 8. The flue gases are expelled from the combustion chamber 8 through the train between the flame tube opening 10 and the flame tubes 6. The escaping flue gases are in the state when the burning has ended.
Die Anwendung des oben dargestellten erfindungsgemäßen Keramikeinsatzes wurde an einer Wascheinrichtung vom Heißwasser, mit ölfeuerung, unter hohem Druck geprüft. Wir haben die folgenden Ergebnisse bekommen:The application of the ceramic insert according to the invention shown above was on a washing device from hot water, with oil firing, tested under high pressure. We got the following results:
Mit der Heizeinrichtung wurde Öl von 6 kg/h verbrannt und Wasser von 720 l/h erwärmt. Die Abmessungen wurden im gegebenen Fallen mit gleichmäßigem Ölverbrauch und Wasserverbrauch nach den folgenden Voraussetzungen durchgeführt,With the heating device, oil of 6 kg / h was burned and water of 720 l / h was heated. The dimensions were carried out in the given case with uniform oil consumption and water consumption according to the following conditions,
1./ Anheiszeit: von Wassertemperatur 20°0 zur Wassertemperatur 80°C 2./ Anheizzeit: von der Wassertemperatur 20°C zur maximal erreichbaren Wassertemperatur. 3./ Die Abmessung der Rauchgaszusammensetzung: a./ Rußbild / nach Eacharach / b./ Rauchgastemperatur / ºC / c./ Kohlenmonoxydinhalt /CO/ d./ Kohlendioxydinhalt /CO2/ 4./ feuertechnischer Wirkungsgrad in %1. / Heating time: from water temperature 20 ° 0 to water temperature 80 ° C 2. / Heating time: from water temperature 20 ° C to the maximum achievable water temperature. 3. / The dimensions of the flue gas composition: a. / Soot pattern / according to Eacharach / b. / Flue gas temperature / ºC / c. / Carbon monoxide content / CO / d. / Carbon dioxide content / CO 2 / 4. / fire efficiency in%
I. Beispiel Als Ausrangspunkt wurde die Einrichtung von einer Serienausbildung ohne die Anwendung des erfindungsgemäßen Keramikeinsatzes geprüft.I. Example As a point of departure, the device was tested by series training without using the ceramic insert according to the invention.
- Die Anheizzeit dauerte von der Wassertemperatur 20°C zur Wassertemperatur 80°C bis 80 sec,- The heating time lasted from the water temperature 20 ° C to the water temperature 80 ° C to 80 sec,
- Rußbild 2 - Rauchgastemperatur 263°C- Soot pattern 2 - flue gas temperature 263 ° C
- CO-Inhalt >0,1%- CO content> 0.1%
- CO2- Inhalt 7,0%- CO 2 content 7.0%
- feuertechnischer Wirkungsgrad 80,0%- fire efficiency 80.0%
II. Beispiel Während der Prüfung wurde in den Erennraum der im ersten Beispiel dargestellten Einrichtung von einer Serienform der erfindungsgemäße Keramikeinsatz zusammengesetzt aus Al2O3, SiO2, TiO2 rohrförmig ausgebildet und mit einem Überzug von Stoffen Ce, Co, Mo, Pt versehen, in den Sackbrennraum eingebaut. Die Angaben der Abmessungen: - Die Anheizzeit dauerte von Wassertemperatur 20ºC zur Wassertemperatur 80°C bis 70 secII. Example During the test, the ceramic insert according to the invention composed of Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 was made tubular and provided with a coating of substances Ce, Co, Mo, Pt in the test area of the device shown in the first example , built into the bag combustion chamber. The dimensions: - The heating time lasted from water temperature 20ºC to water temperature 80 ° C to 70 sec
- Rußbild kein- Soot pattern no
- Rauchgastemperatur 208ºC - CO-Inhalt <0,1%- flue gas temperature 208ºC - CO content <0.1%
- CO2-Inhalt 8,5%- CO 2 content 8.5%
- feuertechnischer Wirkungsgrad 87% Nach unseren Erfahrungen wurde die Anheizzeit infolge der Anwendung des erfindungsgemäßen Keramikeinsatzes - im Gegensatz zu der Serieneinrichtung - um 10 sec vermindert, die Rußbildung hat aufgehört, die Rauchgastemperatur wurde um 55°C vermindert, der CO- Inhalt hat sich vermindert, der CO2-Inhalt um 1,5% erhöht und der feuertechnische Wirkungsgrad des Brennens wurde um 7 % erhöht. III. Beispiel- Firing efficiency 87% In our experience, the heating-up time was reduced by 10 seconds due to the use of the ceramic insert according to the invention - in contrast to the standard device - the soot formation has stopped, the flue gas temperature has been reduced by 55 ° C, the CO content has decreased , the CO 2 content increased by 1.5% and the fire efficiency of the burning was increased by 7%. III. example
In den Brennraum der im ersten Beispiel dargestellten Einrichtung von Serienausbildung wurde eine Keramik von Zusammensetzung aus Al2O3, ZrO2, TiO2 mit einem Überzug aus Stoffen Ir, Go, Pd, Os mit einer förmigen Oberfläche, nach der Fig. eingebaut. Die Angaben der Messungen:In the combustion chamber of the series production device shown in the first example, a ceramic of composition of Al 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 with a coating of substances Ir, Go, Pd, Os with a shaped surface was installed according to the figure. The details of the measurements:
- Die Anheizzeit dauerte von Wassertemperatur 20°C zur Wassertemperatur 80°C bis 64 sec - Rußbild kein- The heating time lasted from water temperature 20 ° C to water temperature 80 ° C to 64 sec - no soot
- Rauchgastemperatur 160°C- Flue gas temperature 160 ° C
- CO-Inhalt <0,1%- CO content <0.1%
- CO2-Inhalt 10,5% - feuertechnischer Wirkungsgrad 91 % Nach unseren Erfahrungen wurde die Anheizzeit durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Keramikeinsatzes (-einsätze) - im Gegensatz zu der Serieneinrichtung - um 16 sec vermindert, die Rußbildung hat aufgehört, die Rauchgastemperatur wurde um 103°C vermindert, der CO- Inhalt hat sich vermindert, der CO2-Inhalt um 3,5% erhöht und der feuertechnische Wirkunsgrad des Brennens wurde um 11% erhöht. IV. Beispiel- CO 2 content 10.5% - fire efficiency 91% In our experience, the heating-up time was reduced by the use of the ceramic insert (inserts) according to the invention - in contrast to the standard device - by 16 sec, soot formation has stopped and the flue gas temperature has increased reduced by 103 ° C, the CO content has decreased, the CO 2 content has been increased by 3.5% and the fire efficiency of burning has been increased by 11%. IV. Example
Die Angaben der Abmessungen mit der im ersten Beispiel dargestellten Serieneinrichtung:The dimensions given with the series device shown in the first example:
- Anheizzeit von Wassertemperatur 20°C zur erreichbaren maximalen Wassertemperatur 95°C 90 sec- Heating time from water temperature 20 ° C to the maximum water temperature 95 ° C attainable 90 seconds
- Rußbild 2- Soot pattern 2
- Rauchgastemperatur 290°C- Flue gas temperature 290 ° C
- CO-Inhalt >0,1%- CO content> 0.1%
- CO2-Inhalt 8% - feuertechnischer Wirkungsgrad 81%- CO 2 content 8% - fire efficiency 81%
V. BeispielV. Example
In den Brennraum der im ersten Beispiel dargestellten Serieneinrichtung wurde eine Keramik von Stoffzusammensetzung aus Al2O3, MgO, ZrO2, TiO2 mit einem Ü-berzug aus Ir, Cr, La, Pt, Ru förmig nach der Fig. eingebaut. Die Angaben der Abmessungen:In the combustion chamber of the series device shown in the first example, a ceramic material composition made of Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , TiO 2 with a coating of Ir, Cr, La, Pt, Ru was installed in the shape of the figure. The dimensions:
- Die Anheizzeit ist von Wasaertemperatur 20°C zur erreichbaren maximalen Wassertemperatur 120°C 85 sec. -Rußbild kein- The heating time is from water temperature 20 ° C to the attainable maximum water temperature 120 ° C 85 sec
- Rauchgastemperatur 190°C- Flue gas temperature 190 ° C
- CO-Inhalt < 0,1%- CO content <0.1%
- CO2-Inhalt 10,5%- CO 2 content 10.5%
- feuertechnischer Wirkungsgrad 90 % Nach unseren Erfahrungen wurde die Anheizzeit im- Fire efficiency 90% In our experience, the heating time in the
Gegensatz zu den gemessten Ergebnissen ohne den Keramikeinsatz um 45 sec vermindert, die erreichbare maximale Wassertemperatur um 25°C erhöht, die Rußbildung hat aufgehört, die Rauchgastemperatur wurde um 100% vermindert, der CO-Inhalt hat sich auch vermindert, der CO2-Inhalt wurde um 3,5% und der feuertechnische Wirkungsgrad um 10% erhöht.Contrary to the measured results without the ceramic insert reduced by 45 seconds, the achievable maximum water temperature increased by 25 ° C, the soot formation has ceased, the flue gas temperature has been reduced by 100%, the CO content has also decreased, the CO 2 content was increased by 3.5% and the fire efficiency by 10%.
VI. BeispielVI. example
Die Experimenten wurden durch einen Kessel mit Ölfeuerung von einer Dampfleistung 4 t/h durchgeführt. Es wurde die Einrichtung bei kleiner Flamme pro StundenThe experiments were carried out by an oil-fired boiler with a steam output of 4 t / h. It was set up with a low flame per hour
80 Nm3, bei großer Flamme pro Stunden 260 Nm3 Erdgasmenge - im Grundzustand und mit Gebrauch von kombinierten Mittel (bzw. Mitteln) bei gleichem Dampfverbrauch - verbrannt. Im Serienzustand , ohne die Anwendung des erfindungsgemäßen Keramikeinsatzes wurden die folgenden Abmessungen durchgeführt : Bei kleiner Flamme : - Rauchgastemperatur 150ºC80 Nm 3 , with a large flame 260 Nm 3 natural gas quantity - in the basic state and with the use of combined means (or means) with the same steam consumption - burned. The following dimensions were carried out in the serial state, without using the ceramic insert according to the invention: With a small flame: - Flue gas temperature 150 ° C
- CO-Inhalt >0,1%- CO content> 0.1%
- O02-Inhalt 5% -feuertechnischer Wirkungsgrad 87% Bei großer Flamme: - Rauchgastemperatur 240ºC- O0 2 -content 5% -fire efficiency 87% With a large flame: - Flue gas temperature 240ºC
- CO-Inhalt >0,1%- CO content> 0.1%
- CO2-Inhalt 10%- CO 2 content 10%
- feuertechnischer Wirkungsgrad 89%- fire efficiency 89%
Beim Gebrauch des erfindungsgemäßen Keramikeinsatzes wurde eine Keramie von Zusammensetzung aus Al2O3, MgO, TiO2 und mit einem Überzug mit Stoffen aus Ir, Co, Pd nach der Fig, in den Brennraum des im VI, Beispiel dargestellten Kessels mit Erdgasfeuerung eingebaut. Die Angaben der Abmessungen: - bei kleiner Flamme - Rauchgastemperatur 120°CWhen using the ceramic insert according to the invention, a ceramic with a composition of Al 2 O 3 , MgO, TiO 2 and a coating with materials made of Ir, Co, Pd according to the figure was installed in the combustion chamber of the boiler with natural gas firing shown in the example VI. The dimensions: - with a low flame - flue gas temperature 120 ° C
- CO-Inhalt < 0,1%- CO content <0.1%
-CO2 -Inhalt 7%-CO 2 content 7%
-feuertechnischer Wirkungsgrad 92%-fire efficiency 92%
- bei großer Flamme - Rauchgastemperatur 200°C - CO-Inhalt < 0,1%- with a large flame - flue gas temperature 200 ° C - CO content <0.1%
-CO2-Inhalt 12%-CO 2 content 12%
-feuertechnischer Wirkungsgrad 92% Each unseren Erfahrungen wurden durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Keramikeinsatzes die Abmessungsergebnissen zu den Ergebnissen im VI. Beispiel bei kleiner Flamme:-fire efficiency 92% Each of our experience, the application of the ceramic insert according to the invention, the dimensional results to the results in VI. Example with a small flame:
- die Rauchgastemperatur hat sich um 30°C vermindert- The flue gas temperature has decreased by 30 ° C
- der CO-Inhalt wurde um 0,1% weniger- The CO content decreased by 0.1%
- der CO2-Inhalt wurde um 2% mehr - der feuertechnische Wirkungsgrad wurde um 5% erhöht bei großer Flamme:- The CO 2 content was increased by 2% - the fire efficiency was increased by 5% with a large flame:
- die Rauchgastemperatur hat aich um 40°C vermindert- The flue gas temperature has decreased by 40 ° C
- der CO-Inhalt wurde um 0,1% weniger - der CO2-Inhalt wurde um 2% mehr- The CO content decreased by 0.1% - The CO 2 content increased by 2%
Die Heizeinrichtung wurde sowohl bei kleiner als auch bei großer Flamme mehr regelbar.The heating device became more controllable both with a small and with a large flame.
Die oben erwähnten Beispiele dienen nur zum Darstellen der Nützlichkeit vom erfindungsgemäßen Keramikeinsatz und begrenzen den Schutzkreis der Patennansprüche nicht. The examples mentioned above serve only to illustrate the usefulness of the ceramic insert according to the invention and do not limit the scope of protection of the patent claims.

Claims

P A T E N A NS P R Ü C H E PATENA NS PRÜ CHE
1. Keramikeinsatz für Kessel mit Sackbrennraum, zur Trennung der Flamme und der Rauchgase, zur Erhöhung des feuertechniachen Wirkungsgrades des Kessels, sowie zur Erhöhung der Lebensdauer des Kessels, wobei der Kessel mit einem mit flüssigem oder gasartigem Kohlenwasserstoff betriebbaren Brenner und mit einer Schleuderscheibe versehen ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im Sackbrennraum, in der Mittellinie des Brenners von einer Länge, fast entsprechend der gewünschten Flammenlänge als flammenführender und Rauchgas lenkender Keramikkörper mindestens ein solcher hohler Keramikeinsatz /13/ angeordnet ist, dessen Innere den Brennraum - das heißt den ersten Zug - bildet, während der zweite Zug /18/, das heißt der Zug der Rauchgase durch den Raum zwischen dem Keramikeinsatz /13/ und der Mauer /8/ des Sackbrennraums /1/ gebildet wird.1.Ceramic insert for boilers with a pocket combustion chamber, for separating the flame and the flue gases, for increasing the firing efficiency of the boiler, and for increasing the service life of the boiler, the boiler being equipped with a burner which can be operated with liquid or gaseous hydrocarbon and with a centrifugal disc , characterized in that at least one such hollow ceramic insert / 13 / is arranged in the sack combustion chamber, in the center line of the burner of a length almost corresponding to the desired flame length as a flame-guiding and flue gas-directing ceramic body, the interior of which is the combustion chamber - that is, the first draft - forms, while the second train / 18 /, that is, the train of flue gases is formed by the space between the ceramic insert / 13 / and the wall / 8 / the bag combustion chamber / 1 /.
2. Keramikeinsatz nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Keramikeinsatz /13/ aus auf die Längachse des Brenners konvergenten /13a/ und divergenten /13b/ Strecken derart ausgebildet ist, daß die erste Strecke /13a/ nach dem Brenner und der Schleuderscheibe /12/ eine konvergente Strecke von verengtem Querschnitt ist, Während die weiteren Strecken wechselhaft erweiterte dann verengte Strecken /13a,13b/ bilden, die zwecksmäßig, im Verhältnis der Maßbezeichnungen und der Form des Kessels aus Raumelementen mit Kurvenlinien, mit zweitklassigen Oberflächen, mit ebenflächigen Oberflächen bestehen können.2. Ceramic insert according to claim 1, characterized in that the ceramic insert / 13 / from converging on the longitudinal axis of the burner / 13a / and divergent / 13b / sections is formed such that the first section / 13a / after the burner and the centrifugal disc / 12 / is a convergent section of narrowed cross-section, while the other sections alternately expanded then narrowed sections / 13a, 13b /, which, in relation to the dimensions and the shape of the boiler, consist of spatial elements with curved lines, with second-class surfaces, with flat surfaces can exist.
3. Keramikeinsatz nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das engste Maß des Keramikeinsatzes /13/ "k" 0,95 ∅ 1, das maximale Maß "k" 0,98 ∅ e ist, wobei der Wert vom "k" abhängig von dem gestatteten Druckabfall, der Länge des Brennrauma und der Belastung des Brennrauma konstant ist, ∅ 1 das Maß des Brenners, ∅ e das Maß des Brennraums bedeuten. 3. Ceramic insert according to claim 2, characterized in that the narrowest dimension of the ceramic insert / 13 / "k" 0.95 ∅ 1, the maximum dimension "k" 0.98 ∅ e, the value of "k" depending on the permitted pressure drop, the length of the combustion chamber and the load on the combustion chamber a is constant, ∅ 1 is the size of the burner, ∅ e is the size of the combustion chamber
4. Keramikeinsatz nach Ansprüchen 1-3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Verhältnis der longitudinalen Abbildungen h2 der konvergenten Strecken /13a/ zum Verhältnis der Abbildungen h1 der divergenten Strecken /13b/ minimal 0,05, maximal 6 ist.4. Ceramic insert according to claims 1-3, characterized in that the ratio of the longitudinal maps h 2 of the convergent routes / 13a / to the ratio of the maps h 1 of the divergent routes / 13b / minimum 0.05, maximum 6.
5. Keramikeinsatz nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zum Keramikeinsatz /13/ ein an der Bodenmauer /8/ des Sackbrennraums angepaßtes, wärmereflektierendes Keramikelement, zum Beispiel eine Keramikplatte /7/ angeordnet ist,5. Ceramic insert according to claim 1, characterized in that the ceramic insert / 13 / a heat-reflecting ceramic element, for example a ceramic plate / 7 /, is arranged on the floor wall / 8 / of the bag combustion chamber,
6. Keramikeinsatz nach Ansprüchen 1-5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Stoff des Keramikeinsatzes /13/ aus einer der Temperatur über 1450°C und dem Wärmestoß widerstehenden, an sich bekannten Zusammensetzung aus AI, Zr, Mg, Si, Ti Oxyd-, Borid-, Nitrid-, Siliziö -Stoffzusammensetzung besteht,6. Ceramic insert according to claims 1-5, characterized in that the material of the ceramic insert / 13 / from a temperature resistant to 1450 ° C and the heat shock, known composition of Al, Zr, Mg, Si, Ti oxide, Consists of boride, nitride, silicon substance composition,
7. Keramikeinsatz nach Ansprüchen 1-6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Keramikeinsatz /13/ und im gegebenen Falle das wärmereflektierende Element, zum Beispiel eine Keramikplatte /7/ mit einem die oberflächliche Oxydation befördernden und/oder die Strahlfähigkeit erhöhenden, aus an sich bekannten Zusammensetzung bestehenden Überzug /16, 17, 19, 20/ versehen sind, diese Überzüge /16, 17,19, 20/ zwecksmäßig zur Reihe III, Vb, VIb, Vllb, VIII des Periodensystems gehören, die im elementaren Zustand oder in legierter Form und/oder ala Oxyde, Phoaphate sind, dessen auf die Keramik bezogene Gewicht% 0,001-3, vorzugsweise 0,8 ist. 7. Ceramic insert according to claims 1-6, characterized in that the ceramic insert / 13 / and in the given case, the heat reflecting element, for example a ceramic plate / 7 / with a surface oxidation promoting and / or increasing the radiance, known per se Composition of the existing coating / 16, 17, 19, 20 / are provided, these coatings / 16, 17, 19, 20 / belong purposefully to the series III, Vb, VIb, Vllb, VIII of the periodic table, which are in the elemental state or in an alloyed form and / or ala oxides, phoaphates, the weight of which is based on the ceramic% 0.001-3, preferably 0.8.
PCT/HU1986/000023 1986-04-17 1986-04-17 Ceramic insert for boilers with sack combustion chamber WO1987006327A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19860902465 EP0266340A1 (en) 1986-04-17 1986-04-17 Ceramic insert for boilers with sack combustion chamber
PCT/HU1986/000023 WO1987006327A1 (en) 1986-04-17 1986-04-17 Ceramic insert for boilers with sack combustion chamber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/HU1986/000023 WO1987006327A1 (en) 1986-04-17 1986-04-17 Ceramic insert for boilers with sack combustion chamber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1987006327A1 true WO1987006327A1 (en) 1987-10-22

Family

ID=10980682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/HU1986/000023 WO1987006327A1 (en) 1986-04-17 1986-04-17 Ceramic insert for boilers with sack combustion chamber

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0266340A1 (en)
WO (1) WO1987006327A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999006766A1 (en) * 1997-07-29 1999-02-11 Melitta Schneidawind Afterburner for a heating apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2457529B2 (en) * 1974-12-05 1976-09-30 Kötting, Felix, 5243 Herdorf HEAT STORAGE INSERT FOR OIL FIRING SYSTEMS
DE3024873A1 (en) * 1980-07-01 1982-01-21 Nibbrig, Bernhard, 8821 Haundorf Fire box for tube boiler - has central ceramic sleeve in hearth with burner at one end
DE3017050C2 (en) * 1980-05-03 1983-03-24 Stettner & Co, 8560 Lauf Use for stoves or boilers
DE3235592A1 (en) * 1982-09-25 1984-03-29 Manfred Prof. Dr.-Ing. 6301 Staufenberg Künzel Combustion chamber insert for heating boilers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2457529B2 (en) * 1974-12-05 1976-09-30 Kötting, Felix, 5243 Herdorf HEAT STORAGE INSERT FOR OIL FIRING SYSTEMS
DE3017050C2 (en) * 1980-05-03 1983-03-24 Stettner & Co, 8560 Lauf Use for stoves or boilers
DE3024873A1 (en) * 1980-07-01 1982-01-21 Nibbrig, Bernhard, 8821 Haundorf Fire box for tube boiler - has central ceramic sleeve in hearth with burner at one end
DE3235592A1 (en) * 1982-09-25 1984-03-29 Manfred Prof. Dr.-Ing. 6301 Staufenberg Künzel Combustion chamber insert for heating boilers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999006766A1 (en) * 1997-07-29 1999-02-11 Melitta Schneidawind Afterburner for a heating apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EP0266340A1 (en) 1988-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3930037C2 (en) Water tube boiler for steam generation
EP0970327A1 (en) A boiler fitted with a burner
DE2527618A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR BURNING CARBON DUST
AT391192B (en) COMBUSTION DEVICE
WO1987006327A1 (en) Ceramic insert for boilers with sack combustion chamber
DE4012363C2 (en) Solid fuel burning device, especially wood
DE2608170A1 (en) PROCESS FOR THE GASIFICATION AND COMBUSTION OF COAL TO RECOVER USED HEAT AND COAL GASIFICATION BURNERS FOR CARRYING OUT THE PROCESS
DE4111915C2 (en) Boiler for the combustion of liquid or gaseous fuels
DE827990C (en) Second air supply in generator gas firing
DE102012106580B4 (en) Flue gas powered oven device
DE2116779C3 (en) boiler
DE3614177C2 (en) combustion chamber
DE3524962A1 (en) Combustion furnace
DE67708C (en) Heating device for the purpose! of smoke burning
DE2234827C3 (en) Method and device for the combustion of combustible components in a carrier gas, in particular exhaust air, with the aid of a Stfitz flame
DE4013860C1 (en) Combustion system in solid fuel stove - uses rods or tubes promoting turbulence in secondary combustion shaft
AT74235B (en) Process and device for the distribution of heating gas and combustion air in furnaces.
DE3504225A1 (en) Atmospheric hot-water boiler with combustion chamber arranged at the bottom, in particular for gas firing
DE699444C (en) Articulated boiler for the combustion of particularly tar-forming fuels, such as long logs and. like
AT20900B (en) Firing with re-ignition of the flue gases.
DE10301857A1 (en) Firing a high power flue boiler, using a lignite dust fuel, has a pre-combustion chamber to burn the fuel with a jet to accelerate the gas flame into the flue for a high firing power
AT95042B (en) Burners for gas firing and grate firing.
DE2315663C3 (en) Device for afterburning the exhaust gases of a furnace, in particular the oil furnace of a heating boiler
DE382648C (en) Burner for gas firing
DE501025C (en) Gas heating furnace heated with luminous gas, in which the heating gases are deflected in the upper part of the furnace and directed downwards to the exhaust pipe located in the lower part of the furnace

Legal Events

Date Code Title Description
AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE