WO1998036218A1 - Gas or oil burner - Google Patents

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WO1998036218A1
WO1998036218A1 PCT/EP1998/000730 EP9800730W WO9836218A1 WO 1998036218 A1 WO1998036218 A1 WO 1998036218A1 EP 9800730 W EP9800730 W EP 9800730W WO 9836218 A1 WO9836218 A1 WO 9836218A1
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Christoph Schmitz
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Alpro Aluminium Processing Gmbh
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Abstract

The invention relates to a high-capacity gas or oil burner (1) for for heating an oven, comprising an air receiver (3,4,5) fitted with a gas or oil infeed (12) and an air inlet (16) and positioned coaxially to the burner axis and a burner plate (17) with a burner orifice (22). Said burner is mounted on a support frame (2) with which it can be shifted between the operating position in the burner housing (25) and an off position located outside the housing. In the operating position, the burner is driven far into the burner housing (25), forming an annular gap (24) therewith, so that the burner plate (17) is substantially flush with the inside wall (29) of the oven. A continuous gap (23) perpendicular to the burner axis (1A), joining the annular gap (24) to the burner orifice (23), is provided between the air receiver (3, 4, 5) and the burner plate coaxial thereto (17).

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION
RAS- ODER Ö BRENNERRAS OR Ö BURNER
Die Erfindung betrifft einen Gas- oder Ölbrenner für hohe Leistung, der einen Luftkasten mit einer Luftzufuhr und einer Gasbzw. Olzufuhr sowie eine Brennerplatte mit Brennermund umfaßt und der an einem Tragrahmen montiert und mit diesem zwischen der Betriebsstellung und einer Ruhestellung außerhalb des Ofens verfahrbar ist.The invention relates to a gas or oil burner for high performance, the air box with an air supply and a gas or gas. Oil supply and a burner plate with burner mouth includes and which is mounted on a support frame and can be moved with this between the operating position and a rest position outside the furnace.
Es ist bekannt, beispielsweise für das Betreiben von mit Gas oder öl beheizten Öfen, etwa zum Beheizen eines um seine waagerechte Achse rotierenden Trommelofens, ein- und ausfahrbare Brenner zu verwenden, die zum Beheizen vor eine hierfür vorgese- hene Brenneraufnahme gefahren werden und dabei auch - insbesondere bei Verwendung von Hochleistungsbrennern - zum Teil in die Brenneraufnahme eintauchen können. Um insbesondere hierbei einen störungsfreien Ablauf der Verfahrbewegungen sicherzustellen, ist hierzu die für den jeweiligen Brenner vorgesehene, ggf. zum Ofeninneren hin leicht konisch zulaufende Brenneraufnahme in der Regel so zu bemessen, daß zwischen dem Außenumfang des Brenners und der Innenwand der rohrförmigen Brenneraufnahme ein ausreichender Ringspalt verbleibt. Das dabei nicht zu vermeidende, durch Unter- oder Überdruck im Ofen verursachte Eindringen von Kaltluft bzw. das Austreten von Rauchgasen versuchte man durch geeignete Dichtungen, beispielsweise durch Schleifdichtungen, zu verhindern. Um den dabei auftretenden unerwünschten Verschleiß zu vermeiden, ließ man den Brenner nicht in die Ofenöffnung eintauchen, sondern verlegte seine Betriebsstellung möglichst nahe vor die möglichst eng an den Außendurchmesser des Brenners anpaßte Ofenöffnung. Nun weisen die gattungsgemäßen Öfen jedoch allgemein zur Isolierung eine Feuerfestauskleidung von beträchtlicher Dicke auf, weshalb sich für die von deren Dicke abhängige Länge der Ofenöffnung bei bekannten Ausführungen Werte zwischen ca. 500 mm und 700 mm ergeben konnten. Dies hatte zur Folge, daß sich die Flammenbildung in die Ofenöffnung zurückverlagerte, so daß die Flammenstrahlung im wesentlichen von der Feuerfestauskleidung abgefangen wurde und damit dem Verfahrensablauf im Ofeninneren verlorenging.It is known, for example, to operate burners which are heated with gas or oil, for example for heating a drum furnace which rotates about its horizontal axis, which burners are moved in front of a burner receptacle provided for this purpose, and also at the same time - in particular when using high-performance burners - can be partially immersed in the burner holder. In order to ensure, in particular, a trouble-free sequence of travel movements, the burner receptacle provided for the respective burner, possibly tapering slightly towards the inside of the furnace, is generally dimensioned such that there is a sufficient annular gap between the outer circumference of the burner and the inner wall of the tubular burner receptacle remains. The unavoidable ingress of cold air or the escape of flue gases caused by negative or positive pressure in the furnace was attempted to be prevented by suitable seals, for example by grinding seals. In order to avoid the undesirable wear occurring in this case, the burner was not allowed to be immersed in the furnace opening, but instead its operating position was moved as close as possible to the furnace opening, which was matched as closely as possible to the outer diameter of the burner. However, the stoves of the generic type generally have a refractory lining of considerable thickness for insulation, which is why values of between 500 mm and 700 mm could result for the length of the furnace opening depending on their thickness in known designs. As a result, the flame formation shifted back into the furnace opening, so that the flame radiation was essentially intercepted by the refractory lining and the process sequence inside the furnace was thus lost.
Dies führte nicht nur zu einer spürbaren Reduzierung des Brennerwirkungsgrads, die Verlagerung der Verbrennung in die Ofenöffnung war noch mit einem weiteren Nachteil verbunden. Wie entsprechende Untersuchungen zeigten, kann - insbesondere bei Ver- wendung von sog. Hochleistungsbrennern - eine praktisch CO-freie Verbrennung bei gleichzeitig auch stark reduzierter NO-Bildung erreicht werden, wenn während des Brennerbetriebs ständig ein Anteil von ca. 10 - 20% des sich im Ofen bildenden Abgasvolumens in die Flammenwurzel zurückgesaugt wird. Bei der vorhergehend beschriebenen Verlagerung der Flammenbildung in die Ofenöffnung war eine solche Rauchgasrücksaugung in die Flammenwurzel jedoch praktisch nicht möglich oder zumindest stark eingeschränkt.This not only led to a noticeable reduction in burner efficiency, the relocation of the combustion to the furnace opening was also associated with a further disadvantage. Corresponding studies have shown that - particularly when using so-called high-performance burners - a practically CO-free combustion can be achieved with a greatly reduced NO formation if a proportion of approx exhaust gas volume forming in the furnace is sucked back into the flame root. With the previously described shifting of flame formation into the furnace opening, however, such a flue gas re-suction into the flame root was practically impossible or at least severely restricted.
Weiterhin wurde gefunden, daß sich bei Verwendung von Hochlei- stungsbrennern besonders günstige Betriebsergebnisse erzielen lassen, wenn die Flammengeschwindigkeit während des Betriebs auf Werten von mindestens 60 bis 80 m/sec, besser mindestens 80 bis 120 m/sec gehalten werden kann, wobei auch dies mit den bekannten Brennern praktisch nicht oder nur schwer zu erreichen war.Furthermore, it has been found that when using high-performance burners, particularly favorable operating results can be achieved if the flame speed during operation can be kept at values of at least 60 to 80 m / sec, better at least 80 to 120 m / sec, with this also was practically impossible or difficult to achieve with the known burners.
Der Erfindung liegt danach die Aufgabe zugrunde, einen Hochleistungsbrenner bereitzustellen, der die vorhergehend beschriebenen Nachteile vermeidet und mit dem es möglich ist, Flammengeschwindigkeiten von mehr als ca. 60 m/sec, bevorzugt von ca. 80 bis 120 m/sec und mehr zu gewährleisten und damit die Wirkungsgrade erheblich zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch einen Gas- oder Ölbrenner der eingangs genannten Art gelöst, der sich dadurch auszeichnet, daß der Brenner in Betriebsstellung in die Brenneraufnahme, mit dieser einen den Brenner umgebenden Ring- spalt bildend, soweit eingefahren wird, daß die zum Ofeninneren weisende Begrenzung der Brennerplatte im wesentlichen mit der Ofeninnenwand bündig ist und daß zwischen dem Luftkasten und der an diesem befestigten Brennerplatte ein axialer Abstand vorgesehen ist, der einen in einer Normalebene und koaxial zur Brennerachse liegenden durchgehenden, Ringspalt und Brennermund verbindenden Spalt bildet. Bevorzugt reicht der verbindende Spalt über den gesamten Brennerquerschnitt und ist durch Abstandhalter überbrückt, welche den Luftkasten und die Brennerplatte miteinander verbinden.The object of the invention is to provide a high-performance burner which avoids the disadvantages described above and with which it is possible to ensure flame speeds of more than approx. 60 m / sec, preferably of approx. 80 to 120 m / sec and more and thus significantly improve the efficiency. This object is achieved by a gas or oil burner of the type mentioned at the outset, which is distinguished in that the burner is moved into the burner receptacle in the operating position, forming an annular gap surrounding the burner, to the extent that the inside of the furnace Pointing limitation of the burner plate is essentially flush with the inner wall of the furnace and that an axial distance is provided between the air box and the burner plate attached to it, which forms a continuous gap connecting the annular gap and the burner mouth in a normal plane and coaxial to the burner axis. The connecting gap preferably extends over the entire burner cross section and is bridged by spacers which connect the air box and the burner plate to one another.
Bei einer bevorzugten Ausführung besteht der Luftkasten aus einer kreiszylindrischen, zur Achse des Brenners koaxialen, geschlossenen Luftkastenaußenwand, einer eingangsseitigen Stirnwand mit mindestens einem Luftanschluß und einer in der Brenner- achse vorgesehenen zentralen Gas- oder Olzufuhr sowie einem Luftkastendeckel. Im Inneren des Luftkastens ist koaxial zu diesem an dessen zum Brennermund weisendem Luftkastendeckel ein Brennrohr befestigt, das bis kurz vor die Luftkastenstirnwand reicht und in welchem die intensive Vermischung der Luft mit dem Brennstoff stattfindet. Das Brennrohr ist von einem zu ihm konzentrischen Hüllrohr umgeben, das mit dem Brennrohrmantel einen Ringspalt bildet. In diesen Spalt wird die einströmende Luft durch entsprechende Einbauten geleitet und strömt entlang der Außenwand des Brennrohrs zwischen diesem und dem Hüllrohr zur Luftkastenstirnwand hin, wobei sie vor dem Eintritt in das Brennrohr dieses von außen kühlt und selbst vorgewärmt wird.In a preferred embodiment, the air box consists of a circular cylindrical, closed air box outer wall coaxial with the axis of the burner, an input end wall with at least one air connection and a central gas or oil supply provided in the burner axis and an air box cover. In the interior of the air box, a combustion tube is fastened coaxially to the air box cover on the air box cover facing the burner mouth, which extends to just before the air box front wall and in which the intensive mixing of the air with the fuel takes place. The burner tube is surrounded by a cladding tube concentric to it, which forms an annular gap with the burner tube jacket. The inflowing air is guided into this gap through appropriate internals and flows along the outer wall of the combustion tube between the latter and the cladding tube toward the air box end wall, cooling it from the outside before it enters the combustion tube and preheating itself.
Insbesondere den Strömungsquerschnitt vom Lufteintritt in der Stirnwand bis zu deren Eintritt in das Brennrohr zunehmend ver- kleinernde Einbauten im Inneren des Luftkastens führen dazu, daß die Strömungsgeschwindigkeit der durch den oder die in die Stirnwand mündenden Luftstutzen zugeführten Verbrennungsluft stark ansteigt und so beim Eintritt in das Brennrohr und dem Zusammentreffen mit dem durch die zentrale Gas- oder Olzufuhr in der Stirnwand zugeführten Brennstoff die Vermischung und Verwir- belung mit dem Brennstoff vor der Flammenbildung erheblich begünstigt wird. Dabei hat sich gezeigt, daß die Güte der Vermischung auch des entflammten Gemisches ggf. durch einen im Brennrohr quer zur Strömungsrichtung angeordneter Stauring weiter verbessert werden kann.In particular, the flow cross-section from the air inlet in the end wall to its entry into the combustion tube increasingly reducing internals inside the air box cause the flow rate of the combustion air supplied through the air nozzle or outlet ends into the front wall to rise sharply and thus when entering the Fuel tube and the encounter with the fuel supplied by the central gas or oil supply in the end wall, the mixing and entangling belung with the fuel before flame formation is significantly favored. It has been shown that the quality of the mixing of the ignited mixture can be further improved, if necessary, by a retaining ring arranged transversely to the direction of flow in the combustion tube.
Wie bereits erwähnt, ist das im Inneren des Luftkastens koaxial zu diesem an dessen zum Brennermund weisenden Luftkastendeckel befestigte, bis kurz vor die Luftkastenstirnwand reichende Brennrohr von einem zu den Einbauten gehörenden Rohr eingehüllt, durch welches zwischen dem Brennrohr und dem Hüllrohr ein Spalt gebildet wird.As already mentioned, the inside of the air box is coaxially attached to the air box cover, which faces the burner mouth and extends to the front of the air box end wall, and is encased by a pipe belonging to the internals, through which a gap is formed between the combustion pipe and the cladding pipe.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist die weiter oben be- reits beschriebene Anordnung eines im wesentlichen in einer Normalebene zur Brennerachse verlaufenden, den rohrförmigen Ringspalt mit dem Brennermund verbindenden Radialspalts, der bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung durch den Luftkastendeckel und die zur Brennerachse koaxiale, den Brennerstein auf- nehmende Zentrierplatte begrenzt und beispielsweise mit Hilfe von den Luftkastendeckel und den Zentrierteller miteinander verbindenden Abstandhaltern gebildet wird.An essential feature of the invention is the arrangement already described above of a radial gap which runs essentially in a normal plane to the burner axis and connects the tubular annular gap to the burner mouth, which in a particularly preferred development is provided by the air box cover and the burner block coaxial to the burner axis receiving centering plate is limited and is formed, for example, with the aid of spacers connecting the air box cover and the centering plate.
Dieser Spalt führt dazu, daß dort, wo er mit dem Brennermund zusammentrifft, die durch die hohe Geschwindigkeit der in den Brennermund schlagenden Flamme erzeugte Injektorwirkung dazu führt, daß einerseits Kaltluft durch den rohrförmigen Ringspalt in die Flamme gelangt, andererseits aber auch Rauchgasanteile aus dem Ofeninneren ebenfalls in den Spalt gesaugt und in die Flamme geführt werden, wodurch, wie weiter oben beschrieben, zumindest eine Reduzierung der C0- und NO-Anteile in den Verbrennungsgasen gefördert wird.This gap means that where it meets the burner mouth, the injector effect generated by the high speed of the flame striking the burner mouth leads to cold air on the one hand entering the flame through the tubular annular gap, and on the other hand also flue gas components from inside the furnace are also sucked into the gap and led into the flame, whereby, as described above, at least a reduction in the CO and NO proportions in the combustion gases is promoted.
Zwar muß dabei in Kauf genommen werden, daß weder die Menge der der Flamme durch den Ringspalt zwischen Brenner und Brennerauf- nähme zugeführten Luft noch der Anteil der in die Flamme zurückgeführten Verbrennungsgase festzulegen ist, durch die erfindungsgemäß vorgesehene Regelung der Luft- und Brennstoffzufuhr abhängig von der Rauchgastemperatur oder der Flammentemperatur ist es jedoch möglich, die Verbrennung so zu führen, daß diese Unsicherheiten ausgeglichen werden.It must be accepted that neither the amount of the flame through the annular gap between the burner and the burner Take air supplied the share of the combustion gases returned to the flame is to be determined, however, by regulating the air and fuel supply according to the invention depending on the flue gas temperature or the flame temperature, it is possible to control the combustion so that these uncertainties are compensated for.
Anhand des in der beigegebenen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung erläutert.The invention is explained on the basis of the exemplary embodiment illustrated in the accompanying drawing.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßenFig. 1 shows a longitudinal section through an inventive
Brenner; Fig. 2 eine Weiterbildung des Brenners im Bereich des Bren- nermundes .Burner; 2 shows a further development of the burner in the area of the burner mouth.
Die Fig. 1 zeigt den Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Brenners 1. Dieser ist mit dem in der Zeichnung nur angedeuteten Tragrahmen 2 verschraubt und mit diesem in die in der Brenner- aufnähme 25 liegende Betriebsstellung so weit eingefahren, daß die zum Ofeninnenraum weisende Oberfläche der Brennerplatte 17 etwa mit' der Ofeninnenwand 29 abschneidet, während zwischen dem Außenumfang des Brenners 1 und der Brenneraufnahme 25 ein im wesentlichen rohrförmiger, zur Brennerachse koaxialer Ring- oder Montagespalt 24 verbleibt.1 shows the longitudinal section of a burner 1 according to the invention. This is screwed to the support frame 2, which is only indicated in the drawing, and is moved with it into the operating position in the burner receptacle 25 so far that the surface of the burner plate 17 facing the furnace interior cuts approximately with 'the interior furnace wall 29, while a substantially tubular, remains between the outer periphery of the burner 1 and the torch receptacle 25 to the burner axis coaxial ring or mounting gap 24th
Der dargestellte Brenner 1 besteht aus zwei Hauptteilen, und zwar aus dem Luftkasten 3 bis 5 als Aufnahme- und Aufbereitungsmöglichkeit für Luft und Brennstoff und der - durch das Brenn- röhr 6 bzw. dessen Mundstück 5 mittelbar in den Luftkasten 3 bis 5 mit einbezogenen - Brennerplatte 17. Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Brenners 1 ist dabei, daß bei der dargestellten Ausführung beide Teile, nämlich Luftkasten 3 bis 5 und Brennerplatte 17 axial auseinandergerückt sind und zwischen sich einen im weiteren näher erläuterten durchgehenden, im wesentli- chen senkrecht zur Brennerachse verlaufenden und den Ring- oder Montagespalt 24 mit dem Brennermund 22 verbindenden Spalt 23 bilden.The burner 1 shown consists of two main parts, namely from the air box 3 to 5 as a receiving and processing facility for air and fuel and which - indirectly included in the air box 3 to 5 through the combustion tube 6 or its mouthpiece 5 - Burner plate 17. An essential feature of the burner 1 according to the invention is that, in the embodiment shown, both parts, namely air box 3 to 5 and burner plate 17, are axially separated from one another and between them a continuous, essentially Chen perpendicular to the burner axis and form the annular or assembly gap 24 with the burner mouth 22 gap 23.
Der Luftkasten 3 bis 5 der dargestellten Ausführungsform besteht im wesentlichen aus der eingangsseitigen Grundplatte 3, der kreiszylindrischen geschlossenen Außenwand 4 und dem zur Brennerplatte 17 weisenden Luftkastendeckel 5. In die Grundplatte 3 münden - in den angedeuteten Luftstutzen 16 - die schematisch angedeuteten, von einem ebenfalls nur als Symbol dargestellten Ventilator 32 kommenden Luftanschlüsse 33, 34, außerdem die in der Brennerachse angeordnete Gas- bzw. Öldüse. In einer zentralen kreisförmigen Öffnung im Luftkastendeckel 5 ist ein kreiszylindrischer Rohrabschnitt als Brennrohr 6 befestigt, das sich zur Grundplatte 3 hin erstreckt und in einem Abstand 31 vor dieser endet. Das Brennrohr 6 kann - wie dargestellt - mit dem Deckel 5 bündig sein oder auch zur Brennerplatte 17 hin über den Deckel 5 vorstehen. In der dargestellten Ausführung schneidet das Brennrohr 6 mit dem Deckel 5 ab und weist ein in die deckel- seitige Rohröffnung eingesetztes konisch zulaufendes Mundstück 15 auf, das mit seinem konischen freien Ende ein Stück in den Brennermund 22 hineinragt und mit diesem eine Art Injektordüse bildet.The air box 3 to 5 of the illustrated embodiment consists essentially of the input-side base plate 3, the circular-cylindrical closed outer wall 4 and the air box cover 5 facing the burner plate 17. The base plate 3 - in the indicated air connection piece 16 - also includes the schematically indicated one Fan 32 shown only as a symbol coming air connections 33, 34, and also the gas or oil nozzle arranged in the burner axis. In a central circular opening in the air box cover 5, a circular cylindrical tube section is attached as a fuel tube 6, which extends towards the base plate 3 and ends at a distance 31 in front of it. The fuel tube 6 can - as shown - be flush with the cover 5 or also protrude towards the burner plate 17 over the cover 5. In the embodiment shown, the fuel tube 6 cuts off with the cover 5 and has a tapered mouthpiece 15 inserted into the cover-side tube opening, which projects with its conical free end a bit into the burner mouth 22 and forms a kind of injector nozzle with it.
Hauptteil der Brennerplatte 17 ist der durch geeignete Befestigungsanker 20 in einem tellerförmigen Zentrierteller 18 gehaltene Brennerstein 19. Wie deutlich zu erkennen, ist die Brennerplatte 17 mit dem Luftkastendeckel 5 über Abstandhalter 21 sicher verbunden und auf diese Weise von diesem getragen. Bei der dargestellten Ausführung wird der mehrfach erwähnte Spalt 23 einerseits durch den Luftkastendeckel 5 und andererseits durch die Außenfläche des tellerförmigen, den Brennerstein 19 aufnehmenden Zentriertellers 18 begrenzt und ist durch die Abstandhalter 21 in seinen Maßen festgelegt. Im Luftkasten 3 bis 5 findet die Aufbereitung des Gas- oder Öl- Luftgemisches statt, wozu eine intensive Durchmischung des Brennstoffes mit der Luft erforderlich ist. Hierzu sind erfindungsgemäß Maßnahmen vorgesehen, die vom Lufteintritt bei den Stutzen 16 bis zum Zusammentreffen der Verbrennungsluft mit dem durch die Düse 12 eingespritzten Brennstoff eine starke Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit sowie eine kräftige Verwirbelung der Luft bewirken. Dazu ist bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Durchmesser der Luftkastenaußenwand 4 mindestens das 3- bis 4-fache des Brennrohrdurchmessers mißt, was - in Verbindung mit weiteren, in dem Luftkasten 3 bis 5 vorgesehenen Luftführungseinbauten 8 bis 11 vom Lufteintritt in die Luftstutzen 16 bis zum Eintritt der Luft in das Brennrohr 6 zu einer starken Verkleinerung des Strömungsquerschnitts führt.The main part of the burner plate 17 is the burner block 19, which is held in a plate-shaped centering plate 18 by suitable fastening anchors 20. As can clearly be seen, the burner plate 17 is securely connected to the air box cover 5 via spacers 21 and is thus supported by it. In the embodiment shown, the repeatedly mentioned gap 23 is limited on the one hand by the air box cover 5 and on the other hand by the outer surface of the plate-shaped centering plate 18 receiving the burner block 19 and is defined in its dimensions by the spacers 21. Air boxes 3 to 5 are used to process the gas or oil-air mixture, which requires intensive mixing of the fuel with the air. For this purpose, measures are provided according to the invention which bring about a strong increase in the flow velocity and a strong swirling of the air from the air inlet in the connection piece 16 to the meeting of the combustion air with the fuel injected through the nozzle 12. For this purpose, it is provided in a further development of the invention that the diameter of the outer air box wall 4 measures at least 3 to 4 times the diameter of the fuel tube, which - in connection with further air duct fittings 8 to 11 provided in the air box 3 to 5 from the air inlet into the air nozzle 16 leads to a large reduction in the flow cross section until the air enters the combustion tube 6.
So ist - wie bereits erwähnt - das Brennrohr 6 von einem kreiszylindrischen, es mit einem radialen Abstand 35 konzentrisch umgebenden Rohrabschnitt 9 eingehüllt, dessen zum Deckel 5 weisendes Ende mit einem Abstand 36 vom Luftkastendeckel 5 beginnt und dessen anderes Ende mit einem Bodenblech 7 verbunden ist, das seinerseits in eine Zentrierung 7A auf der Innenseite des Kastenbodens 3 eingreift. Auf dem zum Deckel 5 weisenden Ende des Rohrabschnitts 9 ist ein radial auskragender, mit einigem Abstand vor der Luftkastenaußenwand 4 endender ebener Blechring 8 auf den Rohrrand aufgesetzt, der zusammen mit dem Rohrabschnitt 9 einen Strömungskanal bildet, welcher - am Außenrand des Ringes 8 beginnend - zunächst (s. Abstand 36) zwischen Blechring 8 und Luftkastendeckel 5 und dann (s. Abstand 35) zwischen dem Außenmantel des Brennrohrs 6 und dem Rohrabschnitt 9 verläuft und schließlich zwischen der Grundplatte 3 und dem zur Grundplatte 3 weisenden Brennrohrende (Abstand 31) in das Brennrohr 6 führt. Die durch den Zwischenraum 35 zwischen dem Brennrohr 6 und dem dieses umgebenden Rohrabschnitt 9 strömende Luft bewirkt eine kräftige Kühlung des Brennrohrs und wird dabei selbst vorgewärmt. In dem Zwischenraum 35 zwischen dem Brennrohr 6 und dem dieses umgebenden Rohrabschnitt 9 sowie in dem Zwischenraum 31 zwischen der Grundplatte 3 und dem Brennrohr 6 sind Luftleitbleche 10, 11 vorgesehen, die so eingesetzt sind, daß sie die Wirkung der durch die erwähnte starke Verkleinerung der Strömungsquerschnitte erhöhten Strömungsgeschwindigkeit noch durch eine kräftige Verwirbelung des sich in dem Brenn- oder Mischrohr 6 bildenden Brennstoff-Luftgemisches unterstützen.Thus, as already mentioned, the fuel tube 6 is encased by a circular cylindrical tube section 9, which concentrically surrounds it with a radial distance 35, the end of the tube section 5 which faces towards the lid 5 begins at a distance 36 from the air box lid 5 and the other end of which is connected to a base plate 7 , which in turn engages in a centering 7A on the inside of the box bottom 3. On the end of the tube section 9 facing the cover 5, a radially projecting, flat sheet metal ring 8, which ends at a certain distance in front of the air box outer wall 4, is placed on the tube edge, which together with the tube section 9 forms a flow channel which - starting at the outer edge of the ring 8 - first (see distance 36) between sheet metal ring 8 and air box cover 5 and then (see distance 35) between the outer jacket of the fuel pipe 6 and the pipe section 9 and finally between the base plate 3 and the end of the fuel pipe 3 (distance 31) in the fuel tube 6 leads. The air flowing through the intermediate space 35 between the fuel tube 6 and the tube section 9 surrounding it causes vigorous cooling of the fuel tube and is preheated itself. In the space 35 between the fuel tube 6 and the surrounding pipe section 9 and in the space 31 between the base plate 3 and the fuel tube 6 air baffles 10, 11 are provided, which are used so that they have the effect of the mentioned by the large reduction of Flow cross sections support increased flow speed by vigorous swirling of the fuel-air mixture forming in the combustion or mixing tube 6.
Die so geführte Verbrennungsluft tritt so stark verwirbelt und mit hoher Geschwindigkeit durch den erwähnten Zwischenraum 31 in das Innere des Brennrohrs 6 ein, wo in einer u.a. im wesentlichen von der Strömungsgeschwindigkeit des entstehenden Gemisches abhängenden Entfernung von der Brennstoffdüse 12 die Flamme ge- bildet wird, die vom Brennrohrmundstück 15 mit hoher Geschwindigkeit durch den Brennermund 22 in den Ofen schlägt.The combustion air thus guided enters the interior of the combustion tube 6 so strongly swirled and at high speed through the above-mentioned intermediate space 31, where in a. essentially depending on the flow speed of the resulting mixture from the fuel nozzle 12, the flame is formed which strikes from the fuel pipe mouthpiece 15 at high speed through the burner mouth 22 into the furnace.
Beim Überströmen der Flamme vom Brennrohr 6 zum Brennermund 22 entsteht - durch die Form der Einmündung des Spalts 23 in den Brennermund 22 und insbesondere durch die Anordnung des in der dargestellten Form als bevorzugte Weiterbildung vorgesehenen Brennrohrmundstücks 15 verstärkt - eine starke Injektorwirkung und dadurch - wie durch die Pfeile 30 angedeutet - am Eingang des Spalts 23 ebenfalls eine kräftige Sogwirkung. Dadurch wird einerseits Kaltluft von außen, andererseits aber auch ein entsprechender Anteil an Verbrennungsgasen aus dem Ofen in den Ring- oder Montagespalt 24 und weiter durch den Spalt 23 in die Flamme bzw. die Flammenwurzel gesaugt.When the flame flows over from the burner tube 6 to the burner mouth 22, the shape of the opening of the gap 23 in the burner mouth 22 and, in particular, the arrangement of the burner mouthpiece 15 provided in the form shown as a preferred further development results in a strong injector effect and thereby - as by the arrows 30 indicated - at the entrance of the gap 23 also a strong suction. As a result, cold air is sucked in from the outside on the one hand, but on the other hand a corresponding proportion of combustion gases is drawn from the furnace into the ring or assembly gap 24 and further through the gap 23 into the flame or the flame root.
Bei einer Weiterbildung zur Verbesserung der Verbrennung kann, wie dargestellt, in dem Brennrohr 6 etwa auf halbem Wege zwischen Düse 12 und Brennrohrmundstück 15 ein Stauring 13 vorgesehen sein, der eine zentrische Bohrung 13A als Durchtritt für die Flamme aufweist und mit Hilfe von Halterungen 14 befestigt ist. Durch ihn soll eine Verstärkung der Verwirbelung erreicht wer- den. Dabei können - bei einer Weiterbildung - zwischen dem Stauring und dem Brennrohrmundstück 15 Zusatzluftzuführungen 28 vorgesehen sein, die zu einer weiteren Verbesserung der Verbrennung führen können.In a further development for improving the combustion, as shown, a baffle ring 13 can be provided in the combustion tube 6 approximately halfway between the nozzle 12 and the fuel tube mouthpiece 15, which has a central bore 13A as a passage for the flame and is fastened with the aid of brackets 14 is. It is intended to increase the turbulence the. In a further development, 15 additional air feeds 28 can be provided between the retaining ring and the fuel pipe mouthpiece, which can lead to a further improvement in the combustion.
Die Fig. 2 schließlich zeigt eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brenners, bei der zwischen Brennrohr 6 und Brennerplatte 17 in der Brennerachse 1A ein Verdrängungskörper 26, 27 vorgesehen ist, der eine Verkleinerung des Querschnitts und damit eine weitere Erhöhung der Flammengeschwindigkeit bewirkt. Finally, FIG. 2 shows a development of the burner according to the invention, in which a displacement body 26, 27 is provided between the burner tube 6 and burner plate 17 in the burner axis 1A, which causes a reduction in the cross section and thus a further increase in the flame speed.
Zusammenstellung der BezugszeichenCompilation of the reference symbols
Brenner A Brennerachse Tragrahmen, Grundplatte, Luftkasten Luftkasten, Luftkastenaußenwand, Außenwand Luftkasten, Luftkastendeckel, Deckel Brennrohr, Mischrohr Bodenblech A Zentrierung Führungsblech, Führungsplatte, Blechrand Führungsrohr 0 Leitblech, Luftführungsblech 1 Leitblech, Radialführung 2 öldüse; Gasdüse 3 Stauring 3A Bohrung 4 Halterung 5 Brennrohrmundstück 6 Luftstutzen 7 Brennerplatte 8 Zentrierteller 9 Frontplatte, Brennerstein 0 Befestigungsanker 1 Abstandhalter 2 Brennermund 3 Radialspalt, Ringspalt 4 Spalt, Montagespalt 5 Brenneraufnahme, Aufnahmerohr 6 Verdrängerkörper 7 Konusansatz VerdrängerkörperBurner A burner axis support frame, base plate, air box air box, air box outer wall, outer wall air box, air box cover, cover of combustion tube, mixing tube base plate A centering guide plate, guide plate, edge of plate guide tube 0 guide plate, air guide plate 1 guide plate, radial guide 2 oil nozzle; Gas nozzle 3 retaining ring 3A hole 4 holder 5 fuel pipe mouthpiece 6 air connector 7 burner plate 8 centering plate 9 front plate, burner stone 0 mounting anchor 1 spacer 2 burner mouth 3 radial gap, annular gap 4 gap, mounting gap 5 burner receptacle, receiving tube 6 displacer body 7 cone attachment displacer body
28 Sekundärluftzuführung 29 Feuerraumbegrenzung, Ofeninnenwand Ansaugströmung Abstand Ventilator, Luftversorgung Luftanschluß Luftanschluß Strömungskanal, Abstand Strömungskanal, Abstand 28 Secondary air supply 29 Fire chamber limitation, inner furnace wall Intake flow distance fan, air supply air connection air connection flow channel, distance flow channel, distance

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Gas- oder ölbrenner für hohe Leistung, der einen Luftkasten mit einer Gas- bzw. olzufuhr sowie einer Luftzufuhr sowie eine Brennerplatte mit Brennermund umfaßt, und der an einem Tragrahmen montiert und mit diesem zwischen der Betriebsstellung in einer im wesentlichen rohrförmigen Brenneraufnahme eines Ofens und einer Ruhestellung außerhalb des Ofens verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (1) in Betriebsstellung in die Brenneraufnahme (25) , mit dieser einen den Brenner umgebenden Ringspalt (24) bildend, soweit eingefahren ist, daß die zum Ofeninneren weisende Begrenzung der Brennerplatte (17) im wesentli- chen mit der Ofeninnenwand (29) bündig ist und daß zwischen dem Luftkasten (3 - 5) und der an diesem befestigten Brennerplatte (17) ein axialer, in einer Normalebene und koaxial zur Brennerachse (1A) verlaufender, den Ringspalt (24) mit dem Brennermund (22) verbindender Spalt (23) vorgesehen ist.1. Gas or oil burner for high performance, which comprises an air box with a gas or oil supply and an air supply and a burner plate with burner mouth, and which is mounted on a support frame and with this between the operating position in a substantially tubular burner receptacle of a furnace and a rest position can be moved outside the furnace, characterized in that the burner (1) in the operating position in the burner receptacle (25), forming an annular gap (24) surrounding the burner, is retracted to the extent that the limitation of the inside of the furnace The burner plate (17) is essentially flush with the inner wall of the furnace (29) and that between the air box (3 - 5) and the burner plate (17) attached to it, an axial, in a normal plane and coaxial to the burner axis (1A), the gap (24) connecting the annular gap (24) with the burner mouth (22) is provided.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verbindende Spalt (23) über den gesamten Brennerquer- schnitt reicht und durch Abstandhalter (21) überbrückt wird, welche den Luftkasten (3 - 5) und die Brennerplatte (17) miteinander verbinden.2. Burner according to claim 1, characterized in that the connecting gap (23) extends over the entire cross-section of the burner and is bridged by spacers (21) which connect the air box (3 - 5) and the burner plate (17) to one another.
3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkasten (3 - 5) aus einer kreiszylindrischen, zur3. Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the air box (3 - 5) from a circular cylindrical, for
Achse (1A) des Brenners (1) koaxialen LuftkastenaußenwandAxle (1A) of the burner (1) coaxial air box outer wall
(4), einer eingangsseitigen Stirnwand (3) und einem zur(4), an input end wall (3) and one for
Brennerplatte weisenden Luftkastendeckel (5) besteht, wobei Stirnwand (3) und Luftkastendeckel (5) in einer Normalebene zur Brennerachse (1A) verlaufen, daß der Luftkästen (3 - 5) mit Luftführungseinbauten (8 -Burner plate facing air box cover (5), the end wall (3) and air box cover (5) in a normal plane run to the burner axis (1A) so that the air boxes (3 - 5) with air duct fittings (8 -
11) ausgerüstet ist, daß in der Stirnwand (3) des Luftkastens (3 - 5) eine zen- trale Gas- oder Olzufuhr (10) sowie wenigstens ein Luftanschluß (33; 34) münden und daß in einer angepaßten kreisförmigen Öffnung des zum Brennermund (22) weisenden Luftkastendeckels (5) ein mit seinem zur Brennerplatte (17) weisenden Ende mit dem Luftkasten- deckel (5) abschneidendes oder über diesen hinausragendes Brenn- oder Mischrohr (6) koaxial zum Brennermund (22) befestigt ist und sich mit dem anderen Ende zur Luftkastenstirnwand (3) hin erstreckt.11) is equipped such that a central gas or oil supply (10) and at least one air connection (33; 34) open into the end wall (3) of the air box (3 - 5) and that in an adapted circular opening to the burner mouth (22) pointing air box cover (5) one with its end facing the burner plate (17) with the air box cover (5) cutting or protruding over this burner or mixing tube (6) is fastened coaxially to the burner mouth (22) and is attached to the the other end to the air box end wall (3) extends.
4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Durchmesser der Luftkastenaußenwand (4) und des Brenn- oder Mischrohrs (6) sich verhalten wie ca. 3: 1 bis 4:1.4. Burner according to claim 3, characterized in that the dimensions of the diameter of the air box outer wall (4) and the combustion or mixing tube (6) behave as about 3: 1 to 4: 1.
5. Brenner nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenn- oder Mischrohr (6) mit dem zur Luftkastenstirnwand (3) weisenden Ende in einem kurzen Abstand (31) vor dieser (3) endet.5. Burner according to claim 3 or 4, characterized in that the combustion or mixing tube (6) ends with the air box end wall (3) facing end at a short distance (31) in front of this (3).
6. Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an das zur Brennerplatte (17) weisende Ende des Brennrohrs (6) ein Brennrohrmundstück (15) angesetzt ist.6. Burner according to one of claims 3 to 5, characterized in that at the burner plate (17) facing end of the fuel tube (6) a fuel pipe mouthpiece (15) is attached.
7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Brennrohrmundstück (15) zum Brennermund (22) hin konisch verengt. 7. Burner according to claim 6, characterized in that the fuel pipe mouthpiece (15) to the burner mouth (22) narrows conically.
8. Brenner nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennermundstück (15) mit einem kurzen Abschnitt seines freien Endes in den Brennermund (22) hineinragt.8. Burner according to claim 6 or 7, characterized in that the burner mouthpiece (15) protrudes with a short portion of its free end into the burner mouth (22).
9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusammen mit einem Brennerstein (19) den Brennermund (22) bildender, zur Brennerachse (1) koaxialer Zentriertel- 1er (18) über Abstandhalter (21) mit dem Luftkastendeckel (5) des Luftkastens (3 - 5) verbunden ist und mit diesem (5) zusammen den im wesentlichen senkrecht zur Brennerachse (1A) verlaufenden Spalt (23) bildet.9. Burner according to one of claims 1 to 8, characterized in that one together with a burner block (19) forming the burner mouth (22), to the burner axis (1) coaxial Zentriertel- 1er (18) via spacers (21) with the air box cover (5) of the air box (3-5) is connected and together with this (5) forms the gap (23) which runs essentially perpendicular to the burner axis (1A).
10. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftführungseinbauten (8 - 11) ein kreiszylindrischer, mit einem Abstand (36) vom Luftkastendeckel (5) beginnender, das Brennrohr (6) mit radialem Abstand (35) einhüllen- der Rohrabschnitt (9) sowie ein auf dem deckelseitigen Umfang des Rohrabschnittsendes befestigter, einen Abstand (36) vom Luftkastendeckel (4) aufweisender, radial auskragender ebener Blechring (8) angeordnet sind, und daß in dem Zwischenraum (35) zwischen dem Brennrohr (6) und dem dieses umgebenden Rohrabschnitt (9) sowie in dem Abstand (31) zwischen der Grundplatte (3) und dem Brenn- oder Mischrohr (6) Luftleitbleche (10, 11) vorgesehen sind.10. Burner according to one of claims 1 to 9, characterized in that a circular cylindrical, with a distance (36) from the air box cover (5) starting, envelop the combustion tube (6) with a radial distance (35) as air guide internals (8 - 11) - The pipe section (9) and on the cover-side circumference of the pipe section end, a distance (36) from the air box cover (4), radially projecting flat sheet metal ring (8) are arranged, and that in the space (35) between the fuel pipe ( 6) and the pipe section (9) surrounding it and in the distance (31) between the base plate (3) and the combustion or mixing pipe (6) air baffles (10, 11) are provided.
11. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt (9) mit einem Boden (7) versehen und mit diesem in einem auf der Innenseite der Grundplatte (3) angebrachten Zentrieraufsatz (7A) eingesetzt ist, und daß die Luftleitbleche (11) zwischen dem Ende des Brenn- rohrs (6) und dem Boden (7) vorgesehen sind. 11. Burner according to claim 10, characterized in that the tube section (9) is provided with a bottom (7) and is used with this in a on the inside of the base plate (3) attached centering attachment (7A), and that the air baffles (11th ) are provided between the end of the burner tube (6) and the bottom (7).
12. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Brenn- oder Mischrohrs (6) mit Hilfe geeigneter Halterungen (14) ein eine zentrische Bohrung (13A) aufweisender feuerfester Stauring (13) koaxial zur Brennerachse (1A) angeordnet ist.12. Burner according to one of claims 1 to 11, characterized in that in the interior of the combustion or mixing tube (6) with the aid of suitable holders (14) has a central bore (13A) having refractory retaining ring (13) coaxial to the burner axis (1A ) is arranged.
13. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Mischrohrs (6) der Nachverbrennung dienende Sekundärluftzuführungen (28) vorgesehen sind.13. Burner according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the interior of the mixing tube (6) for secondary combustion serving secondary air supply lines (28) are provided.
14. Brenner nach Anspruch 13, dadurch gekennze chnet, daß die Sekundärluftzuführungen (28) zwischen dem Stauring (13) und dem Brennrohrmundstück (15) vorgesehen sind.14. Burner according to claim 13, characterized in that the secondary air supply lines (28) are provided between the baffle ring (13) and the fuel pipe mouthpiece (15).
15. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzei hnet, daß ein rotationssymmetrischer Verdrängerkörper (26, 27) in der Brennerachse (1A) derart angeordnet ist, daß er - den normal zur Brennerachse (1A) verlaufenden Spalt (23) überbrük- kend - in den freien Querschnitt des Brennrohrmundstücks (15) sowohl als auch des Brennermunds (22), beide veren- gend, hineinragt. (Fig. 2)15. Burner according to one of claims 1 to 14, characterized in that a rotationally symmetrical displacer (26, 27) is arranged in the burner axis (1A) in such a way that it bridges the gap (23) running normally to the burner axis (1A) - Kend - protrudes into the free cross-section of the fuel pipe mouthpiece (15) as well as the burner mouth (22), both narrowing. (Fig. 2)
16. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzei hnet, daß dem Brenner (1) eine insbesondere elektronische Regelstrek- ke zugeordnet ist, mit welcher durch Beeinflussung der Luft- und der Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von der Rauchgastemperatur oder der Flammentemperatur der Funktionsablauf und insbesondere die Flammengeschwindigkeit einregelbar sind. 16. Burner according to one of claims 1 to 15, characterized in that the burner (1) is assigned a control path, in particular an electronic one, with which the function sequence is influenced by influencing the air and fuel supply as a function of the flue gas temperature or the flame temperature and in particular the flame speed can be adjusted.
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