WO2007134580A1 - Flame modelling - Google Patents

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WO2007134580A1
WO2007134580A1 PCT/DE2007/000895 DE2007000895W WO2007134580A1 WO 2007134580 A1 WO2007134580 A1 WO 2007134580A1 DE 2007000895 W DE2007000895 W DE 2007000895W WO 2007134580 A1 WO2007134580 A1 WO 2007134580A1
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Ulrich Dreizler
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Abstract

Proposed is a method for the combustion of liquid and/or gaseous fuels, and a fan burner for carrying out said method, in which an envelope flame which delivers the actual firing power is arranged around a core flame, wherein at least the core flame can be modelled in terms of its size and shape such that it, in particular on account of a variable configuration, generates an inner, internal waste gas recirculation situated in the interior of the envelope flame.

Description

Flammenmodellierungflames modeling
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, bzw. einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bzw. des Anspruchs 11.The invention is based on a method or a device for carrying out this method according to the preamble of claim 1 or of claim 11.
Ein grundsätzliches Problem bei der Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen über derartige Verfahren, bzw. Vorrichtungen besteht in der Ausbildung, bzw. Gestaltung der Flamme um einerseits zur Einsparung von Brennstoff einen möglichst guten wirksamen Wärmeübergang von der Flamme an das Wärmeträgermaterial, beispielsweise Wasser, z. B. innerhalb eines Heizkessels, zu erreichen und andererseits durch die Gestaltung bzw. Ausbildung der Flamme den zunehmend strengeren Anforderungen an die Entgiftung des Abgases zu genügen.A fundamental problem in the combustion of liquid or gaseous fuels via such methods, or devices consists in the formation or design of the flame on the one hand to save fuel the best possible effective heat transfer from the flame to the heat transfer material, such as water, eg , B. within a boiler, and on the other hand by the design or training of the flame to meet the increasingly stringent requirements for the detoxification of the exhaust gas.
Es ist bekannt bei gattungsgemäßen Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Abgasentgiftung eine teilweise Rückführung von Abgasen in die Wurzel der Flamme während des Verbrennungsvorgangs durchzuführen (EP 0 347 834; Dreizier), wodurch die Verbrennungstemperatur und damit der Anteil des giftigen NOx im Gesamtabgas des Verbrennungsvorgangs reduziert wird. Um dies zu erzielen sind bei dem bekannten Brennerkopf und entsprechenden Verfahren an dem die Flamme gestaltenden Brennrohr bzw. dem sich anschließenden Flammrohr, radiale Öffnungen vorhanden zur Rezirkulation von Abgas, wobei diese Rezirkulation noch durch in die Flamme ragende Stege unterstützt wird. Die Rückführung von Abgasen ist sowohl im Außenbereich der Flamme als auch bis hin zur Wurzel erforderlich, um die gewünschte NOx - Reduzierung zu erzielen.It is known in generic methods and devices for exhaust gas detoxification, a partial recycling of exhaust gases in the Root of the flame during the combustion process perform (EP 0 347 834, Dreizier), whereby the combustion temperature and thus the proportion of toxic NO x in the total exhaust gas of the combustion process is reduced. In order to achieve this, in the known burner head and corresponding methods on which the flame-shaping combustion tube or the adjoining flame tube, radial openings exist for the recirculation of exhaust gas, this recirculation is still supported by projecting into the flame webs. Exhaust gas recirculation is required both outside the flame and down to the root to achieve the desired NO x reduction.
Bei einer anderen bekannten gattungsgemäßen aber nur für Heizöl bestimmten Feuerungsanlage (EP 0 913 631 A2; Weishaupt), bei der ebenfalls zur Stickoxidreduzierung Abgase in die Flamme zurückgeführt werden, sind um eine zentrale Zerstäuberdüse herum mit eigener Zündeinrichtung zur Erzielung einer möglichst homogenen Verteilung von Brennstoff, Luft und Abgas zusätzliche Zerstäuberdüsen gleichmäßig beabstandet angeordnet, wie auch sonst in vielfältiger Weise durch den Stand der Technik bekannt. Obwohl auf die zentrale Zerstäuberdüse für ihre Aufgabe als Pilotoder Zündflammdüse nur ein entsprechend verhältnismäßig geringer Anteil des verbrauchten Brennstoffes entfällt, besteht auch hier das Problem der Rezirkulation von Abgas zu der Verbrennungsluft aller Düsen, wofür in wohl kaum wirksamer Weise ein Ringscheibenstaukörper um die zentrale Düse und zwischen den um diese herum angeordneten Düsen vorgesehen ist.In another known generic but only for heating oil firing system (EP 0 913 631 A2, Weishaupt), are also attributed to nitrogen oxide reduction exhaust gases in the flame are around a central atomizer around with its own ignition device to achieve a homogeneous distribution of fuel Air and exhaust additional atomizing nozzles evenly spaced, as well as otherwise known in many ways by the prior art. Although only a correspondingly relatively small proportion of the fuel consumed is omitted on the central atomizer nozzle for their task as a pilot or Zündflammdüse, here is the problem of recirculation of exhaust gas to the combustion air of all nozzles, what in hardly effective way an annular disk jam body around the central nozzle and is provided between the nozzles arranged around it.
Da der Wärmeübergang von der Flamme auf der Abtrennung des Wärmeträgermaterials dienenden Wand eines Heizkessels z. T. auf Strahlung, im wesentlichen aber auf Konvektion, beruht, muss bei der Gestaltung und Ausbildung der Flamme auch dieses beachtet werden. Besonders bei Verfahren oder Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art trägt die Kernflamme kaum zur Konvektion bei. Diese Kernflamme ist jedoch für das laufende Entzünden des Brennstoff-Luft-Gemisches der Hüllflamme von erheblicher Bedeutung, da insbesondere wegen der für einen guten Wirkungsgrad maßgebenden Verwirbelung des Brennstoff-Luft- Gemisches, ein Abreißen der Flamme beachtet sein muss. Aus diesem Grund sind bei den oben genannten bekannten Brennerköpfen eine Zentralflamme bildende zentrale Brennstoffdüsen vorgesehen. Allerdings ist bei diesen gattungsgemäßen Brennern durch das Flammrohr und die Brennstoffzufuhr die Brennstoffaufteilung zur Kernflamme und zur Hülle durch die Konstruktion immer fest vorgegeben, so dass sich für eine Leistungsänderung des Brenners immer auch simultan die Brennstoffzufuhr zu Kernflamme und Hüllflamme ändert und dies bei gleichbleibender Brennstoffaufteilung. Bei zunehmenden Leistungen und bei entsprechend ansteigendem Energiebedarf nimmt somit der nicht nutzbare Anteil der Feuerung, nämlich der Kernflamme, verhältnismäßig zu. Außerdem behindert das dabei zunehmende Volumen der Kernflamme die Rezirkulation, insbesondere zum inneren Teil der Flamme, was zwangsläufig wieder zu höheren Nox - Anteilen im Abgas führt.Since the heat transfer from the flame on the separation of the heat transfer material serving wall of a boiler z. T. on Radiation, but essentially based on convection, must also be considered in the design and training of the flame of this. Especially in processes or devices of the generic type, the nuclear flame hardly contributes to the convection. However, this nuclear flame is for the ongoing ignition of the fuel-air mixture of Hüllflamme of considerable importance, since in particular because of the decisive for a good efficiency turbulence of the fuel-air mixture, a tearing of the flame must be considered. For this reason, a central flame forming central fuel nozzles are provided in the above-mentioned known burner heads. However, in these generic burners through the flame tube and the fuel supply the fuel distribution to the core flame and the shell always fixed by the design, so that for a change in performance of the burner always also simultaneously the fuel supply to the core flame and envelope flame changes and this with the same fuel distribution. With increasing performance and with correspondingly increasing energy demand, the unusable proportion of the firing, namely the nuclear flame, thus increases proportionately. In addition, the thereby increasing volume of the core flame obstructs the recirculation, in particular to the inner part of the flame, which inevitably leads again to higher No x - shares in the exhaust gas.
Bei einem anderen bekannten Brennerkopf (EP 0 857 915; ELCO) wird durch eine zentral angeordnete Zerstäuberdüse für flüssige Brennstoffe und um diese angeordnete Gasdüsen, in Verbindung mit die Rezirkulation von Abgas fördernden Leiteinrichtungen, in einem Flammrohr erreicht, dass sich die Flammenfront erst in einem gewissen Abstand vom Brennkopf im Brennraum bildet. Hierdurch soll die Möglichkeit bestehen, dass das radial zugeführte Abgas zur Wurzel der Flamme gelangt, um auch dort die oben genannten Vorteile beim Verbrennungsablauf zu erzielen. Da dadurch natürlich eine größere Gefahr des Abreißens der Flamme besteht, wird außerdem dort vorgeschlagen, zusätzlich zur örtlichen Stabilisierung der beabstandeten Flamme einen mit gasförmigen Brennstoffen arbeitenden Stützbrenner einzusetzen, der trotz der zentralen Ölzerstäuberdüse eine Kontinuität des Verbrennungsablaufs gewährleisten soll.In another known burner head (EP 0 857 915; ELCO) is achieved by a centrally arranged atomizing nozzle for liquid fuels and arranged around these gas nozzles, in conjunction with the recirculation of exhaust gas conveying guide devices in a flame tube, that the flame front only in one forms a certain distance from the combustion head in the combustion chamber. This is intended to ensure that the radially supplied exhaust gas reaches the root of the flame in order to achieve the above-mentioned advantages in the combustion process there as well. Since this, of course, a greater risk of tearing the flame, it is also proposed there in addition to the local stabilization of the spaced flame to use a working with gaseous fuels support burner, which should ensure a continuity of the combustion process despite the central Ölzerstäuberdüse.
Bei einer anderen bekannten Verbrennungsvorrichtung (EP 0 478 305; Hitachi), die in erster Linie als Vormischbrenner für Gasturbinen dient und bei der zentralsymmetrisch Gasdüsen angeordnet sind, ist in den Strom aus Verbrennungsluft und Brenngas jeweils ein Strömungswiderstand angeordnet, um dadurch „Verbrennungsgas im wesentlichen stromabwärts des Zentrums des Wirbelstroms" rezirkulieren zu lassen. Zwar wird hierdurch eine Kühlung des Zentrums der jeweiligen Flamme und damit eine Herabsetzung des NOx-Anteils erzielt, allerdings auf Kosten eines großen Aufwandes bezgl. Gestaltung und Anordnung dieses zentral in der Flamme angeordneten Strömungswiderstands, der außerdem entsprechend hitzebeständig sein muss. Nicht zuletzt bestehen bezüglich der Flammenstabilität dieser Verbrennungsvorrichtung erhebliche Probleme.In another known combustion device (EP 0 478 305; Hitachi), which primarily serves as a premix burner for gas turbines and in which gas nozzles are arranged centrally symmetrically, a flow resistance is arranged in each case in the flow of combustion air and fuel gas, thereby "essentially" combustion gas Although cooling of the center of the respective flame and thus a reduction of the NO x content are achieved thereby, but at the cost of a great effort bezgl. Design and arrangement of this centrally located in the flame flow resistance, In addition, there are considerable problems with regard to the flame stability of this combustion device.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren, bzw. eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens der gattungsgemäßen Art zu entwickeln, mit Rezirkulation von Abgas und ohne in die Flamme ragende zusätzliche Mittel. Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem Hauptanspruch bzw. dem erfindungsgemäßen Brennerkopf gemäß Anspruch 10 gelöst.The invention has for its object a method, or to develop a device for carrying out this method of the generic type, with recirculation of exhaust gas and without additional means projecting into the flame. This object is achieved by the method according to the invention according to the main claim and the burner head according to the invention according to claim 10.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren, bzw. der erfindungsgemäße Brennerkopf hat gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik den Vorteil, dass die zentrale Flamme bzw. Kernflamme insbesondere zur Brennstoffeinsparung in ihrer Größe, unabhängig von der umgebenden Hüllflamme, einstellbar und damit modellierbar ist. Dieses kann dadurch erfolgen, dass zentral ein oder zwei Brennstoffdüsen vorhanden sind, von denen sogar eine abschaltbar ist oder indem die zugeführte Brennstoffmenge verändert wird. In jedem Fall kann durch diesen Eingriff in die Flamme mindestens die Kernflamme im Längsschnitt so klein modelliert werden, dass sich im Bereich dieser zentralen Flamme eine NOx-reduzierende interne Rezirkulation deren Abgases einstellt. Die Erfindung betrifft nicht nur reine Ölbrenner oder Gasbrenner, sondern auch kombinierte Brenner für Öl und Gas. Ohne dass die Funktion der Kernflamme als Zünd- oder Leitflamme verloren geht, ist erfindungsgemäß nicht nutzbare Energie aus der Flammenmitte nehmbar. Dies geschieht durch stufige oder stufenlose Verkleinerung der Kernflamme, während die Gesamtflamme und damit das Verhältnis Kernflamme zu Hüllflamme beliebig modellierbar wird. Dieses beim Stand der Technik häufig zu findende stetige Nachzünden der Hauptflamme durch die Kernflamme ist auch bei erfindungsgemäßen Lösungen von außerordentlicher Bedeutung, sowohl für eine Vermeidung des Vibrierens mit Geräuschentwicklung, als auch infolge eines verzögerten Nachzündens durch die Hauptflamme selbst. Bei der Erfindung erfolgt das Einsparen von Brennstoff vor allem dadurch, dass die eigentlich genutzte Wärmeleistung von den am Rand angeordneten Hauptflammen der Hüllflamme ausgeht und nicht von der Kernflamme, die erfindungsgemäß unabhängig von der Hüllflamme veränderbar ist. Bereits bei dem einen bekannten Brennerkopf (EP 0 857 915, Elco) ist erkennbar, dass das Einleiten von rückgeführten Abgasen zum Flammenzentrum ein Problem darstellt und dass eine fehlende Flammenstabilität nur durch das Einbringen eines höheren Anteils an Brenngas in die Mitte der Flamme wiedergewonnen werden kann.The inventive method or the burner head according to the invention has over the described prior art has the advantage that the central flame or flame, in particular for fuel economy in size, regardless of the surrounding envelope flame, adjustable and thus modeled. This can be done by centrally one or two fuel nozzles are available, of which even one is switched off or by the amount of fuel supplied is changed. In any case, as a result of this intervention in the flame, at least the core flame can be modeled so small in the longitudinal section that a NO x -reducing internal recirculation of its exhaust gas occurs in the region of this central flame. The invention relates not only to pure oil burners or gas burners, but also combined burners for oil and gas. Without the function of the nuclear flame is lost as a pilot or pilot flame, according to the invention is not usable energy from the flame center acceptable. This is done by gradual or continuous reduction of the core flame, while the overall flame and thus the ratio of the core flame to the envelope flame can be modeled as desired. This is often found in the prior art continuous Nachzünden the main flame through the nuclear flame is also in solutions according to the invention of extraordinary importance, both for avoiding the Vibrations with noise, as well as due to a delayed Nachzündens by the main flame itself. In the invention, the saving of fuel primarily in that the actually used heat output emanates from the arranged at the edge of main flames of the envelope flame and not from the nuclear flame, according to the invention independent is changeable by the envelope flame. Even with the one known burner head (EP 0 857 915, Elco) it can be seen that the introduction of recirculated exhaust gases to the flame center is a problem and that a lack of flame stability can only be recovered by introducing a higher proportion of fuel gas into the center of the flame ,
Bei einer der oben genannten bekannten Ölfeuerungsanlagen (EP 0 913 631 A2, Weishaupt) ist durch das Verwenden eines die Verbrennungsluft nicht zusätzlich kreisförmig verwirbelnden und keinen Drall erzeugenden Ringscheibenstaukörpers eine Abgasrückführung zur zentralen Zündflamme, bzw. zum Flammeninneren nicht möglich, aber auch gar nicht angestrebt. Zudem werden die zentrale Zerstäuberdüse und die Außendüsen stets simultan mit dem selben Brennstoffdruck beaufschlagt, der sich nach der angestrebten Leistung der Gesamtflamme richtet. Die Düsen können dabei nur gemeinsam und synchron betrieben werden.In one of the above-mentioned known oil firing systems (EP 0 913 631 A2, Weishaupt) exhaust gas recirculation to the central pilot flame or to the flame interior is not possible by the use of a combustion air not additionally circularly swirling and no swirl generating annular disk jam body, but also not at all sought , In addition, the central atomizing nozzle and the outer nozzles are always applied simultaneously with the same fuel pressure, which depends on the desired performance of the overall flame. The nozzles can only be operated together and synchronously.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Änderung der Brennstoffzufuhr mindestens zur Kernflamme in Stufen. Hierbei kann die eine Stufe durch Heizöl und die andere Stufe durch Gas als Brennstoff gebildet sein. Durch das Zuschalten der ergänzenden Feuerungsstufe oder dessen Abschalten kann die Kernflamme entsprechend modellierbar sein. Diese Stufenschaltung kann ganz unabhängig davon erfolgen, ob jede Stufe für sich wiederum in ihrer Leistung änderbar ist. Es ist lediglich bekannt (EP 0 857 915 Bl) eine Kernflamme durch eine Stützflamme erforderlichenfalls zu unterstützen, ohne jedoch zu deren Modellierung beizutragen. Es ist im Gegenteil davon auszugehen, dass eine solche Stützflamme zwar ein Nachzünden der Hauptflamme fördert, jedoch zusätzlich Heizenergie in der Mitte der Flamme einbringt und diese zur Schadstoffbildung der Stickoxide NOx anregt.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, the change of the fuel supply takes place at least to the core flame in stages. Here, the one stage may be formed by fuel oil and the other stage by gas as fuel. By switching on the supplementary firing level or switching it off, the core flame can be adjusted accordingly be modelable. This tap-change can be done regardless of whether each stage in turn can be changed in their performance. It is only known (EP 0 857 915 B1) to support a nuclear flame by a supporting flame, if necessary, without, however, contributing to its modeling. On the contrary, it can be assumed that such a supporting flame promotes a subsequent ignition of the main flame, but additionally introduces heating energy in the middle of the flame and this stimulates the pollutant formation of the nitrogen oxides NO x .
Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Änderung der Zufuhr des Brennstoffes zur Kernflamme kontinuierlich, wobei sie auch kontinuierlich modellierbar ist. Die Kernflamme kann dadurch kühl und frei von Strömung sein, so dass auch dort eine innere Rezirkulation der Abgase in der Hüllflamme möglich wird, wodurch NOx-Emissionen reduziert werden.According to an additional embodiment of the invention, the change of the supply of the fuel to the core flame is continuous, wherein it is also continuously modelable. The core flame can thereby be cool and free of flow, so that even there an internal recirculation of the exhaust gases in the envelope flame is possible, whereby NO x emissions are reduced.
Nach einer zusätzlichen das Verfahren betreffenden Ausgestaltung der Erfindung kann über die Brennstoffzufuhr zur Kernflamme im Verhältnis zu jener der Hüllflamme eine zentrale Rezirkulation von Abgas erzielt werden, wodurch die Kernflamme steuerbar, bzw. die Flammenform modellierbar ist. Das Größenverhältnis von Hüllflamme zu Kernflamme hat einen natürlichen Einfluss auf der Abgasseite der Kernflamme und entsprechend der betreffenden Abgasrezirkulation .According to an additional embodiment of the invention relating to the method, a central recirculation of exhaust gas can be achieved via the fuel supply to the core flame in relation to that of the envelope flame, as a result of which the core flame can be controlled or the flame shape can be modeled. The size ratio of envelope flame to core flame has a natural influence on the exhaust gas side of the core flame and corresponding to the exhaust gas recirculation concerned.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung als Gebläsebrenner dient als Zentraldüse eine Ölzerstäuberdüse, wobei das über eine Ölpumpe unter Druck zugeführte Heizöl über ein Magnetventil oder Nadelabsperrventil zu- und absteuerbar ist. Bei dieser eine Heizölversion gegebenen Ausgestaltung kann stromab der Ölpumpe ein Ölmengenregler angeordnet sein, insbesondere im Rücklauf der Heizölleitung und stromab der Abzweigung zur Zentraldüse und es können in den Brennstoffleitungen zu den Düsen, unabhängig davon ob es Öl- oder Gasdüsen sind, Magnetventile angeordnet sein, welche gemäß einem vorgegebenen Programm zur Bildung einer optimalen Verbrennung, aber vor allem auch zur Schaffung einer halbhohlen Kernflamme mit interner Abeasrezirkulation dienen.According to an advantageous embodiment of the invention as a fan burner serves as a central nozzle Ölzerstäuberdüse, wherein the supplied via an oil pump under pressure fuel oil via a solenoid valve or needle shut-off and is absteuerbar. In this embodiment, a fuel oil version given an oil flow regulator can be arranged downstream of the oil pump, in particular in the return of the fuel oil line and downstream of the branch to the central nozzle and it can be arranged in the fuel lines to the nozzles, regardless of whether it is oil or gas nozzles, solenoid valves which serve according to a predetermined program for the formation of an optimum combustion, but above all also for the creation of a semi-hollow core flame with internal Abeasrezirkulation.
Zeichnungdrawing
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.Several embodiments of the invention are illustrated in the drawings and described in more detail below.
Es zeigen, jeweils stark vereinfacht:It shows, each greatly simplified:
Fig. 1 einen Gasbrenner im Längsschnitt;Figure 1 is a gas burner in longitudinal section.
Fig. 2 einen Ölbrenner im Längsschnitt;Figure 2 is an oil burner in longitudinal section.
Fig. 3 einen Ölbrenner mit 2-Stufen-Kernflamme im Längsschnitt;3 shows an oil burner with 2-stage nuclear flame in longitudinal section.
Fig. 4 einen Öl-Gas-Kombinationsbrenner im Längsschnitt;4 shows an oil-gas combination burner in longitudinal section.
Fig. 5 einen Hydraulikschaltplan für einen Brenner entsprechend Fig. 2 oder Fig. 4 und Fig. 6 einen Hydraulikschaltplan für einen Brenner entsprechend Fig. 3.5 shows a hydraulic circuit diagram for a burner according to FIG. 2 or FIG. 4 and FIG 6 shows a hydraulic circuit diagram for a burner according to FIG. 3.
Beschreibung der AusführangsbeispieleDescription of the Ausführangsbeispiele
Wie in Fig. 1 sehr stark vereinfacht und im Längsschnitt dargestellt sind in einem Gasbrenner 1 in einer Querschnittsebene 2 mehrere Gasdüsen 3 kreisförmig angeordnet, durch die bei Betrieb des Gasbrenners eine ringförmige Hüll- oder auch Hauptflamme 4 gebildet wird, welche in ihrer Leistung dem Bedarf, beispielsweise eines Heizkessels, angepasst ist. Zwischen diesen äußeren Gasdüsen 3 ist zentral gelegen eine Gasdüse 5 angeordnet zur Bildung einer Kernflamme 6, welche bei Betrieb des Gasbrenners 1 entsprechend von der Außen- oder Hüllflamme 4 umgeben ist. Diese Kernflamme dient einerseits bei Ausfall oder Störungen der Hüllflamme 4 zu deren Wiederentzünden und andererseits zur ergänzenden Leistungssteuerung. Bei sehr geringen Leistungsanforderungen kann sie sogar als Ersatz für die Hüllflamme 4 dienen, sie ist jedoch in jedem Fall wesentlich kleiner. Die Gaszufuhr zu den Außengasdüsen 3 erfolgt über eine Gasleitung 7, welche außerhalb des Gasbrenners über ein regelbares Gasventil 8 gesteuert wird. Die Zentralgasdüse 5 wird über eine Gasleitung 9 mit Gas versorgt, welche über ein regelbares Gasventil 10 gesteuert wird.As shown in FIG. 1 very greatly simplified and shown in longitudinal section in a gas burner 1 in a cross-sectional plane 2 a plurality of gas nozzles 3 arranged in a circle, by the operation of the gas burner, an annular envelope or main flame 4 is formed, which in their performance needs , For example, a boiler, is adjusted. Centrally located between these outer gas nozzles 3, a gas nozzle 5 is arranged to form a core flame 6, which is correspondingly surrounded during operation of the gas burner 1 by the outer or enveloping flame 4. This nuclear flame serves on the one hand in case of failure or disturbances of the envelope 4 to their reignition and on the other hand for supplementary power control. At very low power requirements, it can even serve as a replacement for the envelope 4, but it is much smaller in each case. The gas supply to the external gas nozzles 3 via a gas line 7, which is controlled outside the gas burner via a controllable gas valve 8. The central gas nozzle 5 is supplied via a gas line 9 with gas, which is controlled by a controllable gas valve 10.
Bei diesem erfindungsgemäßen Gasbrenner 1 wird die Hüllflamme entsprechend der erforderlichen Leistung eingestellt, und zwar über das Gasventil 8. Hierbei werden alle Gasdüsen 3 gleichzeitig mit Gas versorgt, wobei die Erfindung nicht ausschließt, dass diese Gasmengensteuerung über das Gasventil 8 während des Betriebs änderbar ist, beispielsweise in Anpassung an den jeweiligen tatsächlichen Wärmebedarf. Die Kernflamme 6 ist jedoch über das Gasventil 10 entsprechend einem vorgegebenen Programm änderbar. In jedem Fall jedoch ist die Kernflamme aufgrund ihrer Anordnung innerhalb der sie umhüllenden größeren Hüllflamme 4 derart modellierbar, dass eine nach innen kühlere in Strömungsrichtung hin offene Flamme entsteht, was wiederum zu einer in dieser Kernflamme sich ausbildenden inneren Rezirkulation des Abgases führt. Maßgebend ist, dass während des Betriebs dieser Kernflamme in ihr eine abgasentgiftende NOx- vermindernde Rezirkulation von Abgas stattfindet, ohne Beeinträchtigung der umhüllenden, im Außenbereich problemlos mit Abgasrezirkulation arbeitenden Hüllflamme, d. h. ohne zusätzliche, die Hüllflamme oder Hauptflamme beeinträchtigende Konstruktionselemente.In this gas burner 1 according to the invention the envelope flame is adjusted according to the required power, via the gas valve 8. In this case, all the gas nozzles 3 are supplied simultaneously with gas, the invention does not exclude that this gas quantity control via the gas valve 8 during operation is changeable, for example, in adaptation to the actual actual heat demand. However, the core flame 6 is changeable via the gas valve 10 according to a predetermined program. In any case, however, due to its arrangement, the core flame can be modeled within the larger enveloping flame 4 enveloping it in such a way that an inwardly cooler flame is produced in the direction of flow, which in turn leads to internal recirculation of the exhaust gas forming in this core flame. It is decisive that during the operation of this nuclear flame in her an exhaust-detoxifying NO x - reducing recirculation of exhaust gas takes place, without affecting the enveloping, easily working outside with exhaust gas recirculation envelope, ie without additional, the envelope or main flame impairing construction elements.
In Fig. 2 ist ebenfalls sehr stark vereinfacht und im Längsschnitt ein Ölbrenner 11 dargestellt, der im Prinzip zur Lösung der Erfindung so arbeitet wie der Gasbrenner aus Fig. 1. Über eine Anzahl von kreisförmig angeordneten Ölzerstäubungsdüsen 12 wird eine die erforderliche Leistung bringende Hüllflamme 13 erzeugt, innerhalb der eine über eine zentrale Düse 14 gebildete Kernflamme 15 angeordnet ist. Die Brennstoffversorgung der Düsen 12 erfolgt über Ölleitungen 16, die durch ein Magnetventil 17 gesteuert werden, so dass von einer Ölpumpe 18 aus einem Öltank 19 alle Brennstoff düsen 12 gleichzeitig und unter gleichem Druck mit Heizöl versorgt werden. Zu der Zentraldüse 14 führt eine Ölleitung 20, die über ein Regelventil 21 steuerbar ist und die ebenfalls von der Pumpe 18 mit Heizöl versorgt wird. Das Regelventil 21 arbeitet, wie hier nicht näher dargestellt aber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 entnehmbar, mit einem Ölzerstäuberdüsen 30 erzeugt wird, wobei, was in der Zeichnung überlappend dargestellt und nicht einzeln für den Brennstoff erkennbar ist, Gasdüsen 29 und Ölzerstäuberdüsen 30 nebeneinander aber ebenfalls auf einem Kreis um die Ölzerstäuberdüse 27 der Kernflamme 26 angeordnet sind. Die Lanzen 31 der Ölzerstäuberdüsen 30 verlaufen somit nicht durch die Gaszuleitungsrohre 32 der Gasdüsen 29 sondern daneben. Die Gaszuleitungsrohre 32 zweigen von einem zentralen Gasverteilerrohr 33 ab, in welches ein Gasversorgungsrohr 34 mündet. Die zu der zentralen Ölzerstäuberdüse führende Lanze 35 ist entsprechend koaxial zum Gasverteilerrohr 33 angeordnet und in axialer Richtung verschiebbar, um insbesondere die Lage der Wurzel der Kernflamme 26 justieren zu können.In Fig. 2 is also very much simplified and in longitudinal section an oil burner 11 is shown, which operates in principle to solve the invention as the gas burner of Fig. 1. About a number of circularly arranged Ölzerstäubungsdüsen 12 is a required power bringing envelope 13th within which a core flame 15 formed via a central nozzle 14 is arranged. The fuel supply to the nozzles 12 via oil lines 16, which are controlled by a solenoid valve 17, so that from an oil pump 18 from an oil tank 19 all fuel nozzles 12 are supplied simultaneously and under the same pressure with fuel oil. To the central nozzle 14 performs an oil line 20 which is controllable via a control valve 21 and which is also supplied by the pump 18 with fuel oil. The control valve 21 operates, as not shown here but the embodiment of FIG. 5 removable, with a Ölzerstäuberdüsen 30 is generated, wherein what is shown overlapping in the drawing and not individually recognizable for the fuel, gas nozzles 29 and Ölzerstäuberdüsen 30 side by side but also on a circle around the Ölzerstäuberdüse 27 of the core flame 26 are arranged. The lances 31 of the Ölzerstäuberdüsen 30 thus do not pass through the gas supply pipes 32 of the gas nozzles 29 but next to it. The gas supply pipes 32 branch off from a central gas distribution pipe 33, into which a gas supply pipe 34 opens. The leading to the central Ölzerstäuberdüse lance 35 is correspondingly arranged coaxially with the gas distribution pipe 33 and slidable in the axial direction, in particular to be able to adjust the position of the root of the core flame 26.
Erfindungsgemäß kann dieser Kombibrenner 25 entweder als reiner Ölbrenner arbeiten, bei dem die Hüllflamme 28 über Einsprühen von Heizöl durch die Ölzerstäuberdüsen 30 gebildet wird oder es kann die Hüllflamme 28 als reine Gasflamme durch über die Gasdüsen 29 zugeführtes Gas gebildet werden, und nicht zuletzt durch die Kombination aus Öl und Gas zur Erzielung einer maximalen Feüerungsleistung. Die Kernflamme 26 hingegen wird nur über die Ölzerstäuberdüse 27 erzielt, wobei der Druck, bzw. die Menge des der Ölzerstäuberdüse 27 zugeführten Heizöls die änderbare Größe der Kernflamme 26 bestimmt. Je nach Größe der Kernflamme 26, aber auch je nach Sprüh winkel der Ölzerstäuberdüse 27, bildet sich auf der Abgasseite dieser Kernflamme 26 eine offene Zone 36, die aufgrund des diese Flammenform bildenden Unterdrucks im Zentrum der Kernflamme 26 eine innere Rezirkulation von Abgas bewirkt und damit einerseits eine entsprechende Entgiftung der Abgase von NOx und andererseits eine gewisse Abkühlung der Kernflamme 26 erzielt, was dem gesamten feuerungstechnischen Wirkungsgrad zu Gute kommt.According to the invention, this combination burner 25 can operate either as a pure oil burner, in which the envelope flame 28 is formed by spraying fuel oil through the Ölzerstäuberdüsen 30 or the envelope flame 28 can be formed as a pure gas flame through the gas nozzles 29 gas supplied, and not least by the Combination of oil and gas for maximum simmer performance. The core flame 26, however, is achieved only via the Ölzerstäuberdüse 27, wherein the pressure, or the amount of the Ölzerstäuberdüse 27 supplied fuel oil determines the variable size of the core flame 26. Depending on the size of the core flame 26, but also depending on spray angle of the Ölzerstäuberdüse 27, 26 forms an open zone 36 on the exhaust side of this flame 26, which causes an internal recirculation of exhaust gas due to the flame forming this negative pressure in the center of the core flame 26 and thus on the one hand achieved a corresponding detoxification of the exhaust gases of NO x and on the other hand a certain cooling of the core flame 26, which benefits the entire firing efficiency.
In Fig. 5 ist ein hydraulischer Schaltplan für einen Ölbrenner dargestellt, wie er als Ausführungsbeispiel in Fig. 2 und Fig. 4 als Kombinationsbrenner gezeigt ist. Es werden deshalb für die in Fig. 5 gezeigten entsprechenden Gegenstände die gleichen Bezugszahlen verwendet wie in Fig. 2. Die im Hydraulikschaltplan gezeigte Anlage arbeitet wie folgt. Das Heizöl wird vom Öltank 19 her über die Ölpumpe 18 in eine Hauptleitung 37 gefördert, wobei der sich in der Hauptleitung 37 einstellende Druck über ein Manometer 38 gemessen wird und über Öldruckwächter für maximalen Druck 39 und minimalen Druck 40 kontrolliert wird. Bei Abweichen von einer Solldruckspanne wird der Ölbrenner 11 abgestellt. Stromab dieser Kontrollstelle ist in der Hauptleitung 37 ein Hauptmagnetventil 41 angeordnet, um erforderlichenfalls die Ölzufuhr zu unterbrechen. In üblicher Weise weist die Ölpumpe 18 eine Saugleitung 42 sowie eine Rücklaufleitung 43 auf.In Fig. 5 is a hydraulic circuit diagram for an oil burner is shown, as it is shown as an embodiment in Fig. 2 and Fig. 4 as a combination burner. Therefore, the same reference numerals are used for the corresponding articles shown in Fig. 5 as in Fig. 2. The equipment shown in the hydraulic circuit diagram operates as follows. The fuel oil is conveyed from the oil tank 19 via the oil pump 18 in a main line 37, wherein the adjusting pressure in the main line 37 via a pressure gauge 38 is measured and controlled by oil pressure switch for maximum pressure 39 and minimum pressure 40. When deviating from a desired pressure range of the oil burner 11 is turned off. Downstream of this control point, a main solenoid valve 41 is arranged in the main line 37 in order to interrupt the oil supply, if necessary. In the usual way, the oil pump 18 has a suction line 42 and a return line 43.
Von der Hauptleitung 37 zweigt die zur Zentraldüse 14 führende Ölleitung 20 ab, wobei die über die Zentraldüse 14 eingespritzte Ölmenge einerseits über ein in der Ölleitung stromab der Zentraldüse angeordneten Ölmengenregler 44 gesteuert wird, bzw. über das Regelventil 21, welches die Ölleitung 20 unmittelbar zu einer Rücklaufleitung 45 hin aufsteuert, die zurück zum Öltank 19 führt, so dass bei geschlossenem Ventil 21 in den Feuerungspausen die Förderung zur Zentraldüse 14 unterbrochen wird. Der die über die Zentraldüse 14 einzuspritzende Menge steuernde Ölmengenregler 44 wird im Ablauf eines Programms über einen Stellmotor 46 gesteuert. Der Druck stromauf des Ölmengenreglers 44 wird über ein Druckmanometer 47 Mengenregler zusammen, um dadurch entsprechend einem Programm die Kernflamme 15 zu modellieren. Auch hier gilt das zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschriebene Zusammenwirken von Hüllflamme und Kernflamme.From the main line 37 branches to the central nozzle 14 leading oil line 20, wherein the injected via the central nozzle 14 oil amount is controlled on the one hand via an arranged in the oil line downstream of the central oil quantity regulator 44, or via the control valve 21, which the oil line 20 directly to a return line 45 opens up, which leads back to the oil tank 19, so that when the valve 21 is closed in the firing breaks the promotion to the central nozzle 14 is interrupted. The amount of oil quantity regulator 44 controlling the quantity to be injected via the central nozzle 14 is controlled by a servomotor 46 in the course of a program. The pressure upstream of the oil quantity regulator 44 is via a pressure gauge 47 Volume controller together to thereby model the core flame 15 according to a program. Here, too, applies to the embodiment of FIG. 1 described interaction of enveloping flame and nuclear flame.
Bei dem in Fig. 3 ebenfalls äußerst vereinfacht dargestellten dritten Ausführungsbeispiel handelt es sich ebenfalls um einen Ölbrenner 11, bei dem lediglich im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Kernflamme 22 in 2-Stufen gebildet wird, nämlich über eine die erste Stufe bildende Ölzerstäuberdüse 23 und eine zweite für eine zweite Stufe der Kernflamme 22 vorgesehene Ölzerstäuberdüse 24. Die Versorgung mindestens einer dieser Ölzerstäuberdüsen 23 oder 24 erfolgt über ein nicht näher dargestelltes Magnetventil, wie auch dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 entnehmbar, während die andere Ölzerstäuberdüse für eine erste Stufe gemeinsam mit den Ölzerstäuberdüsen 12 mit Heizöl versorgt werden kann. Auf diese Weise kann je nach Programm eine Minimalkernflamme erzeugt werden und nach Zuschaltung der zweiten Ölzerstäuberdüse eine maximale Kernflamme. Der Vorteil bestände vor allem in dem Einsparen einer Mengensteuervorrichtung bei der Versorgung der Zentraldüse für einen mehrstufigen Betrieb der Zentralflamme.3 is also an oil burner 11, in which only in contrast to the embodiment of FIG. 2, the core flame 22 is formed in two stages, namely over a first stage forming Ölzerstäuberdüse 23 and a second provided for a second stage of the core flame 22 Ölzerstäuberdüse 24. The supply of at least one of these Ölzerstäuberdüsen 23 or 24 via a not-shown solenoid valve, as well as the embodiment of FIG. 6 removable, while the other Ölzerstäuberdüse for a first Stage can be supplied together with the Ölzerstäuberdüsen 12 with fuel oil. In this way, depending on the program, a minimal nuclear flame can be generated and after connection of the second Ölzerstäuberdüse a maximum nuclear flame. The advantage would be mainly in the saving of a quantity control device in the supply of the central nozzle for a multi-stage operation of the central flame.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen sogenannten Kombibrenner 25, der stark verkleinert und im Längsschnitt dargestellt ist. Bei einem Kombibrenner wird sowohl Gas als auch Öl als Brennstoff verheizt, wobei die Kombination in unterschiedlichster Art erfolgen kann. Bei dem gezeigten Beispiel wird die Kernflamme 26 durch Heizöl und eine Ölzerstäuberdüse 27 erzeugt, während die Hauptflamme oder Hüllflamme 28 über eine Kombination von Gasdüsen 29 und kontrolliert, um in der Ölleitung 20 vor der Zentraldüse 14 einen für die Kernflamme erforderlichen Öldruck zu kontrollieren. Die Ölleitung 20 mündet stromab des Ölmengenreglers 44 in die Rücklaufleitung 45.In the fourth embodiment shown in Fig. 4 is a so-called combination burner 25, which is greatly reduced and shown in longitudinal section. In a combi burner both gas and oil is burned as fuel, the combination can be done in a variety of ways. In the example shown, the core flame 26 is generated by fuel oil and an oil atomizer nozzle 27, while the main flame or envelope flame 28 via a combination of gas nozzles 29 and controlled to control in the oil line 20 in front of the central nozzle 14 required for the core flame oil pressure. The oil line 20 opens downstream of the oil quantity regulator 44 in the return line 45th
Von der Hauptleitung 37 zweigt die Ölleitung 16 ab, die durch das Magnetventil 17 gesteuert ist und zu den einzelnen - hier vier - Ölzerstäubungsdüsen 12 führt. Wird das Magnetventil 17 geöffnet, so öffnen sich automatisch unter Öldruck die hydraulisch betätigten Nadelabsperrventile 65, welche am Eingang zu den Brennerlanzen 31 angeordnet sind. Die Rücklaufleitungen dieser die einhüllende Hüllflamme bewirkenden Ölzerstäubungsdüsen 12 münden in eine Rücklaufleitung 48, in der ein Ölmengenregler 49 zur Einstellung der die Hüllflamme bildenden einzuspritzenden Ölmenge angeordnet ist, wobei die Einstellung über einen Stellmotor 50 erfolgt. Auch hier kann es so sein, dass die einzuspritzende Ölmenge gemäß einem sich ändernden Leistungsbedarf änderbar ist - es ist aber auch denkbar, dass eine bestimmte Leistung eingehalten werden soll und die einzuspritzende Ölmenge dem angepasst wird. Stromauf dieses Ölmengenreglers 49 ist der Druck in der Ölleitung 48 über ein Öldruckmanometer 51 kontrolliert, während stromab des Ölmengenreglers 49 ein Druckschalter 52 den Druck in der Rücklaufleitung 45 beider Ölleitungen 20 und 48 überwacht. In der Rücklaufleitung 45 sind außerdem zwei Magnetventile 53 angeordnet, die bei Brennerstillstand geschlossen sind. Ein stromlos öffnendes Magnetventil 66 sorgt im Brennerstillstand für Druckausgleich über den Sicherheitsrücklauf 67 und lässt Druckspitzen im geschlossenen Hydrauliksystem bei Erwärmung sicher abbauen. Mit Hilfe dieses hydraulischen Schaltplanes kann unter Verwendung eines vorgegebenen elektrischen Programmes, welches sowohl die Magnete der Magnetventile als auch die Stellmotoren der Ölmengenregler erfasst, eine äußerst günstige Flammenqualität erzielt werden, bei der eine größere Hüllflamme vorhanden. ist mit einer kleineren Kernflamme und Erzielung einer Rezirkulation des Abgases bei der kleinerer Kernflamme.From the main line 37, the oil line 16 branches off, which is controlled by the solenoid valve 17 and to the individual - here four - Ölzerstäubungsdüsen 12 leads. If the solenoid valve 17 is opened, the hydraulically actuated needle shut-off valves 65, which are arranged at the entrance to the burner lances 31, open automatically under oil pressure. The return lines of these enveloping enveloping flame causing Ölzerstäubungsdüsen 12 open into a return line 48, in which an oil flow regulator 49 is arranged for adjusting the enveloping flame forming injecting amount of oil, wherein the adjustment via a servo motor 50 takes place. Again, it may be so that the amount of oil to be injected is changeable according to a changing power requirement - but it is also conceivable that a certain power should be maintained and the amount of oil to be injected is adjusted. Upstream of this oil quantity regulator 49, the pressure in the oil line 48 is controlled via an oil pressure gauge 51, while downstream of the oil quantity regulator 49, a pressure switch 52 monitors the pressure in the return line 45 of both oil lines 20 and 48. In the return line 45 also two solenoid valves 53 are arranged, which are closed at burner standstill. An electrolessly opening solenoid valve 66 ensures in the burner standstill for pressure equalization via the safety return 67 and can safely reduce pressure peaks in the closed hydraulic system when heated. Using this hydraulic circuit diagram can be achieved using a predetermined electrical program, which detects both the magnets of the solenoid valves and the actuators of the oil flow regulator, a very favorable flame quality, in which a larger envelope flame available. is with a smaller core flame and achieving recirculation of the exhaust gas at the smaller core flame.
In Fig. 6 ist ein hydraulischer Schaltplan für einen Ölbrenner dargestellt, wie er als Ausführungsbeispiel in Fig. 3 gezeigt ist. Auch hier werden deshalb für die in Fig. 6 gezeigten entsprechenden Gegenstände die gleichen Bezugszahlen verwendet wie in Fig. 3, soweit es von dort übernommene Gegenstände betrifft. Auch hier wird über eine Ölpumpe 18 aus einem Öltank 19 und eine Hauptleitung 37 Heizöl unter Druck in einen Verteiler 54 gepumpt, wobei in dieser Hauptleitung 37 das Hauptmagnetventil 41 zur Zu- und Abschaltung des Verteilerblocks 54 angeordnet ist. Der Druck in der Hauptleitung 37, bzw. dem Verteilerblock 54 kann über ein Manometer 55 überprüft werden. Der Verteilerblock 54 ist außerdem mit zwei Druckschaltern verbunden, nämlich einem Maximaldruckschalter 56 und einem Minimaldruckschalter 57. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass der Druck im Verteilerblock 54 jenen für die Feuerung erforderlichen Größen genügt.In Fig. 6 is a hydraulic circuit diagram for an oil burner is shown, as shown as an embodiment in Fig. 3. Again, therefore, the same reference numerals are used for the corresponding objects shown in Fig. 6 as in Fig. 3, as far as it concerns objects taken from there. Here, too, fuel oil is pumped under pressure into a distributor 54 via an oil pump 18 from an oil tank 19 and a main line 37, in which main line 37 the main solenoid valve 41 for connecting and disconnecting the distributor block 54 is arranged. The pressure in the main line 37, or the manifold block 54 can be checked via a pressure gauge 55. The manifold block 54 is also connected to two pressure switches, namely a maximum pressure switch 56 and a minimum pressure switch 57. This ensures that the pressure in the manifold block 54 will be sufficient for those required for firing.
Von dem Verteilerblock 54 führt eine über ein Magnetventil 58 gesteuerte Druckleitung 59 zu einem Verteilerblock 60, von dem die zu den Ölzerstäuberdüsen 12 führenden Ölleitungen 16 abzweigen. Über das Magnetventil 58 ist somit die Haupt- oder Hüllflamme zu-, bzw. abschaltbar. In den Düsen 12 sind zudem hydraulisch betätigbare federbelastete Absperrventile angeordnet, die nur unter entsprechendem Überdruck des zugeführten Heizöls öffnen.From the distributor block 54, a pressure line 59 controlled via a solenoid valve 58 leads to a distributor block 60, from which the oil lines 16 leading to the oil atomizing nozzles 12 branch off. Thus, the main or envelope flame is switched on or off via the solenoid valve 58. In the nozzles 12 also hydraulically actuated spring-loaded shut-off valves are arranged, open only under appropriate overpressure of the supplied fuel oil.
Von dem Verteilerblock 54 führen zwei zusätzliche Druckleitungen 61 und 62 zu den Ölzerstäuberdüsen 23 und 24, um eine zweistufige Kernflamme zu bilden. Die erste Stufe wird über ein Magnetventil 63 in der Ölleitung 61 gesteuert, während die zweite Stufe über ein Magnetventil 64 in der Ölleitung 62 zuschaltbar ist. Die Funktion dieses in Fig. 6 dargestellten Hydraulikplans ist im übrigen mit der Beschreibung zu Fig. 3 erläutert.From the manifold block 54, two additional pressure lines 61 and 62 lead to the oil atomizing nozzles 23 and 24 to form a two-stage core flame. The first stage is controlled via a solenoid valve 63 in the oil line 61, while the second stage via a solenoid valve 64 in the oil line 62 is switchable. The function of this hydraulic plan shown in Fig. 6 is explained in the rest with the description of FIG.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. All in the description, the following claims and the drawings illustrated features may be essential to the invention both individually and in any combination.
BezugszahlenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gasbrenner1 gas burner
2 Querschnittsebene2 cross-sectional plane
3 Gasdüsen3 gas nozzles
4 Hüllflamme (Außenflamme)4 envelope (outer flame)
5 Gasdüse5 gas nozzle
6 Kernflamme6 nuclear flame
7 Gasleitung7 gas line
8 Gasventil8 gas valve
9 Gasleitung9 gas line
10 Gasventil10 gas valve
11 Ölbrenner11 oil burners
12 Ölzerstäubungsdüse12 oil atomizing nozzle
13 Hüllflamme13 envelope flame
14 Zentraldüse14 central nozzle
15 Kernflamme15 nuclear flame
16 Ölleitungen16 oil pipes
17 Magnetventil17 solenoid valve
18 Ölpumpe18 oil pump
19 Öltank19 oil tank
20 Ölleitung20 oil line
21 Regelventil21 control valve
22 Kernflamme22 nuclear flame
23 Ölzerstäuberdüse23 Oil atomizer nozzle
24 Ölzerstäuberdüse24 oil atomizer nozzle
25 Kombibrenner25 combination burners
26 Kernflamme26 nuclear flame
27 Ölzerstäuberdüse27 Oil atomizer nozzle
28 Hüllflamme Gasdüsen Ölzerstäuberdüsen Lanzen Gaszuieitungsrohre Gasverteilerrohr Gasversörgungsrohr Lanze Zone mit interner Rezirkulation Hauptleitung Manometer Öldruckwächter maximaler Druck Öldruckwächter minimaler Druck Hauptmagnetventil Saugleitung Rücklaufleitung Ölmengenregler Rücklaufleitung Stellmotor Druckmanometer Rücklaufleitung Ölmengenregler Stellmotor Öldruckmanometer Druckschalter Magnetventile Verteilerblock Manometer Maximaldruckschalter Minimaldruckschalter Magnetventil Druckleitung Verteilerblock Ölleitung Ölleitung Magnetventil Magnetventil hydraulisches Nadelabsperrventil stromlos öffnendes Magnetventil Sicherheitsrücklauf 28 envelope Gas nozzles Oil atomizing nozzles Lances Gas supply pipes Gas distribution pipe Gas supply pipe Lance Zone with internal recirculation Main line Pressure gauge Oil pressure switch Maximum pressure Oil pressure switch Main solenoid valve Suction line Return line Oil flow regulator Return line Actuator Pressure gauge Return line Oil volume control Actuator Oil pressure gauge Pressure switch Solenoid valves Manifold Pressure gauge Maximum pressure switch Minimum pressure switch Solenoid valve Pressure line Manifold block Oil line Oil line Solenoid valve Solenoid valve Hydraulic needle shut-off valve Normally open solenoid valve Safety return

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Verbrennen von flüssigen und/ oder gasförmigen Brennstoffen unter Zuführung von Verbrennungsluft sowie mit oder ohne rückgeführtem Abgas,1. A method for burning liquid and / or gaseous fuels while supplying combustion air and with or without recirculated exhaust gas,
- mit mindestens einer in Bezug auf einen Flammraum (Flammrohr) weitgehend zentral angeordneten, über eine zentrale Brennstoffdüse (5, 14, 23, 24) (Gas oder Öl) und einer dieser Brennstoff düse zugeordneten Luftmischeinrichtung der Verbrennungsluftzufuhr gebildeten Kernflamme (6, 15, 22, 26),- With at least one with respect to a flame chamber (flame tube) largely centrally arranged, via a central fuel nozzle (5, 14, 23, 24) (gas or oil) and one of these fuel nozzle associated air mixing device of the combustion air supply formed core flame (6, 15, 22, 26),
- mit einer um diese Kernflamme mit Abstand über mehrere Außenbrennstoffdüsen (3, 12, 29, 30) (Gas oder Öl) und einer diesen Düsen zugeordneten Luftmischeinrichtung der Verbrennungsluftzufuhr gebildeten Hüllflamme (4, 13, 28) undwith an envelope flame (4, 13, 28) formed around this core flame at a distance via a plurality of external fuel nozzles (3, 12, 29, 30) (gas or oil) and an air mixing device of the combustion air supply assigned to these nozzles
- mit Steuerung der Brennstoffzufuhr zu den Düsen, dadurch gekennzeichnet,with control of the fuel supply to the nozzles, characterized
- dass während des Verbrennungsbetriebs die Brennstoff- und/oder Verbrennungsluftzufuhr zur Kernflamme oder zur Hüllflamme unabhängig voneinander änderbar ist,during combustion operation, the fuel and / or combustion air supply to the core flame or to the envelope flame can be changed independently of one another,
- dass durch eine solche Änderung das Größenverhältnis der Flammen zueinander änderbar ist und- That by such a change, the size ratio of the flames is mutually changeable and
- dass dadurch mindestens die Kernflamme durch variable Gestaltung modellierbar ist.- That thereby at least the nuclear flame can be modeled by variable design.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Brennstoffzufuhr mindestens zur Kernflamme (22) in Stufen erfolgt, so dass die Kernflamme in Stufen modellierbar ist (Fig. 3 und 6) . 2. The method according to claim 1, characterized in that the change of the fuel supply at least to the core flame (22) takes place in stages, so that the core flame can be modeled in stages (Figures 3 and 6).
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Brennstoffzufuhr zur Kernflamme (6, 15) (Fig. 1, 2, 4 und 5) kontinuierlich (stufenlos) erfolgt, so dass die Kernflamme kontinuierlich modellierbar ist.3. The method according to claim 1, characterized in that the change of the fuel supply to the core flame (6, 15) (Fig. 1, 2, 4 and 5) continuously (continuously), so that the core flame is continuously modeled.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Brennstoffzufuhr zur Kernflamme im Verhältnis jener zur Hüllflamme eine zentrale Rezirkulation von Abgas erzielbar ist.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that via the fuel supply to the core flame in proportion to that of the envelope flame, a central recirculation of exhaust gas can be achieved.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Rezirkulation der Kernflamme eine Kühlung im Bereich von deren Flammenwurzel erzielbar ist.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the recirculation of the core flame cooling in the range of the flame root can be achieved.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Brennstoffzufuhr zu der Kernflamme unabhängig von jener zu der Hüllflamme erfolgt.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the control of the fuel supply to the core flame is independent of that to the envelope flame.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllflamme auf eine kontinuierliche Leistung einstellbar ist, hingegen die Brennstoffzufuhr zur Kernflamme während des Betriebes gegensätzlich änderbar ist.7. The method according to claim 6, characterized in that the envelope flame is adjustable to a continuous power, however, on the other hand, the fuel supply to the core flame during operation is changed in opposite directions.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rezirkulation der Kernflamme auf deren Abgasseite aufgrund des Größenverhältnisses von Hüllflamme zu Kernflamme bewirkt wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized that the recirculation of the nuclear flame is effected on its exhaust side due to the size ratio of envelope flame to core flame.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernflamme mittels mindestens zwei unabhängig voneinander mit einem Brennstoff oder unterschiedlichen Brennstoffen versorgbaren Düsen gebildet wird (Fig. 3 und 6).9. The method according to any one of claims 2 to 8, characterized in that the core flame is formed by means of at least two independently supplied with a fuel or different fuels nozzles (Fig. 3 and 6).
10. Gebläsebrenner (1, 11, 25) für flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe, zum Einsatz an einem einen Flammraum aufweisenden Heizkessel und/ oder einem zur Brennstoffluftmischung und Flammenformung dienenden Flammrohr, mit mehreren zur Bildung einer Hüllflamme (4, 13, 28), weiter außen im Flammrohr und vorzugsweise kreisförmig angeordneten Brennstoffdüsen (Außendüsen)10. Blower burner (1, 11, 25) for liquid and / or gaseous fuels, for use on a flame chamber having a boiler and / or serving for fuel air mixture and flame forming flame tube, with a plurality of to form a Hüllflamme (4, 13, 28) , further out in the flame tube and preferably circularly arranged fuel nozzles (outer nozzles)
(3, 12, 29, 30) (Öl oder Gas), mit mindestens einer Brennstoffleitung (7, 16, 31, 32) zu den Außendüsen, mit mindestens einer innerhalb der Anordnung der(3, 12, 29, 30) (oil or gas), with at least one fuel line (7, 16, 31, 32) to the outer nozzles, with at least one within the arrangement of
Außendüsen zur Bildung einer Kernflamme (6, 15, 22,Outer nozzles for forming a core flame (6, 15, 22,
26) weitgehend zentral angeordneten26) arranged largely centrally
Zentralbrennstoffdüse (5, 14, 23, 24) (Zentraldüse) (Öl oder Gas), mit einer von der zu den Außendüsen führendenCentral fuel nozzle (5, 14, 23, 24) (central nozzle) (oil or gas), with one leading from the outer nozzles
Brennstoffleitung (7, 16, 31, 32) unabhängigenFuel line (7, 16, 31, 32) independent
Brennstoffleitung (9, 20, 35, 61, 62) zu der Zentraldüse und mit unabhängigen Steuereinrichtungen (Ventilen 8, 10, 17, 21, 41, 53, 63, 64, 66) in den zur Zentraldüse und den Außendüsen führenden Brennstoffleitungen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuereinrichtungen Ventile dienen, welche gemäß einem vorgegebenen Programm insbesondere elektrisch (magnetisch) und/ oder hydraulisch betätigbar sind.Fuel line (9, 20, 35, 61, 62) to the central nozzle and with independent control devices (valves 8, 10, 17, 21, 41, 53, 63, 64, 66) in the fuel line leading to the central nozzle and the outer nozzles, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 9, characterized in that serve as control devices valves, which are in particular electrically (magnetically) and / or hydraulically actuated according to a predetermined program.
11. Gebläsebrenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Zentraldüse eine Ölzerstäuberdüse (14, 27) dient und dass das über eine Ölpumpe (18) unter Druck (39, 40) geförderte Heizöl über ein Magnetventil oder Regelventil (21) zu- und absteuerbar ist.11. fan burner according to claim 10, characterized in that as a central nozzle Ölzerstäuberdüse (14, 27) and that via an oil pump (18) under pressure (39, 40) subsidized fuel oil via a solenoid valve or control valve (21) and is deductible.
12. Gebläsebrenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Brennstoffleitung stromab der Ölpumpe (18) ein Ölmengenregler (44) angeordnet ist.12. Blower burner according to claim 11, characterized in that in the fuel line downstream of the oil pump (18) an oil quantity regulator (44) is arranged.
13. Gebläsebrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölmengenregler (44) in einem Rücklauf (45) der Ölpumpe (18) stromab der Abzweigung zur Zentraldüse (14) angeordnet ist.13. fan burner according to claim 12, characterized in that the oil quantity regulator (44) in a return (45) of the oil pump (18) downstream of the branch to the central nozzle (14) is arranged.
14. Gebläsebrenner nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Hüllflamme (4, 13, 28) Ölzerstäuberdüsen (12, 30) und/ oder Gasdüsen (3, 29) vorgesehen sind.14. Blower burner according to one of claims 10 to 13, characterized in that oil atomizing nozzles (12, 30) and / or gas nozzles (3, 29) are provided for forming the envelope flame (4, 13, 28).
15. Gebläsebrenner nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in den Brennstoffleitungen zu den Gasdüsen zur Steuerung der Brennstoffzufuhr mindestens ein Magnetventil angeordnet ist.15. Blower burner according to claim 14, characterized in that in the fuel lines to the gas nozzles for controlling the fuel supply at least one solenoid valve is arranged.
16. Gebläsebrenner nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung einer abstufbaren Kernflamme zwei Zentraldüsen mit unabhängigen Brennstoffleitungen vorgesehen sind und dass eine von diesen Zentraldüsen über ein in deren Brennstoffleitung angeordnetes Ventil steuerbar ist. 16. fan burner according to one of claims 10 to 15, characterized in that two central nozzles are provided with independent fuel lines to form a gradable core flame and that one of these central nozzles via a valve disposed in the fuel line valve is controllable.
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