AT397558B

AT397558B - ATMOSPHERIC SERIES GAS BURNER

Info

Publication number: AT397558B
Application number: AT230191A
Authority: AT
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1991-11-20
Filing date: 1991-11-20
Publication date: 1994-05-25
Also published as: ATA230191A; DE9215726U1

Description

AT 397 558 BAT 397 558 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen atmosphärischen Reihengasbrenner mit mehreren mit Brenngemisch-Austrittsöffnungen versehenen Brennerstäben, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.The invention relates to an atmospheric row gas burner with a plurality of burner rods provided with fuel mixture outlet openings, which are arranged essentially parallel to one another.

Bei bekannten derartigen Brennern sind Brennerstäbe gleichen Querschnittes, deren Austrittsöffnungen 5 jeweils gleich große Gesamtflächen ihrer Austrittsöffnungen aufweisen, in gleichen Abständen voneinander angeordnet.In known burners of this type, burner rods of the same cross-section, the outlet openings 5 of which each have the same total area of their outlet openings, are arranged at equal distances from one another.

Bei diesen bekannten Brennern ergibt sich jedoch das Problem einer beträchtlichen CO- und NOx-Emission. Dabei hat sich gezeigt, daß dieser beträchtliche Schadstoffausstoß durch eine mangelnde Zufuhr an Sekundärluft in den mittleren Bereichen des Brenners bedingt ist. Dadurch kommt es im mittleren io Bereich des Brenners zu einer unvollkommenen Verbrennung und außerdem zu einer erhöhten Temperatur, wodurch eine vermehrte thermische Bildung von NOx verursacht ist. Zur Beseitigung dieses Problems ist gemäß der AT-PS 392 529 vorgesehen, dem mittleren Brennerbereich spezifisch weniger Brennstoff zuzuführen als den Randbereichen. Das wird dadurch erreicht, daß Brennstoffdüsen unterschiedlicher Durchmesser verwendet werden. Der erforderliche Aufwand ist aufgrund des komplizierten Aufbaus und der 75 engen Fertigungstoleranzen der Düsen jedoch erheblich.With these known burners, however, there is the problem of considerable CO and NOx emissions. It has been shown that this considerable emission of pollutants is due to a lack of supply of secondary air in the central areas of the burner. This results in imperfect combustion in the central region of the burner and also in an increased temperature, which causes an increased thermal formation of NOx. In order to eliminate this problem, according to AT-PS 392 529 it is provided that the central burner area be supplied with less fuel than the edge areas. This is achieved by using fuel nozzles of different diameters. However, the effort required is considerable due to the complicated structure and the 75 tight manufacturing tolerances of the nozzles.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und einen Brenner der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der sich bei geringem Schadstoffausstoß durch einen einfachen Aufbau auszeichnet.The aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a burner of the type mentioned at the outset which is distinguished by a simple structure with low pollutant emissions.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die im mittleren Bereich des Brenners angeordneten Brennerstäbe einen kleineren Querschnitt aufweisen als die an den Rändern des Brenners angeordneten 20 Brennerstäbe, wobei jeder Brennerstab mit größerem Querschnitt beziehungsweise Durchmesser eine größere Gesamtfläche der Austrittsöffnungen aufweist als ein Brennerstab mit kleinerem Querschnitt beziehungsweise Durchmesser.According to the invention, this is achieved in that the burner rods arranged in the central region of the burner have a smaller cross section than the 20 burner rods arranged on the edges of the burner, each burner rod with a larger cross section or diameter having a larger total area of the outlet openings than a burner rod with a smaller cross section or diameter.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich im mittleren Bereich des Brenners eine geringere thermische Belastung als in den seitlichen Randbereichen des Brenners. Außerdem vergrößert sich im mittleren 25 Bereich des Brenners auch der Freiraum zwischen den Brennerstäben, wodurch die Zufuhr von Sekundärluft im mittleren Bereich des Brenners verbessert wird.These measures result in a lower thermal load in the central area of the burner than in the lateral edge areas of the burner. In addition, the free space between the burner rods increases in the central area of the burner, as a result of which the supply of secondary air in the central area of the burner is improved.

Dabei kann weiter vorgesehen sein, daß die Querschnitte der Brennerstäbe von der Mitte des Brenners bis zu dessen seitlichen Rändern in mehreren Stufen ansteigen und mindestens drei Gruppen von Brennerstäben mit verschiedenen Querschnitten vorgesehen sind, so Dadurch kommt es zu einer sehr weitgehenden Vergleichmäßigung der Zufuhr von Sekundärluft, bezogen auf die Belastung der jeweiligen Brennerstäbe. Dadurch wird einerseits eine vollständige Verbrennung auch im mittleren Bereich des Brenners sichergestellt und ein übermäßiger Anstieg der Temperatur in diesem Bereich vermieden, wodurch die thermische Bildung von N0X hintangehalten wird.It can further be provided that the cross sections of the burner rods increase in several stages from the center of the burner to its lateral edges and that at least three groups of burner rods with different cross sections are provided, so that the supply of secondary air is very uniform , based on the load on the respective burner rods. On the one hand, this ensures complete combustion even in the central area of the burner and prevents an excessive rise in temperature in this area, thereby preventing the thermal formation of NOx.

Weiter kann vorgesehen sein, daß der lichte Abstand zwischen den einzelnen Brennerstäben über die 35 gesamte Breite des Brenners konstant ist.It can further be provided that the clear distance between the individual burner rods is constant over the entire width of the burner.

Da die mittleren Brennerstäbe einen kleineren Querschnitt und damit in der Regel einen kleineren Durchmesser aufweisen, ergibt sich auch bei gleichem lichten Abstand der Brennerstäbe im mittleren Bereich des Brenners ein besserer Zutritt der Sekundärluft zu den Flammen dieser Brennerstäbe als zu jenen der in den Randbereichen des Brenners angeordneten Brennerstäbe. 40 Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die im mittleren Bereich angeordneten Brennerstäbe außerhalb der Ebene angeordnet sind, in der die in den Randbereichen des Brenners angeordneten Brennerstäbe mit größerem Querschnitt liegen.Since the middle burner rods have a smaller cross-section and therefore usually have a smaller diameter, the secondary air has a better access to the flames of these burner rods than to those in the edge regions of the burner even with the same clear spacing of the burner rods in the middle region of the burner arranged burner rods. 40 According to a further feature of the invention, it can be provided that the burner rods arranged in the middle region are arranged outside the plane in which the burner rods arranged in the edge regions of the burner have a larger cross section.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß es im mittleren Bereich des Brenners zu einem Eintrag von Abgas in die Flammen kommt, wodurch die Bildung von N0X weiter vermindert wird. Dabei können die 45 mittleren Brennerstäbe sowohl oberhalb als auch unterhalb der Ebene der randnahen Brennerstäbe liegen.These measures ensure that exhaust gas enters the flames in the central area of the burner, which further reduces the formation of NOx. The 45 middle burner rods can lie above and below the level of the burner rods near the edge.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Dabei zeigen:Show:

Hg 1 bis 5 Stirnansichten verschiedener erfindungsgemäßer Brenner und Fig 6 eine Teildraufsicht auf einen erfindungsgemäßen Brenner, so Bei der Ausführungsform nach der Fig 1 sind alle Brennerstäbe 2 und 3 eines atmosphärischen Reihenbrenners 1 in der gleichen Ebene angeordnet. Dabei weisen die Brennerstäbe 2 und 3 verschiedene Durchmesser und damit Querschnitte auf, wobei die einen kleineren Querschnitt aufweisenden Brennerstäbe 2 im mittleren Bereich des in einer Brennkammer 7 angeordneten Brenners 1 angeordnet sind. Bei diesen Brennerstäben 2 mit kleinerem Querschnitt ist auch die gesamte Fläche der Brenngemisches Ausströmöffnungen geringer als bei den Brennerstäben 3 mit größerem Querschnitt.1 to 5 end views of various burners according to the invention and FIG. 6 a partial top view of a burner according to the invention, so in the embodiment according to FIG. 1 all burner rods 2 and 3 of an atmospheric row burner 1 are arranged in the same plane. The burner rods 2 and 3 have different diameters and thus cross sections, the burner rods 2 having a smaller cross section being arranged in the central region of the burner 1 arranged in a combustion chamber 7. With these burner rods 2 with a smaller cross-section, the total area of the fuel mixture outflow openings is also smaller than with the burner rods 3 with a larger cross-section.

Es ergibt sich daher im mittleren Bereich eine geringere thermische Belastung des Brenners als in dessen Randbereichen. 2This results in a lower thermal load on the burner in the central area than in its edge areas. 2nd

Claims

AT 397 558 B Bei der Ausführungsform nach der Fig 2 sind drei Gruppen von Brennerstäben 2, 3 und 4 vorgesehen, wobei die außen angeordneten Brennerstäbe 4 den größten Querschnitt aufweisen und deren Austrittsöffnungen zur Speisung der Flammen mit einem Brenngas-Luft-Gemisch die größte Gesamtfläche, verglichen mit jener der Brennerstäbe 3 und 2, aufweist. 5 Weiter sind bei der Ausführungsform nach der Fig 2 die Brennerstäbe 2, 3 und 4 in verschiedenen Ebenen angeordnet, wobei die Brennerstäbe 2, 3 und 4 um so tiefer liegen, je näher sie der Mitte des Brenners 1 liegen. Dadurch wird erreicht, daß Abgas von tiefer liegenden Brennerstäben in die Flammen der höher liegenden Brennerstäbe eindiffundiert und dadurch die NOx-Bildung vermieden wird. Die Ausführungsform nach der Fig 3 unterscheidet sich von jener nach der Fig 2 dadurch, daß alle io Brennerstäbe 2, 3 und 4 in einer Ebene liegen. Die Ausführungsformen nach den Fig 4 und 5 entsprechen weitgehend jener nach der Figur 1, nur sind bei diesen die Brennerstäbe 2, 3 in verschiedenen Ebenen angeordnet, wobei im Falle der Ausführungsform nach der Fig 4 die mittleren Brennerstäbe 2 oberhalb der Ebene der äußeren Brennerstäbe 3 liegen, wogegen die nach bei der Ausführungsform nach der Figur 2 umgekehrt ist. 75 Die Fig 6 zeigt eine Draufsicht auf einen Brenner 1 nach den Figuren 1, 4 oder 5. Bei diesem weisen die mittleren Brennerstäbe 2 einen halb so großen Durchmesser wie die äußeren Brennerstäbe 3 auf, wobei die Brennerstäbe 2, 3 mit je einem Mischrohr 5 versehen sind, die Düsen 6 gegenüberliegen, aus denen ein Brenngas austritt. Die Gesamtfläche der Brenngemisch-Austrittsöffnungen 8 eines jeden der Brennerstäbe 3 ist größer als 20 die Gesamtfläche der Austrittsöffnungen 8 eines jeden der Brennerstäbe 2. Zwischen den Brennerstäben 2 und 3 ergibt sich stets der gleiche lichte Abstand X. Dadurch ergibt sich aufgrund des geringeren Durchmessers der Brennerstäbe 2 ein verbesserter Zutritt der Sekundärluft zu den Flammen der Brennerstäbe 2. 25 Patentansprüche 1. Atmosphärischer Reihengasbrenner mit mehreren Brenngemisch-Austrittsöffnungen versehenen Brennerstäben, die im wesentlichen parallel zueinander in einer etwa waagerechten Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die im mittleren Bereich des Brenners (1) angeordneten Brennerstäbe 3o (2) einen kleineren Querschnitt aufweisen als die an den Rändern des Brenners (1) angeordneten Brennerstäbe (3, 4), wobei jeder Brennerstab (3, 4) mit größerem Querschnitt beziehungsweise Durchmesser eine größere Gesamtfläche der Austrittsöffnungen (8) aufweist als ein Brennerstab (2) mit kleinerem Querschnitt beziehungsweise Durchmesser.AT 397 558 B In the embodiment according to FIG. 2, three groups of burner rods 2, 3 and 4 are provided, the burner rods 4 arranged on the outside having the largest cross section and the outlet openings for feeding the flames with a fuel gas / air mixture having the largest total area compared to that of the burner rods 3 and 2. 5 Furthermore, in the embodiment according to FIG. 2, the burner rods 2, 3 and 4 are arranged in different planes, the burner rods 2, 3 and 4 lying deeper the closer they are to the center of the burner 1. This ensures that exhaust gas from lower burner rods diffuses into the flames of the higher burner rods and thereby NOx formation is avoided. The embodiment according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 2 in that all the burner rods 2, 3 and 4 lie in one plane. The embodiments according to FIGS. 4 and 5 largely correspond to those according to FIG. 1, except that the burner rods 2, 3 are arranged in different planes in the case of the embodiment according to FIG lie, whereas the is reversed in the embodiment according to FIG. 75 FIG. 6 shows a top view of a burner 1 according to FIGS. 1, 4 or 5. In this, the middle burner rods 2 have a diameter half the size of the outer burner rods 3, the burner rods 2, 3 each having a mixing tube 5 are provided, the nozzles 6 are opposite, from which a fuel gas emerges. The total area of the fuel mixture outlet openings 8 of each of the burner rods 3 is greater than 20, the total surface area of the outlet openings 8 of each of the burner rods 2. Between the burner rods 2 and 3 there is always the same clear distance X. This results in, owing to the smaller diameter Burner rods 2 an improved access of the secondary air to the flames of the burner rods 2. 25 claims 1. Atmospheric series gas burners with multiple fuel mixture outlet openings provided burner rods which are arranged essentially parallel to each other in an approximately horizontal plane, characterized in that the in the central region of the Burner (1) arranged burner rods 3o (2) have a smaller cross section than the burner rods (3, 4) arranged on the edges of the burner (1), each burner rod (3, 4) with a larger cross section or diameter having a larger total area of the outlet opening openings (8) as a burner rod (2) with a smaller cross-section or diameter.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Brennerstäbe (2, 3, 4) von der Mitte des Brenners (1) bis zu dessen seitlichen Rändern in mehreren Stufen ansteigen und mindestens drei Gruppen von Brennerstäben (2, 3, 4) mit verschiedenen Querschnitten vorgesehen sind. 4o2. Burner according to claim 1, characterized in that the cross sections of the burner rods (2, 3, 4) from the center of the burner (1) to the side edges increase in several stages and at least three groups of burner rods (2, 3, 4) are provided with different cross sections. 4o

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Abstand zwischen den einzelnen Brennerstäben (2, 3, 4) über die gesamte Breite des Brenners (1) konstant ist.3. Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the clear distance between the individual burner rods (2, 3, 4) is constant over the entire width of the burner (1).

4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im mittleren Bereich angeordneten Brennerstäbe (2) außerhalb der Ebene angeordnet sind, in der die in den Randbereichen 45 des Brenners (1) angeordneten Brennerstäbe (2, 3) mit größerem Querschnitt liegen. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 50 3 554. Burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the burner rods (2) arranged in the central region are arranged outside the plane in which the burner rods (2, 3) arranged in the edge regions 45 of the burner (1) larger cross section. Including 2 sheets of drawings 50 3 55