DD234061A1 - PRIMARY AIR GAS BURNER WITH HIGH FLAMMABLE STABILITY - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen primaerluftfreien Gasbrenner mit einer hohen Flammenstabilitaet, der zur Beheizung von Industrieoefen geeignet ist, bei denen ein ungehinderter Zutritt von Verbrennungsluft gewaehrleistet ist. Der Brenner besitzt unmittelbar an das Brennerrohrende angeschlossene ebene oder gekruemmte Leitbleche, die tangentiale Oeffnungen freigeben, eine Verschlussplatte zur Verhinderung des Brenngasaustrittes in axialer Richtung und einen mit dem Brennerrohr verbundenen Trichter, der sich in Stroemungsrichtung erweitert. Die Arbeitsweise, die durch einen stark drallbehafteten Brenngasstrahl, der sich intensiv mit der Verbrennungsluft mischt und durch einen hohen Rezirkulationsgrad von heissen Verbrennungsgasen charakterisiert ist, gestattet die sichere Verbrennung von Brenngasen mit niedriger Flammengeschwindigkeit, wie Naturgas mit einem hohen Inertenanteil. FigurThe invention relates to a primaerluftfreien gas burner with a high Flammenstabilitaet, which is suitable for the heating of industrial furnaces, in which an unhindered access of combustion air gewaehrleistet. The burner has directly connected to the burner tube end flat or curved baffles that release tangential openings, a closure plate to prevent the fuel gas leakage in the axial direction and connected to the burner tube funnel, which expands in the flow direction. The operation, which is characterized by a highly swirling fuel gas jet which mixes intensively with the combustion air and is characterized by a high degree of recirculation of hot combustion gases, permits the safe combustion of low flame velocity fuel gases, such as high inert gas natural gas. figure

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen primärluftfreien Gasbrenner mit einer hohen Flammenstabilität, der zur Beheizung von Irfdustrieöfen mit einem möglichst kreisförmigen Verbrennungsraumquerschnitt geeignet und bei denen ein ungehinderter Zutritt der Verbrennungsluft gewährleistet ist.The invention relates to a primary-air-free gas burner with a high flame stability, which is suitable for heating Irfdustrieöfen with a possible circular combustion chamber cross-section and where unimpeded access of the combustion air is guaranteed.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es sind Brenner für gasförmige Brennstoffe mit niedriger Flammengeschwindigkeit, insbesondere für Naturgas mit einem hohen Inertenanteil, bekannt, die über wirksame Einrichtungen zur intensiven Mischung von Brenngas und Luft verfügen. Diese Einrichtungen sind oft mit flammenstabilisierenden Bauteilen kombiniert. Nachteile sind die relativ große Masse, der hohe Fertigungsaufwand und ein gegebenenfalls erforderliches Luftgebläse. Eine Selbstkarburierung der Flamme wird verhindert, somit ist die Strahlungsintensität gering. ln DE-AS 2 307 399 (F 23 D15/00) und in DD-PS 135 983 (F 23 D 15/00) sind primärluftfreie Gasbrenner beschrieben, bei denen die vorgenannten Nachteile nicht eintreten. Allerdings neigt bei diesen Brennern die Flamme bei Verwendung von Brenngas mit niedriger Flammengeschwindigkeit und bei hoher Austrittsgeschwindigkeit zum Abheben.Burners are known for low flame velocity gaseous fuels, especially high inert gas natural gas, which have effective means for intensive mixing of fuel gas and air. These devices are often combined with flame-stabilizing components. Disadvantages are the relatively large mass, the high production costs and an optionally required air blower. A self-carburization of the flame is prevented, thus the radiation intensity is low. DE-AS 2 307 399 (F 23 D15 / 00) and DD-PS 135 983 (F 23 D 15/00) describe primary-air-free gas burners in which the abovementioned disadvantages do not occur. However, with these burners, the flame tends to lift off when using low flame velocity fuel gas and at high exit velocity.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist ein Brenner ohne Luftführung durch den Brenner, mit dem eine sichere Verbrennung von Gasen mit niedriger Flammengeschwindigkeit erreicht wird. Weiterhin soll der Brenner schnell und einfach in die Industrieöfen ein- und ausgebaut werden können. Außerdem wird der Verzicht auf hitze- und zunderbeständiges Material angestrebt.The object of the invention is a burner without air flow through the burner, with the safe combustion of gases is achieved with low flame speed. Furthermore, the burner should be quickly and easily installed and removed in the industrial furnaces. In addition, the waiver of heat and scale-resistant material is sought.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner in einer leichten Bauweise herzustellen, der eine hohe Flammenstabilität auch bei der Verbrennung von Gasen mit niedriger Flammenstabilität aufweist und speziell in Drehrohröfen zur Herstellung von Zementklinkern oder zum Glühen von llmenit eingesetzt wird.The invention has for its object to produce a burner in a lightweight construction, which has a high flame stability even in the combustion of gases with low flame stability and is used especially in rotary kilns for the production of cement clinker or for the annealing of llmenit.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das vom Brenngas durchströcnte Brennerrohr an seinem Ende mit einer Platte verschlossen ist und tangentiale Austrittsöffnungen besitzt. Auf dem Brennerrohr ist ein sich in Gasströmungsrichtung erweiternder, die tangentialen Öffnungen überdeckender Trichter befestigt, dessen Innenwandung das Gas in axiale Richtung ablenkt.According to the invention the object is achieved in that the burner tube durchströcnte from the fuel gas is closed at its end with a plate and has tangential outlet openings. On the burner tube is an expanding in the gas flow direction, the tangential openings covering funnel fixed, the inner wall of which deflects the gas in the axial direction.

Der mit dem erfindungsgemäßen Gasbrenner entstehende stark drallbehaftete, sich in Strömungsrichtung kegelförmig erweiternde Brenngasstrahl bewirkt durch die Schrägausströmung die erforderliche gute Mischung mit der in achsparalleler Richtung in den Ofenraum einströmenden Verbrennungsluft. Weiterhin wird dadurch ein hoher Rezirkulationsgrad von heißen Verbrennungsgasen und ein sicherer Flammenhalt erreicht. Selbst bei hohen Gasdurchsätzen sind Abhebeerscheinungen der Flamme ausgeschlossen. Der Brenner weist einen breiten Regelbereich auf. Weiterhin erlaubt die geringe Masse des Brenners, diesen weit in den Ofenraum hineinragen zu lassen.Due to the oblique outflow, the highly swirling combustion gas jet which widens with the gas burner according to the invention causes the required good mixture with the combustion air flowing into the furnace chamber in the axis-parallel direction. Furthermore, this achieves a high degree of recirculation of hot combustion gases and a reliable flame retention. Even at high gas flow rates Abhebeerscheinungen the flame are excluded. The burner has a wide control range. Furthermore, the low mass of the burner allows it to protrude far into the oven cavity.

Bei Anwendung in im direktbeheizten Drehrohröfen wird die einströmende Verbrennungsluft vom fertigen Produkt bei dessen gleichzeitiger Kühlung vorgewärmt. Die weiche, durch Selbstkarburierung leuchtende Flamme gewährleistet bei Vermeidung Örtlicher Überhitzungen einen guten Wärmeübergang.When used in directly heated rotary kilns, the incoming combustion air is preheated by the finished product with its simultaneous cooling. The soft, self-corroding flame ensures good heat transfer while avoiding local overheating.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an den Zeichnungen erläutert werden.The invention will be explained below with reference to the drawings.

Beispielexample

Der erfindungsgemäße Gasbrenner besteht aus einem Brennerrohr 1, den Leitblechen 2, der Verschlußplatte 3 und dem Trichter 4.The gas burner according to the invention consists of a burner tube 1, the baffles 2, the closure plate 3 and the funnel. 4

Das Brennerrohr besitzt tangentiale Austrittsöffnungen am Brennerrohrende, das mit der Verschlußplatte abgesperrt ist. An dem Brennerrohr ist ein Trichter befestigt, der sich in Gasströmungsrichtung erweitert und die tangentialen Öffnungen im Brennerrohr überdeckt.The burner tube has tangential outlet openings at the burner tube end, which is shut off with the closure plate. Attached to the burner tube is a funnel which widens in the gas flow direction and covers the tangential openings in the burner tube.

Claims (1)

Erfindungsanspruch:Invention claim: Primärluftfreier Gasbrenner mit hoher Flammenstabilität bestehend aus dem das Brenngas heranführenden Brennerrohr (1) und dem damit fest verbundenen Brennerkopf, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf durch Leitbleche (2), eine Verschlußplatte (3) und einen Trichter (4) gebildet wird, wobei die ebenen oder gekrümmten Leitbleche mit einer Seite am Brennerrohrende befestigt sind und tangentiale Öffnungen für den Brenngasaustritt freigeben, sich auf der anderen Seite der Leitbleche eine Verschlußlatte zur Verhinderung des Brenngasaustrittes in axialer Richtung befindet und ein Trichter, der mit dem Brennerrohr verbunden ist und sich in Gasströmungsrichtung erweitert, Leitbleche und Verschlußplatte überdeckt.Primary-free gas burner with high flame stability consisting of the burner gas zoom leading burner tube (1) and the thus firmly connected burner head, characterized in that the burner head by baffles (2), a closure plate (3) and a funnel (4) is formed, wherein the plane or curved baffles are fastened with one side at the burner tube end and release tangential openings for the fuel gas outlet, on the other side of the baffles a closure bar to prevent the fuel gas outlet is in the axial direction and a funnel, which is connected to the burner tube and in gas flow direction extended, baffles and shutter plate covered. Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft einen primärluftfreien Gasbrenner mit einer hohen Flammenstabilität, der zur Beheizung von Irfdustrieöfen mit einem möglichst kreisförmigen Verbrennungsraumquerschnitt geeignet und bei denen ein ungehinderter Zutritt der Verbrennungsluft gewährleistet ist.The invention relates to a primary-air-free gas burner with a high flame stability, which is suitable for heating Irfdustrieöfen with a possible circular combustion chamber cross-section and where unimpeded access of the combustion air is guaranteed. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Es sind Brenner für gasförmige Brennstoffe mit niedriger Flammengeschwindigkeit, insbesondere für Naturgas mit einem hohen Inertenanteil, bekannt, die über wirksame Einrichtungen zur intensiven Mischung von Brenngas und Luft verfügen. Diese Einrichtungen sind oft mit flammenstabilisierenden Bauteilen kombiniert. Nachteile sind die relativ große Masse, der hohe Fertigungsaufwand und ein gegebenenfalls erforderliches Luftgebläse. Eine Selbstkarburierung der Flamme wird verhindert, somit ist die Strahlungsintensität gering.Burners are known for low flame velocity gaseous fuels, especially high inert gas natural gas, which have effective means for intensive mixing of fuel gas and air. These devices are often combined with flame-stabilizing components. Disadvantages are the relatively large mass, the high production costs and an optionally required air blower. A self-carburization of the flame is prevented, thus the radiation intensity is low. In DE-AS 2 307 399 (F 23 D 15/00) und in DD-PS 135 983 (F 23 D 15/00) sind primärluftfreie Gasbrenner beschrieben, bei denen die vorgenannten Nachteile nicht eintreten. Allerdings neigt bei diesen Brennern die Flamme bei Verwendung von Brenngas mit niedriger Flammengeschwindigkeit und bei hoher Austrittsgeschwindigkeit zum Abheben.DE-AS 2 307 399 (F 23 D 15/00) and DD-PS 135 983 (F 23 D 15/00) describe primary-air-free gas burners in which the aforementioned disadvantages do not occur. However, with these burners, the flame tends to lift off when using low flame velocity fuel gas and at high exit velocity. Ziel der ErfindungObject of the invention Das Ziel der Erfindung ist ein Brenner ohne Luftführung durch den Brenner, mit dem eine sichere Verbrennung von Gasen mit niedriger Flammengeschwindigkeit erreicht wird. Weiterhin soll der Brenner schnell und einfach in die Industrieöfen ein- und ausgebaut werden können. Außerdem wird der Verzicht auf hitze- und zunderbeständiges Material angestrebt.The object of the invention is a burner without air flow through the burner, with the safe combustion of gases is achieved with low flame speed. Furthermore, the burner should be quickly and easily installed and removed in the industrial furnaces. In addition, the waiver of heat and scale-resistant material is sought. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner in einer leichten Bauweise herzustellen, der eine hohe Flammenstabilität auch bei der Verbrennung von Gasen mit niedriger Flammenstabilität aufweist und speziell in Drehrohrofen zur Herstellung von Zementklinkern oder zum Glühen von llmenit eingesetzt wird.The invention has for its object to produce a burner in a lightweight construction, which has a high flame stability even in the combustion of gases with low flame stability and is used especially in rotary kiln for the production of cement clinker or for the annealing of llmenit. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das vom Brenngas durchströmte Brennerrohr an seinem Ende mit einer Platte verschlossen ist und tangentiale Austrittsöffnungen besitzt. Auf dem Brennerrohr ist ein sich in Gasströmungsrichtung erweiternder, die tangentialen Öffnungen überdeckender Trichter befestigt, dessen Innenwandung das Gas in axiale Richtung ablenkt.According to the invention the object is achieved in that the fuel gas flowing through the burner tube is closed at its end with a plate and has tangential outlet openings. On the burner tube is an expanding in the gas flow direction, the tangential openings covering funnel fixed, the inner wall of which deflects the gas in the axial direction. Der mit dem erfindungsgemäßen Gasbrenner entstehende stark drallbehaftete, sich in Strömungsrichtung kegelförmig erweiternde Brenngasstrahl bewirkt durch die Schrägausströmung die erforderliche gute Mischung mit der in achsparalleler Richtung in den Ofenraum einströmenden Verbrennungsluft. Weiterhin wird dadurch ein hoher Rezirkulationsgrad von heißen Verbrennungsgasen und ein sicherer Flammenhalt erreicht. Selbst bei hohen Gasdurchsätzen sind Abhebeerscheinungen der Flamme ausgeschlossen.Due to the oblique outflow, the highly swirling combustion gas jet which widens with the gas burner according to the invention causes the required good mixture with the combustion air flowing into the furnace chamber in the axis-parallel direction. Furthermore, this achieves a high degree of recirculation of hot combustion gases and a reliable flame retention. Even at high gas flow rates Abhebeerscheinungen the flame are excluded. Der Brenner weist einen breiten Regelbereich auf. Weiterhin erlaubt die geringe Masse des Brenners, diesen weit in den Ofenraum hineinragen zu lassen.The burner has a wide control range. Furthermore, the low mass of the burner allows it to protrude far into the oven cavity. Bei Anwendung in im direktbeheizten Drehrohrofen wird die einströmende Verbrennungsluft vom fertigen Produkt bei dessen gleichzeitiger Kühlung vorgewärmt. Die weiche, durch Selbstkarburierung leuchtende Flamme gewährleistet bei Vermeidung Örtlicher Überhitzungen einen guten Wärmeübergang.When used in directly heated rotary kiln, the incoming combustion air is preheated by the finished product while cooling it simultaneously. The soft, self-corroding flame ensures good heat transfer while avoiding local overheating. Ausführungsbeispielembodiment Die Erfindung soll nachstehend an den Zeichnungen erläutert werden.The invention will be explained below with reference to the drawings. Beispielexample Der erfindungsgemäße Gasbrenner besteht aus einem Brennerrohr 1, den Leitblechen 2, der Verschlußplatte 3 und dem TrichterThe gas burner according to the invention consists of a burner tube 1, the baffles 2, the closure plate 3 and the funnel Das Brennerrohr besitzt tangentiale Austrittsöffnungen am Brennerrohrende, das mit der Verschlußplatte abgesperrt ist. An dem Brennerrohr ist ein Trichter befestigt, der sich in Gasströmungsrichtung erweitert und die tangentialen Öffnungen im Brennerrohr überdeckt.The burner tube has tangential outlet openings at the burner tube end, which is shut off with the closure plate. Attached to the burner tube is a funnel which widens in the gas flow direction and covers the tangential openings in the burner tube.