DE2100745A1 - Burner shark construction for a combustion chamber - Google Patents
Burner shark construction for a combustion chamberInfo
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Description
Dr. Ing. Jürgen Sdim/cfi s. Januar 1971 Dr. Ing. Jürgen SDIM / s cfi. January 1971
Patentanwälte
smndien2.Hermann.Sa<k-$tt,2 Unser Zeichen. P- Patent attorneys
smndien2.Hermann.Sa <k- $ tt, 2 Our symbol . P -
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der Firmaof the company
Inc.
Coen Company, 1510 Rollins Road, Burlingame, Kalif. \ Inc.
Coen Company, 1510 Rollins Road, Burlingame, Calif. \
(V.St.A.)(V.St.A.)
betreffendconcerning
Brennerhalskonstruktion für eine VerbrennungskammerBurner neck construction for a combustion chamber
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennerhalskonstruktion für einen Ofen öder eine ähnliche Verbrennungskammer und insbesondere auf einen derartig ausgebildeten Brennerhals, daß eine Flammenformung In der Art erreicht wird, " daß die Flamme im wesentlichen die Verbrennungskammer, bei der die erfindungsgemäße Konstruktion verwendet wird, völlig ausfüllt.The invention relates to a torch neck construction for a furnace or a similar combustion chamber and in particular a burner neck designed in this way, that a flame formation is achieved in such a way that the flame essentially forms the combustion chamber the construction according to the invention is used, completely fills out.
Ein optimaler Betrieb einer Verbrennungskammer wird durch weitgehende Füllung der Verbrennungskammer mit der Flamme erreicht. Zum Beispiel ist bei Verbrennungskammern von Siederohrkesseln die innere Oberfläche der Verbrennungekammer mit Wasserrohren ausgekleidet und der Wirkungsgrad und der Betrag der Dampfproduktion verändert sich direktOptimal operation of a combustion chamber is made possible by achieved extensive filling of the combustion chamber with the flame. For example, in the case of combustion chambers of Boilers boil the inner surface of the combustion chamber lined with water pipes and the efficiency and amount of steam production changes directly
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proportional zu dem Grad, mit dem die Flamme die Verbrennungekammer füllt und jedes dar Rohre gleichmäßig erhitzt. Die Beheizung einer derartigen Verbrennungskammer mit Hilfe einer zentralen Brennerhalsöffnung erfordert besondere Sorgfalt, insbesondere bei Verbrennungskammern mit rechteckigem Querschnitt. Dies ergibt sich daraus, daß der typische Brennerhals eine Flamme erzeugt, die einen mehr oder weniger kreisförmigen Querschnitt hat und die keine ausreichende Flamme an die Ecken, an denen sich die WSnde der Verbrennungskammer schneiden, liefert. Das grundlegende Ziel der vorliegenden Erfindung 1st die Schaffung einer Brennerhalskonstruktion, die eine Flasuenformung ermöglicht, 30 daS die Flamme die Verbrennungskammer unter Einschluß ihrer Ecken weitgehend füllt. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß ein nicht kreisförmiger Brennerhals geschaffen wird, der entgegengesetzt zu den Ecken der Verbrennungskammer angeordnete abfallende oder nach außen erweiterte Teile aufweist, wodurch die von dem Brenner erzeugte Flamme ausgehend von der Mittelachse des Brennerhalses radial nach außen ausweichen kann und dabei die· Ecken der Verbrennungskammer füllt.proportional to the degree to which the flame enters the combustion chamber and heat each tube evenly. The heating of such a combustion chamber with Using a central torch neck opening requires special care, especially with combustion chambers rectangular cross-section. This is because the typical torch neck creates a flame that is one has a more or less circular cross-section and does not have a sufficient flame at the corners where the Cut the end of the combustion chamber, delivers. The basic The aim of the present invention is to provide a torch neck construction which enables a bottle to be formed, 30 that the flame largely fills the combustion chamber, including its corners. This goal will achieved by creating a non-circular burner neck which is opposite to the corners of the combustion chamber arranged sloping or outwardly flared parts, whereby the generated by the burner Flame can move radially outward starting from the central axis of the torch neck and thereby the Corners of the combustion chamber fills.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung 1st es, eine Brennerhalskonstruktion zu schaffen, deren spezielle Form in einfacher Weise an vorhandene Verbrennungskammern ohne Modifikation der Verbrennungskammez angepaßt werden kann. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß eine Brennerhals1" konstruktion geschaffen wird, tile aus segmentförmigen Fen stücken gebildet 1st, wobei die Form und die Lage jedes Formstückes so ausgebildet werden kann, daß die erwünschte, entsprechend der Größe der Verbrennungskammer ge Flamme erreloht wird.Another object of the present invention is to provide a burner neck structure the particular shape of which can be easily adapted to existing combustion chambers without modification of the combustion chambers. This goal is achieved in that a burner neck 1 "construction is created, tile from segment-shaped Fen pieces 1st, wherein the shape and position of each shaped piece can be designed so that the desired, ge according to the size of the combustion chamber flame is erreloht.
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Zur Erreichung des obengenannten Zieles wird erfindungsgemäß eine Vielzahl von Hals formst ücken oder -Bausteinen geschaffen« die den Hals definierende und radial nach außen In Richtung auf die Innere Oberfläche der Brennwand, in der der Haie eingebaut ist, divergierende Stirnflächen aufweisen. Jedes der einzelnen Formstücke oder Bausteine ist derart abgeschrägt, daß eine Vielzahl derartiger Bausteine zusammengebaut werden kann, um eine vollständige Brennerhalsanordnung zu definieren. Durch diese Maßnahme erübrigt , sich die Notwendigkeit, große Abschnitte einer Brennerhals- g wand zu gießen. Bei einer bevorzugten erfindungsgeraäßen Form sind die äußeren Oberflächen der Gesamtheit der bogenförmigen Bausteine kreisförmig, während die innere Oberfläche, d.h. die aktive Oberfläche, soweit es die Flammenformung betrifft, unregelmäßig entsprechend der Form der Verbrennungskammer ist.To achieve the above-mentioned goal, a large number of neck shaped pieces or building blocks are created according to the invention, which have end faces that define the neck and diverge radially outward in the direction of the inner surface of the focal wall in which the shark is installed. Each of the individual fittings or blocks is beveled such that a plurality of such blocks can be assembled together to define a complete torch neck assembly. This measure is not necessary, the need for large sections squirmed g of a torch neck to pour. In a preferred shape according to the invention, the outer surfaces of the entirety of the arc-shaped building blocks are circular, while the inner surface, ie the active surface, as far as the flame formation is concerned, is irregular according to the shape of the combustion chamber.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is illustrated below with reference to in the drawing illustrated embodiments explained in more detail. In the drawing show:
mit einem erfindungsgemäßen Brennerhals ver- | sehenen Verbrennungskammer;with a torch neck according to the invention seen combustion chamber;
Flg. 2 eine teilweise schematische Draufsicht auf die Verbrennungskammer nach Fig. 1;Flg. Figure 2 is a partially schematic plan view of the combustion chamber of Figure 1;
Fig. 3 elnenA sieht entlang der Linie 3-5, die einen Aufriß des Brennerhalses bei Betrachtung vom Inneren der Verbrennungskammer aus zeigt;Fig. 3, A, looks along line 3-5 showing a Figure 10 shows an elevation of the burner neck as viewed from inside the combustion chamber;
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Flg. 4 eine Seitenansicht eines speziellen Segmentes des Brennerhalses, und zwar entlang der Linie 4-4 nach Pig. 3;Flg. FIG. 4 is a side view of a particular segment of the torch neck, taken along FIG Line 4-4 to Pig. 3;
*ig. 5 eine Ansicht eines weiteren Brennerhals-Segment es entlang der Linie 5-5 nach Fig. 3j* ig. 5 is a view of another torch neck segment it along the line 5-5 of Fig. 3j
l?ig. 6 eine Ansicht eines weiteren Brennerhals-Segmentes entlang der Linie 6-6 nach Fig. 3·long. 6 is a view of another torch neck segment along the line 6-6 of Fig. 3
In der Zeichnung bezeichnet die Bezugsziffer 12 eine au3 einer Vorderwand 14, einer Rückwand 16 und' SeitenwSnden l8 und 20 gebildete Verbrennungskammer. Der Brenner weist außerdem eine Bodenplatte 22 und eine nicht gezeigte Deckplatte auf. Die inneren Oberflächen der Wände, des Bodens und des Deckels begrenzen die Enden der Verbrennungskammer. Die Vorderwand 14 weist eine äußere Stirnfläche 24 und eine innere Stirnfläche 26 auf, zwischen denen sich eine Brennerhalsöffnung 28 erstreckt. Durch die Halsöffnung 28 wird der Verbrennungskammer Luft über nicht gezeigte passende Durchlässe entlang einem duroh die Pfeile 30 bezeichneten Weg zugeführt. Brennstoff, wie z.B. öl o.a. wird durch eine geeignete Brennerdüse 32 zugeführt.In the drawing, reference numeral 12 denotes one of a front wall 14, a rear wall 16 and side walls Combustion chamber formed l8 and 20. The burner also has a base plate 22 and a cover plate (not shown) on. The inner surfaces of the walls, bottom and lid define the ends of the combustion chamber. The front wall 14 has an outer end face 24 and an inner end face 26, between which a torch neck opening 28 extends. The combustion chamber is supplied with air through the throat opening 28, not shown Appropriate passages are fed along a path indicated by arrows 30. Fuel, such as oil or similar is fed through a suitable burner nozzle 32.
Der Brennerhals 28 begrenzt eine kreisförmige Öffnung 34 an der äußeren Stirnfläche 24 der Vorderwand 14» Die öffnung ^4 ist konzentrisch zur Düse 32. Der äußere Teil des Brennerhalses 28, d.h. der Teil zwischen der kreisförmigen öffnung 34 und einer zwischen der äußeren Stirnfläche 24 und der Inneren Stirnfläche 26 definiert eine kegelstumpfförmlge Oberfläche 36, die bei 38 in einem Kreis mit einem größeren Durchmesser als der der kreisförmigen Öffnung' 34 endet. Der kegeistumpfförmige Teil 36 ermöglichtThe torch neck 28 defines a circular opening 34 on the outer end face 24 of the front wall 14 »the opening ^ 4 is concentric to nozzle 32. The outer part of the Torch neck 28, i.e. the part between the circular opening 34 and one between the outer end face 24 and the inner face 26 defines a frustoconical shape Surface 36, which at 38 in a circle with a larger diameter than that of the circular opening ' 34 ends. The frustoconical part 36 allows
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es» daß entlang dem Pfad 20 in den Brennerhals einströmende Luft sich gleichmäßig radial nach außen in Bezug auf die Mittelachse des Halses ausdehnt oder divergiert. Die radiale Divergenz 1st um die Mittelachse des Halses einheitlich oder symmetrisch, weil der Kreis 58 konzentrisch mit der Süßeren kreisförmigen Öffnung 34 1st.it »that flowing along the path 20 into the torch throat Air expands or diverges evenly radially outward with respect to the central axis of the neck. The radial divergence is uniform or symmetrical about the central axis of the neck because the circle 58 is concentric with the sweeter circular opening 34 1st.
einzelnen feuerfesten Körper geformt werden kann, wird es vorgezogen« daß sie aus einer Vielzahl von feuerfesten g individual refractory bodies, it is preferred that they be formed from a variety of refractory g
erkennen 1st, in radialer Richtung abgeschrägt sind, so daß die Gesamtzahl der Formteile die Halsöffnung rundherum ausfüllt. In dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel sind vierzig Halsformstücke vorgesehen« woraus sich fürrecognize 1st, are beveled in the radial direction, so that the total number of molded parts fills the neck opening all around. In the example shown in the drawing forty neck fittings are provided "from which for
ungefähr 9° ergibt.results in about 9 °.
Zwisohen dem Kreis 38 und der inneren Stirnfläche 26 der Wand 14 erstreckt sich eine Anzahl von speziell ausgebildeten feuerfesten Ziegeln 42. Jeder einzelne Ziegel hat eine spezielle Form, so dafi ein Hals mit einer zur weitgehenden Füllung der Verbrennungskammer geeigneten |Between the circle 38 and the inner face 26 of the Wall 14 extends a number of specially designed refractory bricks 42. Each individual brick has a special shape, so that a neck with a suitable for largely filling the combustion chamber
Form gebildet wird. Insbesondere sind die Ziegel 42a in der Nähe der Seitenwände l8 und 20 so geformt, daß sie die Flamme nach innen führen, so dafi sie nloht auf die Seiten-Wände auftrifft, die sich relativ nahe an der Achse dee Halses befinden. Mit Bezug auf Fig. 4 definiert der Ziegel 42a in der Nahes des Kreises 38 eine relativ weite rials form, wie dies bei 44 bezeichnet ist, und an der inneren Stirnfläche 26 einen relativ begrenzten Halsuffaungsteil, der mit 46 bezeichnet ist. Somit wird sichShape is formed. In particular, the bricks 42a are in shaped near the side walls 18 and 20 so that they lead the flame inwards so that it does not hit the side walls which are relatively close to the axis of the neck. Referring to Figure 4, the brick defines 42a in the vicinity of the circle 38 a relatively wide rials shape, as indicated at 44, and at the inner end face 26 a relatively limited neck portion, which is denoted by 46. Thus becomes
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durch den Hals entgegengesetzt zum Ziegel 42a bewegende Luft nach innen entlang dem durch den Pfeil 48 bezeichneten Weg abgelenkt und die Flamme folgt einem entsprechenden Weg, woraus sich als Folge ergibt« daß die Flamme nicht direkt auf die Seltenwände der Verbrennungskammer auftrifft. Offensichtlich kann der Grad,mit den der Teil 46 in Bezug auf den Teil 44 eines Ziegels 42a konvergiert, auf irgendeinen passenden Wert in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der Halsöffnung und der Wand benachbart zu der der Ziegel angeordnet ist« festgesetzt werden.air moving inwardly through the neck opposite brick 42a along that indicated by arrow 48 Diverted away and the flame follows a corresponding one The result of this is that the flame does not hit the rare walls of the combustion chamber directly hits. Obviously, the degree to which the part can 46 converges with respect to part 44 of a brick 42a, depending on any suitable value by the distance between the neck opening and the wall adjacent to which the brick is placed " will.
Sin Ziegel 42b, der ungefähr in Abgleich mit und benachbart zu der durch den Schnittpunkt der Seltenwand 20 undSin brick 42b that is roughly in line with and adjacent to that through the intersection of rare wall 20 and
/ist dem Deckel der Verbrennungskammer gebildeten Ecke ist/so ausgebildet, daß eine erhebliche Flamme nach außen ausweichen kann, um die Ecke mit Flammen zu füllen. Mit Bezug auf Fig» 5 erweitert sich der Ziegel 42b nach außen ausgehend von einem Funkt 50 in der Nähe des Kreises 38 bis zu einem Punkt 52 an der Inneren Wand 26. Daraus ergibt sich, daß sich durch den Hals entlang des Ziegels 42 be» wegende Luft bewirkt, daß die Flamme nach außen entlang einem durch den Pfeil 54 bezeichneten Weg ausweicht oder sich ausdehnt, so daß die entgegengesetzt zum Ziegel 42b angeordnete Ecke der Verbrennungskammer mit einer ausreichenden Flamme versorgt wird./ is the corner formed by the lid of the combustion chamber / so designed so that a substantial flame can escape outward to fill the corner with flames. With reference in FIG. 5, the tile 42b widens outwards starting from a point 50 in the vicinity of the circle 38 bis to a point 52 on the inner wall 26. It follows that through the neck along the brick 42 there are Away air causes the flame to escape outwardly along a path indicated by arrow 54 or expands so that the corner of the combustion chamber opposite the brick 42b with a sufficient Flame is supplied.
Ein an der Oberseite des Halses und in der Nähe des Deckels der Verbrennungskammer angeordneter Ziegel 42c ist so ausgebildet, daß er lediglich einen kleinen Qrad einer Flammendivergenz ermöglicht, vm ein Auftreffen der Flame auf den Deckel der v»rhr*"mmg*frOTiriii»p zu verhindern und vm 9» Jedooh der Flamme su ermöglichen, sich nach oben auezu-A arranged at the top of the neck and in the vicinity of the cover of the combustion chamber tile 42c is formed so that it allows only a small Qrad a flame divergence, impingement of the flame vm on the lid of the v 'rhr * "mmg * frOTiriii» p to prevent and vm 9 » Jedooh su enable the flame to look upwards.
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dehnen, um die Verbrennungskammer alt Flammen zu füllen. Der Ziegel 42c hat« wie es aus Flg. 6 ersichtlich 1st, einen Punkt 56 in der Nähe des Kreises 38, der in derselben radialen Stellung liegt «le der Kreis« um einen sanften Obergang zwischen dem kegelstumpfförmlgen Teil 26 und de· f lammenf orraenden Teil der Halsanordnung zu bilden. Der Ziegel 42c verläuft weiterhin gleichförmig bis zu einen Punkt 58 innen ve« Kreis 58 aus, von wo aus die Ziegeloberfläche einen Teil 60 aufweist, der angenähert parallel zur Mittelachse der Öffnung verläuft und sich zur inneren Oberfläche 26 hin erstreckt* Der Teil {(stretch to fill the combustion chamber old flames. The brick 42c has "as it is from Flg. 6 can be seen 1st, a point 56 near the circle 38, which is in the same In the radial position there is a circle around one smooth transition between the frustoconical part 26 and the flame-shaped part of the neck arrangement form. The brick 42c continues to run uniformly up to a point 58 on the inside of a circle 58, from where from the brick surface has a portion 60 that approximates runs parallel to the central axis of the opening and extends towards the inner surface 26 * The part {(
der Ziegeloberfläche zwischen den Punkten 56 und 58 ermöglicht es der Flamme, sich etwas aufzusprelzen und der gerade Teil 60 reflektiert die Luft und die Flamme etwas nach Innen entlang einem durch den Pfeil 62 bezeichneten Weg.the brick surface between points 56 and 58 allows it allows the flame to melt open a little and the straight part 60 reflects the air and the flame somewhat inwardly along one indicated by arrow 62 Path.
Bei» Entwurf des Brennerhaisee entsprechend der vorliegenden Erfindung werden, nachdem die Lage des Halses In der Wand 14 festgelegt wurde, die Entfernungen vom Brennerhals zu den Seltenwänden und den oberen und unteren Wänden bestirnt und ebenso die Lage der Wandschnittpunkte, die typischerweise mehr von den Brennerhals entfernt sind , als die Wandoberflächen. Geeignet geformte Ziegel 42 wer- " den ausgewählt, um eine Planesenfora zur Füllung der Verbrennungskammer zu erreichen. An Bereichen des Brennerhalses, die entgegengesetzt zu relativ nahen Verbrennungskamoerwänden liegen, werden Ziegel der mit 42a bezeichneten Art eingebaut, um die Flasae nach innen abzulenken und üb ein direktes Auftreffen der Flamme auf die Wände zu verhindern« An Bereichen des Halses, die Schnittpunkten der Winde gegenüberliegen, die tjplsoherwelse von den Brennerhaie entfernt sind, werden in allgemeinen der FormIn the design of the Brennerhaisee according to the present invention, after the position of the neck in the wall 14 has been determined, the distances from the torch neck to the rare walls and the upper and lower walls and also the position of the wall intersections, which are typically more from the torch neck are removed when the wall surfaces. Appropriately shaped bricks 42 are selected in order to achieve a flat surface for filling the combustion chamber. In areas of the burner neck opposite relatively close combustion chamber walls, bricks of the type designated 42a are installed in order to deflect the flasae inward and over to prevent direct impact of the flame on the walls. Areas of the neck opposite the intersection of the winds, which are distant from the burner sharks, are generally of the shape
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des Ziegels 42b entsprechende Ziegel eingebaut, um es der Flamme zu ermöglichen, zu divergieren oder nach außen auszuweichen und dabei die Ecken zu füllen. An Bereichen des Halses« an denen die Brennerwand zwischen den beiden eben beschriebenen Extremen angeordnet ist, werden Ziegel der allgemeinen, mit 42c bezeichneten Form eingebaut. Offensichtlich können zwischen den Ziegeln der drei speziellen, in den Zeichnungen gezeigten Formen liegende Ziegel mit verschiedenen Graden der Konizität eingebaut werden, um eine gleichmäßige Kontinuität zwischen verschiedenen Bereichen in der Verbrennungskammer zu erzielen.of the brick 42b installed corresponding brick to it allowing the flame to diverge or move outward, filling the corners in the process. In areas of the neck "on which the burner wall is arranged between the two extremes just described become bricks of the general form marked 42c. Obviously, between the bricks of the three can In the special shapes shown in the drawings, tiles with various degrees of conicity were installed to achieve even continuity between different areas in the combustion chamber.
Weil der gesamte Brennerhals aus einer Anzahl von einzel= nen Ziegeln gebildet wird, wird der Entwurf und die Her» stellung des Halses beschleunigt, Die Herstellung wird beschleunigt, weil der Hals anstelle aus relativ massiven Formungen aus feuerfestem Material an dem Arbeitsplatz durch Anordnung der einzelnen Ziegel an geeigneten Stellen geformt werden kann. Der Entwurf des Halses wird beschleunigt, weil praktisch irgendeine beliebig geformte Verbrennungskammer durch geeignete Auswahl und Anordnung von Ziegeln von verschiedenen Formen und Graden der Divergenz oder Konvergenz angepaßt werden kann.Because the entire neck of the torch consists of a number of individual = When bricks are formed, the design and manufacture of the neck is accelerated. The manufacture is accelerated, because the neck instead of relatively massive moldings made of refractory material in the workplace can be formed by arranging the individual bricks in suitable places. The design of the neck is accelerated, because practically any combustion chamber of any shape by suitable selection and arrangement of bricks of various shapes and degrees of divergence or convergence.
Somit ist es ersichtlloh, daß die vorliegende Erfindung eine verbesserte Brennerhalskonstruktion ergibt, die praktisch an beliebig geformte Verbrennungskammern angepaßt werden kann, um die Kammer gleichmäßig mit Flammen zu füllen. Weiterhin kann der erfindungsgemäße Hals in einfacher Welse an der Arbeltestelle hergestellt werden, well er aus einer Anzahl von relativ kleinen Elementen aufgebaut ist.Thus, it can be seen that the present invention results in an improved burner neck construction which is practically adapted to any shaped combustion chamber can be used to fill the chamber with flame evenly. Furthermore, the neck according to the invention in a simple Catfish are made at the job site, well it is made up of a number of relatively small elements.
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Obwohl ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt und beschrieben wurde« ist es offensichtlich« daß andere Anpassungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne daß der Grundgedanke und der Rahmen der Erfindung verlassen wird.While one embodiment of the invention has been shown and described, "it will be apparent" that others Adjustments and modifications can be made without departing from the basic concept and scope of the invention is left.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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1970
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Also Published As
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