DE2113390A1 - burner - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Brenner, und insbesondere Gasbrenner.The invention relates to burners, and more particularly to gas burners.
Ziel der Erfindung ist ein Gasbrenner für die Verwendung als Sparbrenner, der als eine Vorrichtung mit sauberer Flamme
arbeiten kann.The aim of the invention is a gas burner for use as an economy burner, as a device with a clean flame
can work.
Ein erfindungsgemäßer Brenner umfaßt eine hohle Kammer, die mit einer Gaszuführung verbunden ist, wobei die Wand der Kammer
wenigstens teilweise von einem Element aus porösem metallischem oder keramischem Material von der Art gebildet wird,
welches die Form eines dreidimensionalen Netzwerkes hat und zahlreiche zellenförmige Räume bildet, die miteinander in Verbindung
stehen, um ein zusammenhängendes Raumgebilde zu erzeugen.
A burner according to the invention comprises a hollow chamber which is connected to a gas supply, the wall of the chamber being at least partially formed by an element of porous metallic or ceramic material of the type
which has the shape of a three-dimensional network and forms numerous cell-shaped spaces that are connected to one another in order to create a coherent spatial structure.
Gemäßeiner anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Brenner eine hohle Kammer, die mit einer Gaszuführung in Ver- According to another embodiment of the invention, a burner comprises a hollow chamber which is connected to a gas supply
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bindung steht, wobei die Wand der Kammer wenigstens zum. Teil aus einem Element aus porösem, metallischem oder keramischem Material derart gebildet ist, welches ein dreidimensionales Netzwerk bildet, das zahlreiche zellenförmige Räume bildet, die miteinander in Verbindung stehen, um ein zusammenhängendes räumliches Gebilde zu erzeugen, und wobei der durch das Element aus porösem Material gebildete Teil der Wand einen ununterbrochenen Oberflächenbereich bildet, durch welchen Gas zu einer Verbrennungszone zugeführt werden kann.bond is, the wall of the chamber at least to. part is formed from an element made of porous, metallic or ceramic material, which is a three-dimensional Network that forms numerous cellular spaces that relate to one another to form a cohesive to generate spatial structure, and where the element part of the wall formed from porous material forms an uninterrupted surface area through which gas to a Combustion zone can be fed.
Das oben genannte poröse Material wird verwendet, um das in eine Verbrennungszone außerhalb der Kammer strömende Gas.zu verteilen, und es kann in verschieden aufgebauten Ausführungsformen angeordnet xferden, von denen fünf im folgenden als Beispiele beschrieben werden, wobei zur Erläuterung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.The above porous material is used to distribute the gas flowing into a combustion zone outside the chamber. and it can be in variously constructed embodiments arranged xferden, five of which are described below as examples , reference being made to the accompanying drawings to explain the preferred embodiments of the invention is taken.
1 zeigt im Schnitt einen Aufriß einer Form eine3 Brenners, cter ein poröses, metallisches Element enthält.Fig. 1 shows in section an elevation of a shape of a 3 burner, cter contains a porous, metallic element.
Eigo 2 zeigt im Schnitt einen Aufriß einer anderen Form eines Brenners, der als Sparbrenner angeordnet ist.Eig o 2 shows in section an elevation of another form of a burner which is arranged as an economy burner.
Fig. $ zeigt Endansicht einer anderen Form eines Sparbrenners mit zwei Zündungspunkten.Fig. $ Shows an end view of another form of economy burner with two ignition points.
jl· zeigt einen Schnitt des in Fig«, 3 gezeigten SparbrenFIG. 1 shows a section of the savings bank shown in FIG. 3
iiSjs__5 zeigt einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 3.iiSjs__5 shows a section along the line V-V in FIG. 3.
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf ein Paar von-streifenformigen Brennern, von denen jeder ein Sparbrennerelement aus porösem Metall enthält. Fig. 6 is a top plan view of a pair of strip-shaped burners each including a porous metal economy burner element.
Fig. 7 ist ein Aufriß im Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 6 eines Teils des einen der streifenförmigen Brenner. Figure 7 is a sectional elevation along line VII-VII of Figure 6 of part of one of the strip burners.
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf einen streifenförmigen Brenner, der ein Brennerelement aus porösem Metall enthält. Figure 8 is a top plan view of a strip burner including a porous metal burner element.
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.Fig;.9 ist ein Aufriß im Schnitt längs der Linie IX-IX der Fig. 8.Fig. 9 is an elevation in section along line IX-IX of FIG. 8.
In einer ersten, in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform umfaßt ein Brenner für den Gebrauch als Sparbrenner für die Einpunkt-Zündung einer Hauptgasflamme einen zylindrischen Körper 1, der mit einer herkömmlichen Überwurfmutter 2 an ein G as zuführungsrohr 5 befestigt ist und einen Durchgang 4 aufweist, der am einen Ende in eine verengte Düse 5 endet. Der die Düse umgebende Teil 6 des Körpers 1 ist mit einem äußeren Schraubgewinde versehen für den Eingriff mit einem entsprechenden inneren Schraubgewinde, welches in einem Halteteil 7 ausgebildet ist, das auf den Körper geschraubt wird und eine zentrale öffnung 8 in seiner Endwand hat.In a first embodiment shown in FIG. 1, a Burner for use as an economy burner for the one-point ignition of a main gas flame has a cylindrical body 1, the with a conventional union nut 2 to a gas supply pipe 5 is attached and has a passage 4, the one end terminates in a narrowed nozzle 5. The part 6 of the body 1 surrounding the nozzle has an external screw thread provided for engagement with a corresponding internal screw thread which is formed in a holding part 7, which is screwed onto the body and has a central opening 8 in its end wall.
Ein Brennereiement 9 von im allgemeinen konischer hohler Form ist mit einem ringförmigen Flansch 10 an seinem offenen Ende versehen, welcher an der Stirnfläche des Teils 6 des zylindrischen Körpers 1, der die Düse umgibt, anliegt und in seine Lage durch den Eingriff des Halteteils 7 mrk dem Flansch des Elements gehalten wird. Das konische Element 9 bildet auf diese Weise eine EPammer 11, in welche das Gas von der Düse 5 eintreten kann und dann nach außen in die Verbrennungszone durch die poröse Wand des Elements diffundieren kann.A distillery element 9 of generally conical hollow shape is provided with an annular flange 10 at its open end, which on the end face of the part 6 of the cylindrical Body 1, which surrounds the nozzle, rests and in his Position through the engagement of the holding part 7 mrk the flange of the Element is held. The conical element 9 thus forms an EP-chamber 11 into which the gas from the nozzle 5 enters can and then diffuse outward into the combustion zone through the porous wall of the element.
Das konische Element 9 "und ebenso die entsprechenden Elemente der später beschriebenen Ausführungsformen sind aus einem porösen, metallischen Material hergestellt, das 12 bis 25 Poren pro cm umfaßt (30-60 pores/in.) und das durch Aufsprühen, Tauchbeschichten oder elektrolytisches Abscheiden eines Metalls auf ein Polyurethanschaummaterial hergestellt ist. Nach dem Abscheiden des Metalls wird der Polyurethanschaum entfernt, indem das Polyurethan zum"Ausaschen"erhitzt wird. Der verwendeteThe conical element 9 "and also the corresponding elements of the embodiments described later are made of a porous metallic material having 12 to 25 pores per cm (30-60 pores / in.) and that by spraying, Dip coating or electrodeposition of a metal is made on a polyurethane foam material. After the metal has been deposited, the polyurethane foam is removed, by heating the polyurethane to "wash out". The one used
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Polyurethan schaum hat eine vernetzte Form, d.h. er ist ein Schaum, bei welchem die organische Phase ein dreidimensionales Netzwerk ohne wesentliche Wandteile, die die Zellen "bilden, ist,, und das durch das oben "beschriebene Verfahren erzeugte poröse, metallische Material hat-die Eigenschaft, daß es miteinander in Verbindung stehende Zellen, durch welche das Gas strömen kann^ aufweist.Polyurethane foam has a cross-linked shape, i.e. it is a Foam in which the organic phase forms a three-dimensional network without essential wall parts that form the cells, is "and that produced by the method described above" porous, metallic material has the property that it is interconnected communicating cells through which the gas can flow ^.
Ein besonders geeignetes Material der oben beschriebenen Art ψ mit den Eigenschaften einer guten Beständigkeit bei hohen Temperaturen ist der Chromlegierungsschaum, der durch die in deutschen Anmeldungen P 19 4-1 494 und P 20 30 115 (brit.Anm. Nos. 38,827/68 und 31,473/69) beschriebenen Verfahren hergestellt wird.A particularly suitable material of the type described above ψ with the properties of good resistance at high temperatures is the chrome alloy foam, which is based on the German applications P 19 4-1 494 and P 20 30 115 (British annotation Nos. 38,827 / 68 and 31,473 / 69) described method is produced.
Im Betrieb kann der oben beschriebene Sparbrenner bei einem geringen Gasaustritt mit einer stabilen Flamme brennen, die nicht leicht durch Zug ausgelöscht wird. Das Gas hat die Neigung, in dem porösen Material und ebenso an der Oberfläche zu brennen, wobei es eine weiß glühende Oberfläche erzeugt, welche der Vorrichtung eine Selbstentzündungseigenschaft verleiht, k wenn die Flammenstabilität durch starke Zugluft bedroht ist.In operation, the above-described economy burner can burn with a stable flame with little gas leakage is not easily extinguished by train. The gas tends to increase both in the porous material and on the surface burn, producing a white-hot surface which gives the device a self-ignition property, k if the flame stability is threatened by strong drafts.
In einer zweiten, in Fig. 2 gezeigten Jlusführungsform umfaßt ein Sparbrenner einen röhrenförmigen Körper 21 mit einem sich nach·· außen erweiternden Endflansch 22. Ein Brennerkopf 23 aus Metallblech hat die Form einer im allgemeinen kreisförmigen Kammer 24 mit einer flachen Stirnwand 25, an deren Innenfläche der Endflansch 22 des röhrenförmigen Körpers geschweißt ist, und mit einer zweiten flachen Stirnwand 26, die einen röhrenförmigen Teil 27 umfaßt, welcher den röhrenförmigen Körper 21 umschließt und an diesen geschweißt ist. Die Anordnung ist so, daß der röhrenförmige Körper 21 und der Brennerkopf 23 zwischen sich die ringförmige Kammer 24 bilden, in welche das Gas vonIn a second embodiment shown in FIG an economy burner has a tubular body 21 with an outwardly widening end flange 22. A burner head 23 consists of Sheet metal is in the form of a generally circular chamber 24 with a flat end wall 25 on its inner surface the end flange 22 of the tubular body is welded, and having a second flat end wall 26 which is a tubular Part 27 comprising the tubular body 21 and is welded to this. The arrangement is such that the tubular body 21 and the burner head 23 between the annular chamber 24 is formed, into which the gas from
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dem röhrenförmigen Körper durch verengte öffnungen 28 in diesen röhrenförmigen Körper tritt.the tubular body through narrowed openings 28 in these tubular body occurs.
Die in "bezug auf die Achse des röhrenförmigen Körpers radial liegende Außenwand des Brennerkopfes wird von einem ringförmigem Block 29 aus dem oben beschriebenen porösen, metallischen Material gebildet. Der poröse Block wird zwischen der axial liegenden äußeren Stirnwand 25 und der axial liegenden inneren Stirnwand 26 gehalten, welche an ihren radialen äußeren Rändern gegeneinander gebogen sind, um den porösen metallischen Block zwischen sich zu fassen.Those in "radially with respect to the axis of the tubular body lying outer wall of the burner head is of an annular block 29 made of the above-described porous, metallic Material formed. The porous block is between the axially lying outer end wall 25 and the axially lying inner End wall 26 held, which are bent towards each other at their radial outer edges, around the porous metallic block to grasp between them.
Die Wirkungsweise des oben beschriebenen ringförmigen Sparbrenners der zweiten Ausführungsform ist ähnlich wie die des Sparbrenners, der die oben beschriebene erste Ausführungsform der Erfindung darstellt.How the above-described ring-shaped economy burner works the second embodiment is similar to that of the economy burner that the first embodiment of FIG Invention represents.
In einer in den Fig. 3,4- und 5 dargestellten dritten Ausführungsform der Erfindung hat ein Sparbrenner drei Zündungspunkte ~$Λ , 32 und 4-1 und ist aus einem im allgemeinen V-förmigen Metallblechgehäuse 33 mit einem zentralen Gaszuführungsrohr 32S welches durch eine Verengung 35 in einen Raum in dem Gehäuse an einem Punkt, der beim Scheitel der V-Form liegt, führt. In den Innenkanten der Schenkel des V-förmigen Gehäuses ist ein V-förmiger Streifen 36 aus porösem, metallischem Material der oben beschriebenen Art befestigt. Das poröse Material wird in seiner Lage zwischen den inneren Kanten der zwei Metallbleche 37»38, die das Gehäuse 33 bilden und die längs ihrer äußeren Kante zusammengeschweißt sind, gehalten, wobei die Bleche nach innen gerichtete Flansche 39 »4-0 an der inneren Kante haben, um den porösen, metallischen Streifen 36 festhaltend und abdichtend zu ergreifen. In a in Figs. 3,4, and 5 illustrated third embodiment of the invention, a pilot burner has three ignition points ~ $ Λ, 32 and 4-1, and is made of a shaped V-generally sheet metal housing 33 with a central gas supply tube 3 2 S which through a constriction 35 into a space in the housing at a point which is at the apex of the V-shape. A V-shaped strip 36 of porous, metallic material of the type described above is fastened in the inner edges of the legs of the V-shaped housing. The porous material is held in place between the inner edges of the two metal sheets 37 »38 which form the housing 33 and which are welded together along their outer edge, with the sheets having inwardly directed flanges 39» 4-0 at the inner edge have to grip the porous, metallic strip 36 firmly and sealingly.
Der poröse, metallische Streifen 36 ist so angeordnet, daß er nach innen in das V-förmige Gehäuse 33 und ebenso nach außen VonThe porous metallic strip 36 is arranged to be inwardly into the V-shaped housing 33 and also outwardly from
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diesem Gehäuse ragt, wobei er im allgemeinen der Kontur des V-förmigen Gehäuses folgt, aber zusätzlich mit im allgemeinen gebogenen, vorspringenden Zonen am Scheitel 41 der V-Form und an den Endpunkten 31,32 der beiden Schenkel des V-förmigen Gehäuses versehen ist.this housing protrudes, wherein it generally follows the contour of the V-shaped housing, but additionally with in general curved, protruding zones at the apex 41 of the V-shape and at the end points 31,32 of the two legs of the V-shaped housing is provided.
Beim Betrieb des Sparbrenners liefert jede der vorspringenden Zonen 31? 32 und 41 eine Flamme von ausreichender Stärke und Länge, um einen Hauptbrenner zu zünden. Die niedrigeren Flächen zwischen den vorspringenden Zonen liefern Flammen von. einer viel geringeren Stärke, aber sichern eine fortgesetzte Verbrennung des Gases, das von den vorspringenden Zonen austritt,und daher ist es nur nötig, einen Steuerurigsfühler, wie z.B. ein Thermoelement oder einen Bimetallstreifen an eijior der vorspringenden Zonen vorzusehen.When operating the economy burner, each of the projecting ones delivers Zones 31? 32 and 41 a flame of sufficient strength and Length to light a main burner. The lower areas between the projecting zones provide flames from. one much lower strength, but ensure continued combustion of the gas emerging from the protruding zones, and therefore it is only necessary to use a control sensor such as a Thermocouple or a bimetal strip on eijior of the protruding Zones to be provided.
In einer in den Fig. 6 und 7 gezeigten vierten Ausführungsform der Erfindung ist ein poröses, metallisches Element 51 im Ende eines streifenförmigen Brenners 52 eingeschlossen, z.B. in einem Brenner, der ein Brenner element der in der PatentanmeldungIn a fourth embodiment shown in FIGS of the invention is a porous metallic element 51 in the end of a strip-shaped burner 52, for example enclosed in one Burner, which is a burner element described in the patent application
(brit.Anm.No. O377O/7I) beschriebenen Art umfaßt, und das poröse Element ist so angeordnet, daß es als ein Sparbrenner arbeitet, um ein "Überzünden" zu einem entsprechenden porösen Element 53 eines zweiten Brennerelements 54, das sich an das erste Brennerelement anschließt, zu ermöglichen.(British Annotation No. O377O / 7I) includes and the porous element is arranged to function as an economy burner to "flash over" to a corresponding one porous element 53 of a second burner element 54, which connects to the first burner element to enable.
Ein Schlitz 55 ist im Ende eines oberen Blechteils 5S Brennerelements 52 ausgebildet, ran die Lage des porösen Elements 5"\ festzulegen, welches sich nach unten in einen Gassiiführmigstunnel 57 erstreckt, der durch den Raum zwischen dem oberen Blechteil 56 und einem unteren Blechteil 58 gebildetA slot 55 is formed in the end of an upper sheet metal part 5S burner element 52 to define the position of the porous element 5 ″ , which extends downward into a gas duct 57 formed by the space between the upper sheet metal part 56 and a lower sheet metal part 58
Ein CJaszufülirungsrohr 59 ist an dem unteren Blechteil 5«3 an gebracht, um Gas au dem Gaszuführragstunnel 57 zuzuführenβ A CJaszufülirungsrohr 59 is placed on the lower plate member 5 'to 3 to the gas au Gaszuführragstunnel supply 57 β
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Das poröse Element ist aus einem porösen, metallischen Material der oben "beschriebenen Art hergestellt und hat eine geringe Permeabilität, und das durch das Element von dem Gas zuführung stuimel durchtretende Gas brennt mit einer gleichmäßigen, überzugsartigen Diffusionsflamme dicht an der oberen Oberfläche des Elements.The porous element is made of a porous metallic material of the type described above and has a small size Permeability, and that through the element of the gas supply stuimel Passing gas burns with a uniform, coating-like diffusion flame close to the upper surface of the element.
Während in der beschriebenen Äusführungsform das Element aus porösem Material so angeordnet ist, daß es ein Überzünden zwischen sich aneinander anschließenden, streifenförmigen Brennern sicherstellt, kann das Element auch in einer ähnlichen Weise angeordnet sein, um ein Überzünden zwischen aneinander anschließenden Oberflächenbrennern sicherzustellen, wie z.B. solchen, die ein Brennerelement umfassen, wie es in den deutschen Patentanmeldungen P 20 34 352 und P 20 34· 353 (brit. Anm.No. 34-,934-/69) beschrieben ist.While in the embodiment described, the element made of porous material is arranged so that there is an overfire between adjoining, strip-shaped To ensure burners, the element can also be arranged in a similar manner to allow for cross-ignition between each other subsequent surface burners, such as those that include a burner element, as described in the German Patent applications P 20 34 352 and P 20 34 353 (brit. Note No. 34-, 934- / 69) is described.
In einer in den Fig. 8 und 9 gezeigten,, fünften Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein streifenförmiger Brenner einen Streifen 61 aus porösem Material mit geringer Permeabilität, der in einem Schlitz 62 befestigt ist, welcher entlang der Länge einer Metallblechröhre ausgebildet ist und in Verbindung mit einem Gaszuführungstunnel 23 angeordnet ist. Die Enden 64 des Streifens haben die Form von Sparbrennern, wie sie oben in bezug auf die vierte Äusführungsform beschrieben wurden, aber der Bereich zwischen den Enden ist mit einer Reihe von gegeneinander versetzten Löchern 65 durchbrochen, durch welche Gas von dem Tunnel 63 austreten kann, um als eine Reihe von pinseiförmigen Flammen zu brennen.In a fifth embodiment shown in FIGS According to the invention, a strip-shaped burner comprises a strip 61 made of porous material with low permeability, which in a slot 62 is fixed, which is formed along the length of a sheet metal tube and in communication with a Gas supply tunnel 23 is arranged. The ends 64 of the strip take the form of economy burners as referred to above the fourth embodiment has been described, but the range between the ends is pierced with a series of offset holes 65 through which gas from the tunnel 63 can escape to burn as a series of pin-shaped flames.
Beim Betrieb wird der größere Teil der Wärmeabgabe des Elements von den pinseiförmigen Flammen erhalten, während das durch das poröse Material durchtretende Gas mit einer Überzugsartigen Flamme brennt, welche die pinseiförmigen Flammen zurückhält und stabilisiert.In operation, most of the element's heat dissipation is obtained from the pin-shaped flames, while that from the porous material permeating gas with a coating-like Flame burns, which holds back and stabilizes the pin-shaped flames.
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Während in der oben beschriebenen Ausführung sf orm die Gaszuführung zu dem Brenner nicht mit Luft -versorgt wird, da die Luft für die Verbrennung durch Diffusion von der Umgebungsatmosphäre in die Flamme gezogen wird, kann in einer alternativen Betriebsweise mit Luft versetztes Gas verwendet werden.While in the embodiment described above, the gas supply to the burner is not supplied with air, since the Air for combustion by diffusion from the surrounding atmosphere is drawn into the flame, gas mixed with air can be used in an alternative mode of operation.
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