DE2233627C3

DE2233627C3 -

Info

Publication number: DE2233627C3
Application number: DE19722233627
Authority: DE
Filing date: 1972-07-08
Publication date: 1977-01-20

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner mit einem äußeren Brennerrohr, durch welches Verbrennungsluft in den Verbrennungsraum gefördert wird, mit einer koaxial im Brennerrohr angeordneten Gaslanze zum Zuführen des Brenngases in den Verbrennungsraum und mit einer vor der Mündung der Gaslanze angeordneten, eine zentrale Öffnung aufweisenden, relativ zum Brennerrohr axial verschiebbaren Stauscheibe, durch deren Verschiebung in dem konusförmig verjüngten Endabschnitt des Brennerrohres dessen wirksamer Austrittsquersehnitt für die Verbrennungsluft veränderbar ist. sowie mit Zündelektroden im Raum zwischen der Stauscheibe und der Mündung der Gaslanze.The invention relates to a gas burner with an outer burner tube through which combustion air is conveyed into the combustion chamber, with a gas lance arranged coaxially in the burner tube Feeding the fuel gas into the combustion chamber and with a arranged in front of the mouth of the gas lance, A baffle plate which is axially displaceable relative to the burner tube and has a central opening their displacement in the conically tapered end portion of the burner tube is more effective Exit cross section for the combustion air is changeable. as well as with ignition electrodes in the space between the baffle plate and the mouth of the gas lance.

Ein solcher Brenner ist aus der FR-PS 15 65 737 bekannt. Dieser Brenner, bei dem der wirksame Austrittsquerschnitt der Gaslanze durch einen relativ und koaxial zu dieser verschiebbaren Gasregelkonus veränderbar ist. wird zur Befeuerung von modernen Hochleistungskesseln benutzt. Dice Hochleistungskessel h.iben zur Fi/ielung eines gu ist igen Wärmeübergangs hohe Ruiichgasgeschwind ekelten und damit hohe Gegendrücke im Feuerraum /ur Überwindung diesei Gegendrui ke bedürfen die Bi cnner eines hohen Gebl.isedruikes. Dieser hohe Ciehliisedruck führt aber zu folgenden Schwierigkeiten:Such a burner is known from FR-PS 15 65 737. This burner in which the effective Exit cross-section of the gas lance through a gas regulating cone that can be displaced relatively and coaxially to the lance is changeable. is used to fire modern high-performance boilers. Dice high performance boiler That is, a good heat transfer is achieved high quenching gas speeds were disgusting and with it high counter-pressures in the combustion chamber / to overcome these counter-pressures, the burners need a high counter-pressure Blendedruikes. But this high pressure of Ciehliis leads to the following difficulties:

Da das Gebläse bereits vor der /undung eingeschaltet im, ergib! sich durch den starken ιicblasedruck eine hohe !.!!!!geschwindigkeit im [ieiei.h der Zündelektro-Because the fan has already been switched on before the start im, surrender! due to the strong ιic bubble pressure high!. !!!! speed in the [ieiei.h of the ignition

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f-5 den. Der Lichtbogen zwischen den Hochspannungseiektroden wird dadurch lang und kühlt sich stark ab. Als Folge davon treten Fehlzündungen auf od;r es erfolgt überhaupt keine Zündung mehr. Außerdem muß ein solcher Brenner an seinem Gasausmtt den hohen Gebläsedruck noch überwinden. Die Gasversorgungsnetze haben jedoch nur begrenzte Gasdrucke. Es kann daher passieren, daß der Druck im Innenraum größer ist als der zur Verfügung stehende Gasdruck, so daß das Gas an einem Austreten gehindert w ird. f-5 den. The arc between the high-voltage electrodes becomes long and cools down considerably. As a result, misfires occur or there is no more ignition at all. In addition, such a burner still has to overcome the high fan pressure at its gas outlet. However, the gas supply networks only have limited gas pressures. It can therefore happen that the pressure in the interior is greater than the available gas pressure, so that the gas is prevented from escaping.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs genannten Art für einen Hochleistungskessel zu schaffen, der bei hohem Gebläsedruck eine einwandfreie Zündung und im Lastzustand den Gasaustrilt gew ahrleistet.The invention has for its object to provide a burner of the type mentioned for a To create high-performance boiler that ignites perfectly at high fan pressure and in the Load condition guarantees the gas outlet.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Gaslanze \on einem im Bereich ihrer Mündung eine Taille aufweisenden Rohr umgeben ist. das die zentrale Öffnung dei St.iuscheihe umschließend mit der Stauscheibe \ erblinden isi und dessen stromauf liegendes Fnde mn einer .ml tier Gaslanze befindlichen Manschette einen über cmc axiale Verschiebung von Gaslan/e und Rohr gegeneinander verstellbaren F.intrittsquerschniu bcgren/t. der in der Zündstellung weitgehend geschlossen ist und m der Laststeliung innerhalb des Rohres im Bereich von dessen Taille eine Luftströmung er/eugt. in der gegenüber der Luftströmung außerhalb des Rohres ein Unterdruck herrscht.The object set is according to the invention solved by the fact that the gas lance \ on one in the area its mouth is surrounded by a tube having a waist. that enclosing the central opening of St.iuscheihe with the baffle plate isi and its upstream end with a .ml tier gas lance located cuff an about cmc axial displacement Inlet cross-section adjustable in relation to each other from gas lane and pipe. the Indian Ignition position is largely closed and m the Load position within the pipe in the area of its waist creates an air flow. in the there is a negative pressure in relation to the air flow outside the pipe.

Fs ist an sich bei einem Ölbrenner bekannt (DTOS 19 27 335) auf der in Achsrichtung bewegbaren Brennerlan/e eine Manschette anzuordnen, die mit Einziehungen des Brennerrohres zusammenwirkt, so daß in der Zündstellung der Brennerlanze der Gebläseluftstrom gedrosselt und damit der Druck an der Brennerdüse vermindert wird. Fine solche Anordnung ist für CJasbrenner jedoch weniger geeignet, we.l die gesamte Luftzufuhr zur Stauscheibe in der Zündstellung der Brennerlanze gedrosselt wird, so daß /war die Situation beim Zünden verbessert werden könnte, während beim Übergang auf den Lastzusland die Eigenschaften des Brenners sehr stark beeinträchtigt werden, denn an der Stauscheibe fehlt die hohe Pressung des Gebläses, die die notwendige Mischungsenergie zur Vormischung des Gases mit der Verbrennungsluft liefert.Fs is known per se in an oil burner (DTOS 19 27 335) on the axially movable Brenner lane / e to arrange a sleeve that cooperates with the retraction of the burner tube, so that in the ignition position of the burner lance the blower air flow is throttled and thus the pressure increases the burner nozzle is reduced. Such an arrangement is less suitable for gas burners, however the entire air supply to the baffle plate is throttled in the ignition position of the burner lance, so that / Was the situation during ignition could be improved, while during the transition to the Lastzusland the properties of the burner are severely impaired, because the baffle plate lacks the high one Pressure of the fan, which provides the necessary mixing energy for premixing the gas with the combustion air supplies.

Durch die Erfindung werden in der Zündphase, in der Anlaufphase wie auch in der Lastphase optimale Bedingungen erzeugt. In der Zündphase sorgt die Manschette dafür, daß im Zündbereich der vom Gebläse erzeugte Druck so reduziert ist. daß der Zündvorgang nicht beeinträchtigt wird, während aber zugleich der volle Gebläsedruck an der Stauscheibe ansteht, so daß in der Anlaufphase die für eine stabile Flamme erforderliche Mischenergie vorhanden ist, während in der Lastphase der volle Gebläsedruck zur Überwindung des Feuerraumgegendruckes zur Verfügung steht, im Bereich des Gasaustritts aber ein Unterdruck erzeugt wird, weil in der Taille die Geschwindigkeit der Luftströmung erhöht wird.As a result of the invention, optimum values are achieved in the ignition phase, in the start-up phase as well as in the load phase Conditions created. In the ignition phase, the cuff ensures that the blower is in the ignition area pressure generated is so reduced. that the ignition process is not impaired, but at the same time the full blower pressure is applied to the baffle plate, so that in the start-up phase the for a stable flame required mixing energy is available, while the full blower pressure to overcome in the load phase of the combustion chamber back pressure is available, but a negative pressure is generated in the area of the gas outlet because the airflow speed is increased at the waist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch beschrieben.An advantageous development of the invention is described in the dependent claim.

Ein Ausführungsbeispiel der F.rfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the F.rfindung is shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows

F i g. 1 die teilweise Seitenansicht des Gasbrenners in Zündsteiiung.F i g. 1 the partial side view of the gas burner in ignition position.

F i g. 2 den Gasbrenrer der Fig. 1 in Laststellung.F i g. 2 the gas burner of FIG. 1 in the load position.

Die F i g. 1 und 2 /eigen einen Gasbrenner, bestehend aus einem Brennerrohr 1, welches an seiner dem Brennerraum 2 zugewandten Seite eine konische Verjüngung 3 aufweist. Durch dieses Brennerrohr 1 wird von einem nicht eingezeichneten Gebläse Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in den Brennraum 2 gefördert. Koaxial im Brenrierrohr 1 argeordnet befindet sich eine Gaslanze 4. welche ihrerseits in einer Führungshulse 5 gehalten ist. Über die Gaslanze 4 wird das in der Regel aus einem Gasversorgungsnet/ stammende Brenngas zum Brennraum 2 gefördert. An ihrer Mündung besitzt die Gaslanze 4 eine Reihe von seitlichen Gasaustrittsöffnungen 8 sowie einen nicht gezeichneten Innenkonus, welcher durch den entsprechend ausgebildeten Gasregelkonus 6 verschlossen werden kann. Durch Verschieben von Gasregelkonus 6 und Gaslanze 4 gegeneinander laßt sich der w irksame Gasaustritlsqutrschniit der Gaslanze 4 verändern und somit die Brennerleistung regeln Beim Zündvorgang verschließt der Gasregelkonuv 6 die Mündung der Ciaslanze 4. so daß nur noch eine geringe Ciasmenge aus den seitlichen Auslaßötl'niingen 8 heraustreten kann. Diese Gasmenge vermischt sich mit der außen ,in tier Ciaslanze 4 vorbeiströmenden Verbrennungsltilt /ti einem /ündfahigen Gemisch, welches durch einen zwischen den /undelektroden 16 brennenden Lichtbogen gezündet wird.The F i g. 1 and 2 / own gas burner, consisting from a burner tube 1, which on its side facing the burner chamber 2 has a conical Has taper 3. Combustion air is supplied through this burner tube 1 by a fan (not shown) promoted in the direction of the arrow in the combustion chamber 2. Arranged coaxially in the burner tube 1 there is a gas lance 4, which in turn is held in a guide sleeve 5. About the gas lance 4 is the fuel gas, which is usually from a gas supply network, is conveyed to the combustion chamber 2. On At its mouth, the gas lance 4 has a number of lateral gas outlet openings 8 and one does not drawn inner cone, which is closed by the correspondingly designed gas control cone 6 can be. By moving the gas control cone 6 and gas lance 4 against each other, the effective Change the gas outlet section of the gas lance 4 and thus regulating the burner output During the ignition process, the gas control cone 6 closes the mouth of the Cias lance 4. so that only a small amount of cias is emitted the lateral Auslaßötl'niingen 8 can emerge. This amount of gas mixes with the outside, in tier Cia lance 4 passing combustion tilt / ti a / ünfahigen mixture, which by an arc burning between the / and electrodes 16 is ignited.

Ein mit dem Gasregelkonus 6 über Verbindungsstege IO fest verbundenes Rohr 9. welches nach Art eines Venturi-Rohres eine Taille besitzt, umschließt die Gaslanze 4 koaxial auf einem Teil ihrer Lange. Das Rohr 9 ist so angeordnet, daß die Taille gerade im Bereich der Mündung der Gaslanze 4 liegt. An seinem vorderen, dem Brennraum 2 zugewandten Knde trägt das Rohr 9 eine Stauscheibe 11. In der Laststellung befindet sich diese Stauscheibe 11 am Beginn der konischen Verjüngung 3 des Brennerrohres 1. Im Bereich der Eintriitsöffnung des taillierten Rohres 9 ist um die Gaslanze 4 eine Manschette 13 herunigelegt. welche zur Vermeidung unnötiger Wirbelbildung strömungsgünstig ausgebildet ist und durch welche bei einer Verschiebung des taillierten Rohres 9 gegenüber der Gaslanze 4 in axialer Richtung der wirksame Eintrittsquerschnitt für Verbrennungsluft verändert werden kann. Sowohl die Gaslanze 4 als auch der Gasregelkonus 6, sowie mit diesem das taillierte Rohr 9 und die Stauscheibe 11 sind zur Brennerregelung unabhängig voneinander axial verschiebbar. Zu diesem Zweck ist die Gaslanze 4 der Führungshülse 5 und der Gasregelkonus 6 an einer Führungsstange 7 geführt. Der Antrieb selbst geschieht in an sich bekannter Weise, z. B. über. motorisch betriebene und über ein Steuergerät angesteuerte Gewindespindeln.A tube 9 firmly connected to the gas regulating cone 6 via connecting webs IO which, in the manner of a Venturi tube has a waist that encloses the Gas lance 4 coaxially over part of its length. The tube 9 is arranged so that the waist just in the area of The mouth of the gas lance 4 is located. The tube 9 bears on its front end facing the combustion chamber 2 a baffle plate 11. It is in the load position this baffle plate 11 at the beginning of the conical taper 3 of the burner tube 1. In the area of Entrance opening of the waisted tube 9 is around the Gas lance 4 put a sleeve 13 down. which are aerodynamically favorable to avoid unnecessary vortex formation is formed and by which when the waisted tube 9 is displaced relative to the gas lance 4 in axial direction of the effective inlet cross-section for combustion air can be changed. Both the Gas lance 4 and the gas control cone 6, as well as with this the waisted pipe 9 and the baffle plate 11 are can be axially displaced independently of each other for burner control. For this purpose, the gas lance 4 is the Guide sleeve 5 and the gas control cone 6 guided on a guide rod 7. The drive itself happens in a manner known per se, for. B. over. motorized and controlled by a control unit Threaded spindles.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist wie folgt:The mode of operation of this arrangement is as follows:

Vor dem Zünden des Brenners wird durch Verschieben von Gaslanze 4 und Gasregelkonus 6 gegeneinander die Mündung der Gaslanze 4 verschlossen. Cileichzeitig wird dadurch der Einlaßquersciinitt des taillierten Rohres 9 zwischen dessen Wandung und der Manschette 13 verringert, so daß eine im Vergleich zum Normalbetrieb geringe Menge Verbrennungsluft in das taillierte Rohr 9 eintreten kann. Diese Verbrennungsluft vermischt sich mit dem aus den seitlichen Austrittsöffnungen 8 austretende Gas zu einem zündfähigen Gemisch, welches zwischen den Elektroden 16 gezündet wird. Da im Bereich der Zündelektroden 16 das taillierte Rohr 9 seinen größten Querschnitt besitzt, während gleichzeitig der Einlaßquerschnitt während der Zündung außerordentlich gering ist und der Hauptteil der Verbrennungsluft außen am Rohr 9 vorbei in die Brennkammer 2 strömt, wird zum einen die Bildung eines zündfahigen Gemisches begünstigt, während zum anderen im Bereich der Zündelektroden 16 die Strömungsgeschwindigkeit aufgrund der geringen Gasmenge und des großen Rohrquerschnittes so gering ist. daß dadurch nur eine unwesentliche Kühlung der Elektroden 16 bedingt ist. Fehlzündungen des Brenners werden auf diese Weise w eitestgehend vermieden.Before the burner is ignited, the gas lance 4 and the gas control cone 6 are moved against each other the mouth of the gas lance 4 is closed. At the same time, the inlet cross-section of the waisted tube 9 between its wall and the sleeve 13 is reduced, so that a compared to Normal operation, a small amount of combustion air can enter the waisted tube 9. This combustion air mixes with the gas emerging from the side outlet openings 8 to form an ignitable gas Mixture which is ignited between the electrodes 16. Since in the area of the ignition electrodes 16 the waisted Tube 9 has its largest cross-section, while at the same time the inlet cross-section during ignition is extremely low and the main part of the combustion air outside of the pipe 9 into the Combustion chamber 2 flows, on the one hand, the formation of an ignitable mixture is favored, while for other in the area of the ignition electrodes 16 the flow rate due to the small amount of gas and the large pipe cross-section is so small. that this only insignificant cooling of the Electrodes 16 is conditional. In this way, misfiring of the burner is avoided as far as possible.

Hat der Gasbrenner gezündet, so wird die Ciaslanze 4 in Richtung vom Brennraum 2 hinwegbewegt, wodurch die Gaszufuhr und gleichzeitig die Zufuhr von Verbrennungsluft in das taillierte Rohr 9 erhöht wird, so daß die Flamme, welche durch die zentrale Öffnung 12 der Stauscheibe 11 in den Brennraum 2 hineingreift, größer wird. Gleichzeitig mit dem Öffnen der Ciaslanze 4 wird der Ringquerschnitt zwischen der Stauscheibe 11 und der Verjüngung 3 des Brennerrohres 1 vergrößert und damit der Zustrom von Verbrennungsluft zum Brennraum 2 erhöht. Durch weiteres gegenseitiges Verfahren von Gaslanze 4 und Ciasregelkonus 6 in Verbindung mit der Stauscheibe 11 läßt sich das Brennverhallen des Brenners noch optimieren.When the gas burner has ignited, the Cia lance 4 moved away in the direction of the combustion chamber 2, whereby the gas supply and at the same time the supply of Combustion air in the waisted tube 9 is increased so that the flame which passes through the central opening 12 the baffle plate 11 engages in the combustion chamber 2, becomes larger. Simultaneously with the opening of the Cia lance 4 becomes the ring cross-section between the baffle plate 11 and the taper 3 of the burner tube 1 is enlarged and thus the flow of combustion air to the Combustion chamber 2 increased. By moving the gas lance 4 and the Cias regulating cone 6 in In connection with the baffle plate 11, the burning behavior of the burner can still be optimized.

Als bedeutender Vorteil dieser Anordnung ergibt sich, daß ein solcherart ausgestatteter Brenner auch dann noch einwandfrei arbeiten kann, wenn der Druck des Gasversorgungsnetzes im Bereich des Druckes der zugeführten Verbrennungsluft oder gar darunter liegt, was bei neueren Hochleistungsbrennern durchaus vorkommen kann. Ist der Gasdruck geringer als der Luftdruck, dann kann bei einem herkömmlichen Brenner kein Gas aus der Gaslanze austreten, während dann, wenn der Gasdruck nur geringfügig über dem Luftdruck liegt, die Flamme instabil ist. In beiden FS.Üen führt die beschriebene Anordnung des taillierten Rohres 9 über der Gaslanze 4 dazu, daß in der Taillenslrömung der Verbrennungsluft gegenüber dem Brenngas ein Unterdruck erzeugt wird, welcher dazu führt, daß der Austritt des Gases aus der Gaslanze 4 durch den damit verbundenen Saugeffekt gefördert oder gar erst ermöglicht wird.A significant advantage of this arrangement is that a burner equipped in this way also can then still work properly if the pressure of the gas supply network is in the range of the pressure of the supplied combustion air or even less, which is definitely the case with newer high-performance burners can occur. If the gas pressure is lower than the air pressure, then with a conventional Burner does not allow gas to escape from the gas lance, while when the gas pressure is only slightly above that Air pressure is low, the flame is unstable. In both FS leads the described arrangement of the waisted tube 9 over the gas lance 4 to the fact that in the waist flow the combustion air compared to the fuel gas a negative pressure is generated, which leads to the Escape of the gas from the gas lance 4 is promoted or even only promoted by the suction effect associated therewith is made possible.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. gas burner with an outer burner tube, through which combustion air is conveyed into the combustion chamber wi> -d, with a coaxial im Burner tube arranged Gaslan / c for feeding the fuel gas into the combustion chamber and mil one arranged in front of the mouth of the gas lance and having a central opening, relative / um Burner tube axially displaceable baffle plate, by moving it in the cone-shaped the tapered end section of the burner tube is its effective outlet cross-section for combustion air is changeable, as well as with ignition electrodes in the space / wipe the baffle plate and the mouth the gas lance, thereby g e k e η η / e ic h η e t. that the Gaslan / c (4) from a tube (9) having a waist in the area of its mouth is surrounded. the the / egg tral opening (12) of the Sluuscheibe (Ii) enclosing with the baffle plate (11) \ is bound and its siromaul lying End with one located on the Gaslan / e (4) Cuff (13) one over a mal displacement from Gaslan / e (4) and pipe (9) against each other adjustable inlet cross-section limited, which in the ignition position is largely closed and in the Lasisiellung within the tube (9) in the area from the waist creates an air flow in which compared to the air flow outside the tube (9) cm underpressure.

2. Cias burner according to claim 1, characterized in that that the tube (9) is firmly connected in the region of its waist with a gas control cone (6). which by moving it relative and coaxially to the gas plane (4) its effective outlet cross-section changes.