DE1278673B

DE1278673B - Nozzle burner for heating long, narrow pipes that are in heat exchange with their surroundings

Info

Publication number: DE1278673B
Application number: DEH24461A
Authority: DE
Inventors: Melvin Joseph Parker; Alexander Junius Turpin
Original assignee: Hauck Manufacturing Inc
Current assignee: Hauck Manufacturing Inc
Priority date: 1954-07-21
Filing date: 1955-07-20
Publication date: 1968-09-26
Also published as: FR1134833A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

F23dF23d

Deutsche Kl.: 24 b-8/03 German class: 24 b -8/03

Nummer: 1278 673Number: 1278 673

Aktenzeichen: P 12 78 673.1-13 (H 24461)File number: P 12 78 673.1-13 (H 24461)

Anmeldetag: 20. Juli 1955 Filing date: July 20, 1955

Auslegetag: 26. September 1968Opening day: September 26, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf Düsenbrenner zum Beheizen langer, schmaler, nicht isolierter und mit ihrer Umgebung in Wärmeaustausch stehender Rohre, bei denen die Brennerdüse am vorderen Ende eines stabförmigen, auf einer Strecke in das zu beheizende Rohr ragenden und mit Zuführungskanälen für den Brennstoff und die Erstluft ausgestatteten Zuführungsstückes angeordnet ist, und dieses Zuführungsstück von einer der Zufuhr von Zweitluft dienenden, ringförmigen Zufuhrkammer umgeben ist, deren Länge größer als ihr Außendurchmesser ist und deren Wandung zum großen Teil durch ein Ende des zu beheizenden Rohres gebildet ist.The invention relates to nozzle burners for heating long, narrow, non-insulated and with Their environment in heat exchange standing pipes, in which the burner nozzle at the front end a rod-shaped one that protrudes into the pipe to be heated and has supply channels for the fuel and the first air equipped feed piece is arranged, and this feed piece is surrounded by an annular supply chamber serving to supply secondary air, whose length is greater than its outer diameter and whose wall is largely through a End of the pipe to be heated is formed.

Bei einem bekannten Düsenbrenner dieser Art ist eine sehr lange Düsenanordnung vorgesehen, die von einer ringförmigen Kammer für die Zufuhr der Zweitluft umgeben ist. Unmittelbar oberhalb der Brennerdüse ist außerdem ein Kniestück im Wärmetauscherrohr vorgesehen, so daß dort durch die noch verhältnismäßig rasche Luftströmung Turbulenz her- ao vorgerufen wird. Praktisch herrscht daher in der die Zweitluft zuführenden Ringkammer eine turbulente Strömung mit im wesentlichen axialer Fortpflanzungsrichtung. Dies hat zur Folge, daß die Zweitluft bereits im Anfangsbereich des Wärmetauscherrohres rasch der Flamme zugeführt wird und hier eine sehr konzentrierte und heiße Verbrennungszone schafft.In a known nozzle burner of this type, a very long nozzle arrangement is provided, which of an annular chamber for the supply of the secondary air is surrounded. Immediately above the Burner nozzle is also provided an elbow in the heat exchanger tube, so that there through the still relatively rapid air flow turbulence is produced. Practically, therefore, prevails in the Second air supplying annular chamber a turbulent flow with an essentially axial direction of propagation. This has the consequence that the secondary air is already in the initial area of the heat exchanger pipe is quickly fed to the flame and creates a very concentrated and hot combustion zone here.

Bei einem anderen bekannten Düsenbrenner soll die Konzentration der Wärmeentwicklung am Rohranfang dadurch vermindert werden, daß die Strömungen eines gasförmigen Brennstoffes und seiner Verbrennungsluft etwa parallel als Laminarströmungen aufrechterhalten werden. Hierbei ist von der Annahme ausgegangen, daß die Flamme um so länger wird, je besser diese beiden Vorbedingungen eingehalten sind. Zu diesem Zweck wird die Verbrennungsluft in einem Ringkanal koaxial zur Flamme geführt, der mit injektorartig arbeitenden Hülsen versehen ist. Hierdurch kann zwar eine relativ lange Flamme erzielt werden, deren Länge jedoch nicht beliebig regelbar ist und die außerdem der Injektorwirkung entsprechend abschnittsweise Zonen besonders intensiver Verbrennung aufweist.In another known nozzle burner, the concentration of the heat development at the beginning of the pipe is intended be reduced by the fact that the flows of a gaseous fuel and its Combustion air can be maintained roughly parallel as laminar flows. This is based on the assumption It was assumed that the longer these two preconditions are met, the longer the flame becomes are. For this purpose, the combustion air is coaxial with the flame in an annular channel out, which is provided with injector-like working sleeves. This can take a relatively long time Flame can be achieved, the length of which, however, cannot be regulated as required and which also has the effect of the injector accordingly has zones of particularly intensive combustion in sections.

Es ist schließlich bei Kühlvorrichtungen an Rohren, die von heißen, durch Verbrennung erzeugten Gasen durchströmt werden, bekannt, im Ringraum zwischen einem inneren wärmefesten und einem äußeren druckfesten Mantel koaxial zur Brennerdüse, welche eine relativ kurze Flamme erzeugt, ein Kühlgas strömen zu lassen, welches, beispielsweise als solchermaßen vorgewärmte Luft, durch mit erheblichem axialen Abstand vom Düsenende in einer Düsenbrenner zum Beheizen langer, schmaler,
mit ihrer Umgebung in Wärmeaustausch
stehender RohreFinally, in cooling devices on pipes through which hot gases generated by combustion flow, a cooling gas can flow in the annular space between an inner heat-resistant and an outer pressure-resistant jacket coaxially to the burner nozzle, which generates a relatively short flame , for example as air preheated in this way, with a considerable axial distance from the nozzle end in a nozzle burner for heating long, narrow,
with their surroundings in heat exchange
standing pipes

Anmelder:Applicant:

Hauck Manufacturing Company,Hauck Manufacturing Company,

Broocklyn, N. Y. (V. St. A.)Broocklyn, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr. W. Schalk und Dipl.-Ing. P. Wirth,Dr. W. Schalk and Dipl.-Ing. P. Wirth,

Patentanwälte,Patent attorneys,

6000 Frankfurt, Große Eschenheimer Str. 396000 Frankfurt, Große Eschenheimer Str. 39

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Melvin Joseph Parker, Garden City, N. Y.;Melvin Joseph Parker, Garden City, N. Y .;

Alexander Junius Turpin,Alexander Junius Turpin,

Stewart Manor, N. Y. (V. St. A.)Stewart Manor, N.Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 21. Juli 1954 (444 782)V. St. v. America July 21, 1954 (444 782)

Querebene angeordnete Schlitze des inneren Rohres der eigentlichen Brennkammer zur Mischung mit den Verbrennungsgasen zugeführt werden kann, während ein anderer Teil der Luft durch einen zylindrischen Einsatz im Ringraum längs der Außenwand zur Erniedrigung der Wandtemperatur geführt wird und ohne Kontakt mit den Verbrennungsgasen bleibt. Diese Ausführung betrifft einmal kein zu beheizendes Rohr, weshalb auch keine lange Flamme angestrebt wird, sondern eine gute Isolierung nach außen für die zum Herstellen von Heiz- oder Treibgas dienende Verbrennungskammer.Transverse plane arranged slots of the inner tube of the actual combustion chamber for mixing with the Combustion gases can be supplied while another part of the air is through a cylindrical Use in the annular space along the outer wall to lower the wall temperature is performed and remains without contact with the combustion gases. This version does not affect anything to be heated Pipe, which is why a long flame is not aimed for, but good insulation from the outside for the combustion chamber used to produce heating or propellant gas.

Demgegenüber wird bei Düsenbrennern, von denen die Erfindung ausgeht, die gerade zum Beheizen langer Rohre dienen, eine lange und schmale Flamme wie bei den beiden erstgenannten Ausführungen nach dem Stande der Technik angestrebt, wobei der Erfindung die spezielle Aufgabe zugrunde liegt, einen Brenner zu schaffen, mit dem eine verzögerte und steuerbare Verbrennung des zugeführten Brennstoffes über die Rohrlänge ermöglicht wird, d. h. eine Verbrennung, die nicht nur im Bereich der eigentlichen Brennerdüse vor sich geht, sondern sich über eine große Länge des schmalen, nicht isolierten Heizrohres erstreckt und es ermöglicht, dieses Rohr praktisch über seine gesamte Länge auf gleicher Temperatur zu halten.In contrast, in the case of nozzle burners, from which the invention is based, the one used for heating is longer Pipes are used to create a long and narrow flame as in the first two versions mentioned aimed at the prior art, the invention is based on the specific object of providing a To create a burner with which a delayed and controllable combustion of the supplied fuel is made possible over the pipe length, d. H. a burn that is not just in the area of actual burner nozzle goes on, but extends over a great length of the narrow, not insulated Heating pipe extends and it allows this pipe to be practically the same over its entire length Keep temperature.

809 618/237809 618/237

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die ringförmige Zufuhrkammer für die Zweitluft an ihrem vorderen Ende durch ein die Brennerdüse nach hinten abschirmendes und die Zweitluft nach außen gegen die Wandung des zu beheizenden Rohres leitendes, scheibenförmiges Flammenverzögerungselement im wesentlichen abgeschlossen ist, welches den Boden eines sich in Flammrichtung erstreckenden zylindrischen Flammentopfes bildet und in dem die Brennerdüse mittig angeordnet ist, die von einem schmalen, ringförmigen, sich in dem Flammenverzögerungselement befindenden Durchlaß umgeben wird, daß das Flammenverzögerungselement bzw. der Flammtopf an seiner Peripherie gegenüber der Wandung des zu beheizenden Rohres einen schmalen Ringspalt freiläßt, über den die ringförmige Zuführkammer mit dem Verbrennungsraum im Inneren des Rohres in Verbindung steht, und daß am hinteren Ende der Zuführkammer füt die Zweitluft eine Einrichtung zur Einstellung der tangentialen Strömungskomponente angeordnet ist. Durch die Ausbildung eines Düsenbrenners nach der Erfindung wird demnach eine allmähliche, über die Rohrlänge verteilte Zugabe der Zweitluft zum Brennstoffgemisch erreicht, indem der aus der Düse abgegebene und mit im wesentlichen geradlinig strömender Erstluft vermischte Brennstoff eine Flamme erzeugt, die von einer schraubenförmig geführten Zweitluftströmung umgeben ist, die von ihren Zentrifugalkräften nach außen gegen die Innenwand des zu beheizenden Rohres bewegt wird, so daß die Flamme die von ihr benötigte Zweitluft dieser schraubenförmigen Strömung zwangläufig nur langsamer und in Rohrlängsrichtung fortschreitend entnehmen kann. Hierdurch wird der gewünschte Verbrennungsverlauf erzielt, der sich praktisch über die ganze Rohrlänge erstreckt, wobei in vorteilhafter Weise eine Beeinflussung der Flamme durch Einstellung der tangentialen Strömungskomponente der Zweitluft vorgesehen ist.This object is achieved according to the invention in that the annular feed chamber for the Second air at its front end through a shielding the burner nozzle to the rear and the Second air to the outside against the wall of the pipe to be heated, conducting, disk-shaped Flame retardant element is essentially complete, which is the bottom of a in Flame direction extending cylindrical flame pot forms and in which the burner nozzle is centered is arranged by a narrow, annular, located in the flame retardant element Passage is surrounded that the flame retardant element or the flame pot at its periphery opposite the wall of the to The heating tube leaves a narrow annular gap, through which the annular feed chamber with communicates with the combustion chamber inside the tube, and that at the rear end of the The supply chamber feeds the secondary air, a device for setting the tangential flow component is arranged. By designing a nozzle burner according to the invention, a gradual, The addition of secondary air to the fuel mixture distributed over the length of the pipe is achieved by the fuel discharged from the nozzle and mixed with the first air flowing essentially in a straight line a flame is generated, which is surrounded by a helical flow of secondary air, which is driven by their centrifugal forces are moved outwards against the inner wall of the pipe to be heated, so that the flame inevitably only provides the secondary air it needs for this helical flow can be removed more slowly and progressively in the longitudinal direction of the pipe. This will make the desired Achieved combustion course, which extends practically over the entire length of the pipe, wherein in advantageous Way of influencing the flame by adjusting the tangential flow component of the Second air is provided.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform eines Düsenbrenners nach der Erfindung ist vorgesehen, daß das Brennstoffzuführrohr gegenüber dem Flammtopf axial verschiebbar angeordnet ist.According to a preferred embodiment of a nozzle burner according to the invention, it is provided that the fuel supply pipe opposite the flame pot is arranged axially displaceable.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise näher beschrieben, und zwar zeigtThe invention is described in more detail below with reference to the drawing, for example, namely shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Brenner nach der Erfindung in einem beheizten Rohr,F i g. 1 shows a longitudinal section through a burner according to the invention in a heated tube,

F i g. 2 schematisch eine Ansicht eines Brenners für Öl in Verbindung mit einem U-förmigen beheizten Rohr undF i g. 2 schematically shows a view of a burner for oil in connection with a U-shaped heated one Pipe and

F i g. 3 eine ähnliche Ansicht wie F i g. 2 mit einem Brenner für flüssigen oder gasförmigen Brennstoff in Verbindung mit einem W-förmigen beheizten Rohr.F i g. 3 is a view similar to FIG. 2 with a burner for liquid or gaseous fuel in Connection to a W-shaped heated pipe.

Die Zeichnungen zeigen gemäß F i g. 2 ein U-förmiges beheiztes Rohr 12. Das Eintrittsende 14 des Rohres 12 ist durch eine hitzebeständige Wand 16 hindurchgeführt. Das Austrittsende 18 des Rohres führt zu einem geeigneten, in der Zeichnung durch ein Rohr 20 angedeuteten Kamin. Das hintere Ende des Brenners B ist durch Stellschrauben 22 am Eintrittsende 14 des beheizten Rohres 12 befestigt. Durch eine Leitung 24 wird dem Brenner Öl oder gasförmiger Brennstoff zugeführt, und ein Ventil 26 dient zum vollständigen Absperren der Brennstoffzufuhr. Außerdem kann die Brennstoffmenge über einen Stellknopf 28 mit einem einer Skala 32 zugeordneten Zeiger 30 eingestellt werden. Für die Erstluft ist eine Leitung 34, vorzugsweise mit einem Ventil 36, und für die Zweitluft eine Leitung 38, vorzugsweise mit einem Ventil 40, vorgesehen. Elektrische Hochspannung für die Zündung kann an zwei isolierte Elektroden 42 angeschlossen werden.The drawings show according to FIG. 2, a U-shaped heated pipe 12. The inlet end 14 of the pipe 12 is passed through a heat-resistant wall 16. The outlet end 18 of the pipe leads to a suitable chimney, indicated in the drawing by a pipe 20. The rear end of the burner B is attached to the inlet end 14 of the heated tube 12 by adjusting screws 22. Oil or gaseous fuel is fed to the burner through a line 24, and a valve 26 is used to shut off the fuel supply completely. In addition, the amount of fuel can be adjusted via an adjusting knob 28 with a pointer 30 assigned to a scale 32. A line 34, preferably with a valve 36, is provided for the first air, and a line 38, preferably with a valve 40, is provided for the second air. High electrical voltage for ignition can be connected to two insulated electrodes 42.

Die Erstluft dient zugleich zum Zerstäuben und kann zweckmäßig mit einem Druck von etwa 0,07 kg/cm² zugeführt werden. Die Zweitluft kann als Verbrennungsluft geringeren Druck, beispielsweise etwa 0,035 kg/cm² haben. In vielen Fällen wird man jedoch für beide Luftleitungen nur ein einziges Gebläse verwenden, so daß die Zweitluft dann mit höherem Druck, nämlich dem gleichen wie die Erstluft, zugeführt wird. Normalerweise ist eine Regulierung der Erstluft nicht vorgesehen, während das Ventil 40 zweckmäßig zum Regeln der Zweitluft ausgebildet sein kann.The initial air is also used for atomization and can expediently be supplied ^{at a pressure of about 0.07 kg / cm 2.} The secondary air can have a lower pressure than combustion air, for example about 0.035 kg / cm ² . In many cases, however, only a single fan will be used for both air lines, so that the secondary air is then supplied at a higher pressure, namely the same as the primary air. Normally, regulation of the primary air is not provided, while the valve 40 can expediently be designed to regulate the secondary air.

F i g. 3 stimmt im wesentlichen mit F i g. 2 überein, zeigt jedoch ein beheiztes Rohr 50, das doppelt, in W-Form, gebogen ist. Das Eintrittsende 54 des durch eine feuerfeste Mauer 52 hindurchgeführten Rohres nimmt den Brenner B auf, während das Auslaßende 56 in einen Kamin 58 führt. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt der Brenner nicht nur eine ölzuleitung 60, eine Erstluftleitung 61 und eine Zweitluftleitung 64, sondern auch eine Gaszuleitung 66. Für die Gasregelung ist ein Ventil 68 vorgesehen. Ein Ventil 70 ist als Dreiwegehahn ausgebildet, der jeweils wahlweise die Erstluftleitung 61 oder die Gaszuleitung 66 an den Brenner anschließt.F i g. 3 essentially agrees with FIG. 2, but shows a heated tube 50 that is doubly bent in a W-shape. The inlet end 54 of the pipe passed through a refractory wall 52 receives the burner B , while the outlet end 56 leads into a chimney 58. In this exemplary embodiment, the burner not only has an oil supply line 60, a primary air line 61 and a secondary air line 64, but also a gas supply line 66. A valve 68 is provided for gas regulation. A valve 70 is designed as a three-way cock, which either connects the primary air line 61 or the gas supply line 66 to the burner.

In F i g. 2 und 3 ist daher das aus der Mauer herausragende Ende des Heizrohres übertrieben lang gezeichnet; in der Praxis würde dieses nur etwa 7 bis 10 cm von der Wand abstehen, nämlich gerade genug, um einen Schraubenschlüssel oder eine Rohrzange anzusetzen.In Fig. 2 and 3, therefore, the end of the heating pipe protruding from the wall is drawn exaggeratedly long; In practice, this would only protrude about 7 to 10 cm from the wall, namely straight enough to put a wrench or pipe wrench on.

Der Brenner (Fig. 1) besitzt ein Ölrohr72, das an seinem inneren Ende eine Düse 74 für den ölaustritt trägt. Das ölrohr 72 ist von einem Rohr 76 für die Erstluft umgeben, das in Höhe der ölaustrittsöffnung in einer Luftdüse 78 endet. Außerdem ist ein Anschlußstück im Gehäuse 80 für die Zuleitung von Zweitluft in den Raum zwischen dem Erstluftrohr 76 und einem dieses umgebenden beheizten Rohres 82 vorgesehen. Weiter besitzt der Brenner einen Flammentopf 84; dieser Flammentopf ist an der Rückseite durch eine die Primärluftdüse 78 mit Abstand umgebende, als Verzögerungselement wirkende ringförmige Platte 86 abgeschlossen. Im dargestellten Beispiel ist ein ringförmiger Durchlaß 88 konzentrisch zur Primärluftdüse 78 vorgesehen, durch den ein Teil der Zweitluft um die Düse 78 herum in den Flammentopf 84 strömt.The burner (Fig. 1) has an oil pipe 72 which at its inner end carries a nozzle 74 for the oil outlet. The oil pipe 72 is from a pipe 76 for the first air, which ends in an air nozzle 78 at the level of the oil outlet opening. Also is a Connection piece in the housing 80 for the supply of secondary air into the space between the primary air pipe 76 and a heated tube 82 surrounding it is provided. The burner also has a flame pot 84; this flame pot is at the rear by a primary air nozzle 78 surrounding at a distance, ring-shaped plate 86 acting as a delay element completed. In the example shown an annular passage 88 is provided concentrically to the primary air nozzle 78 through which a portion the secondary air flows around the nozzle 78 into the flame pot 84.

Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, haben die Platte 86 und der Flammentopf 84 einen wesentlich größeren Durchmesser als das Rohr 76 für die Erstluft, aber einen kleineren Durchmesser als das beheizte Rohr 82. Die Platte 86 und der Flammentopf 84 wirken daher als Flammenverzögerungseinrichtung, da der Hauptstrom der Zweitluft außerhalb des Flammentopfes 84 entlang der Innenwandung des beheizten Rohres 82 (Fig. 1) verläuft. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Flammentopf 84 an der Platte 86 gelagert und diese wiederum über dünne Stege 92 an dem Erstluftrohr 76.As can be seen from the drawing, the plate 86 and the flame pot 84 have one essential feature larger diameter than the pipe 76 for the first air, but a smaller diameter than the heated one Tube 82. The plate 86 and the flame pot 84 therefore act as a flame retardant device, because the main flow of the secondary air outside the flame pot 84 along the inner wall of the heated Tube 82 (Fig. 1) runs. Like Fig. 1 shows, the flame pot 84 is mounted on the plate 86 and this in turn via thin webs 92 the first air pipe 76.

Der Ringspalt um die Erstluftdüse kann bei einer Düse von ungefähr 32 mm Durchmesser eine Breite von etwa 3,2 bis 6,4 mm in radialer Richtung be-The annular gap around the first air nozzle can have a width with a nozzle of approximately 32 mm diameter from about 3.2 to 6.4 mm in the radial direction

sitzen. Dieser durchlaufende Ringkanal ergibt den Vorteil, daß Turbulenz und Wirbelströme innerhalb des Flammentopfes 84 vermieden werden, die sich andernfalls beim Ausströmen der Erstluft einstellen wurden. Bei bekannten Brennern würde die Erstluft ein Vakuum auf der Rückseite des Flammentopfes 84 erzeugen, das aber nach der Erfindung mittels des gleichmäßig durch den Ringspalt strömenden Teiles von Zweitluft kompensiert wird. Das beste Ergebnis ist dabei mit einem durchgehenden Ringkanal, unmittelbar um die Erstluftdüse herum und auch in axialer Richtung nahe an dieser, zu erzielen, obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist.sit. This continuous ring channel has the advantage that turbulence and eddy currents within of the flame pot 84, which would otherwise occur when the initial air flows out became. With known burners, the initial air would be a vacuum on the back of the flame pot 84 generate, but according to the invention by means of the part flowing evenly through the annular gap is compensated by secondary air. The best result is immediate with a continuous ring channel around the first air nozzle and also close to it in the axial direction, although this is not absolutely necessary.

Der zylindrische Teil des Flammentopfes 84 hat vorzugsweise die eineinhalb- bis zweieinhalbfache Länge seines Durchmessers.The cylindrical portion of the flame pot 84 is preferably one and a half to two and a half times Length of its diameter.

In dem Anschlußteil des Gehäuses 80 für die Zweitluft ist eine Einrichtung (80, 100) vorgesehen, die einen schraubenförmigen Zweitluftstrom bildet, der schraubenförmig durch den Ringkanal 106, den Zwischenraum zwischen dem Erstluftrohr 76 und dem beheizten Rohr 82 und von dort durch den von der Platte 86 und dem Rohr 82 gebildeten Ringspalt um die Flamme entlang der Wandung des Rohres 82 strömt. Eine schwenkbare Leitklappe 100 sitzt auf einem Zapfen 102, der außerhalb des Gehäuses 80 einen Handgriff mit Skala für die Flammenlänge trägt, die für maximale Auslenkung der Leitklappe 100 groß und für Zurückziehung der Leitklappe 100 aus der Strömung klein ist. Dies ist gerade umgekehrt wie bei normalen Ofenbrennern, wo durchwirbelte Luft eine verkürzte Flamme ergibt. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, fließt die Zweitluft zunächst durch einen Ringkanal 106, außerhalb des Rohres 76 für die Erstluft, und dann in einer Schraubenbahn zwischen dem Rohr für Erstluft 76 und dem beheizten Rohr 82. Da der Brenner eine beachtliche Gesamtlänge aufweist, hat die gewirbelte Luft Zeit, sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft nach außen zu bewegen, und neigt im Verlauf der Strömung dazu, sich dicht an das beheizte Rohr 82 anzulegen. Obwohl eine Erklärung mit Sicherheit nicht gegeben werden kann, wird angenommen, daß hierdurch die Beimischung von Zweitluft zu Brennstoff und zu Erstluft verlangsamt und verzögert und damit der Verbrennungsvorgang langsamer und die Flamme langer wird.In the connection part of the housing 80 for the second air, a device (80, 100) is provided which forms a helical second air flow which flows helically through the annular channel 106, the space between the first air pipe 76 and the heated pipe 82 and from there through the Plate 86 and the annular gap formed by the tube 82 around the flame flows along the wall of the tube 82. A pivoting guide flap 100 is seated on a pin 102, which outside of the housing 80 carries a handle with a scale for the flame length, which is large for maximum deflection of the guide flap 100 and small for retraction of the guide flap 100 from the flow. This is just the opposite of normal furnace burners, where swirling air results in a shortened flame. As shown in FIG. 1, the secondary air flows first through an annular channel 106, outside the tube 76 for the primary air, and then in a helical path between the tube for primary air 76 and the heated tube 82. Since the burner has a considerable overall length, the swirled air has time to move outward under the action of centrifugal force, and tends to come close to the heated tube 82 as the flow progresses. Although an explanation cannot be given with certainty, it is assumed that this slows down and retards the admixture of secondary air with fuel and primary air, and thus the combustion process becomes slower and the flame longer.

Bei diesem Brenner läßt sich ohne Schwierigkeit die Flamme so weit verlängern, daß sie über das Ausgangsende eines Strahlungsrohres von sechs oder mehr Meter Länge hinausragt und gut sichtbar ist. Außerdem ist die Wärmeverteilung regelbar, und das Heizrohr kann in seinem auf den Brenner folgenden Teil eine niedrigere Temperatur erhalten als in weiter von dem Brenner entfernten Teilen. Die Flammenlänge läßt sich ohne weiteres durch Ändern der Winkelstellung der Leitklappe 100 regeln.With this burner, the flame can be lengthened so far without difficulty that it protrudes beyond the exit end of a radiation tube six or more meters in length and is clearly visible. In addition, the heat distribution can be regulated, and the heating pipe can have a lower temperature in its part following the burner than in parts further away from the burner. The flame length can be easily regulated by changing the angular position of the guide flap 100 .

Gemäß F i g. 1 ist die Ölzuleitung über eine mit einem Hahn versehene öffnung 110 an den Brenner angeschlossen und fließt dann durch das ölrohr 72. Die Strömung führt zunächst an einem durch den Stellknopf 28 mit einem Zeiger 30 gegenüber einer Skala 112 einstellbaren Ventil vorbei.According to FIG. 1 is the oil supply line to the burner via an opening 110 provided with a tap connected and then flows through the oil pipe 72. The flow initially leads to one through the Adjusting knob 28 with a pointer 30 opposite a scale 112 over adjustable valve.

Bei Gasbetrieb wird die Öldüse 74 gegenüber der Erstluftdüse 78 zurückgezogen. Das ölrohr 72 ist am hinteren Ende des Brenners von einem Paßstück 116 aufgenommen und durch eine oder mehrere Stellschrauben 122 in seiner Stellung gesichert und in dem Gehäuseteil für Erstluft 118 axial gleitbar. Dabei kann eine besondere Sicherheitsschraube 124 zur Begrenzung vorgesehen sein.During gas operation, the oil nozzle 74 is withdrawn from the first air nozzle 78. The oil pipe 72 is received at the rear end of the burner by a fitting 116 and is secured in its position by one or more set screws 122 and can be axially slid in the housing part for first air 118. A special safety screw 124 can be provided for the limitation.

Ein nur zum Betrieb mit öl bestimmter Brenner wird so ausgeführt, wie er hier dargestellt ist, da die in Betracht kommende Vereinfachung zu geringfügig ist, um sie zu berücksichtigen. Ein ausschließlich zum Betrieb mit Gas gedachter Brenner kann zur Herabsetzung der Kosten dadurch vereinfacht werden, daßA burner intended only for operation with oil is designed as shown here, since the the simplification under consideration is too minor to account for. One exclusively for Operation with gas intended burner can be simplified to reduce costs in that

ίο das Ölrohr, das Ölmündungsstück und das Regelventil fortgelassen werden, wobei das Erstluftgehäuse 118 dann durch einen geeigneten, das Paßstück 116 ersetzenden Verschlußkörper abgeschlossen wird, der vorzugsweise eine Beobachtungsöffnung aufweist.be omitted ίο the oil pipe, the oil mouth piece and the control valve, wherein the Erstluftgehäuse 118 is then closed by a suitable, the fitting 116 replaced closure body, which preferably has an observation opening.

Das Erstluftgehäuse 118 selbst ruht in dem Zweitluftgehäuse 80. Letzteres kann eine mit Öffnungen versehene Platte 128 zur Einschränkung der Zweitluftströmung tragen. Das Zweitluftgehäuse 80 ruht mit einem ringförmigen Teil in einer Lagermuffe 130, die ihrerseits einen Paßring 132 mit einer Anzahl Nasen 134 mit je einer Schraube 136 trägt.The primary air housing 118 itself rests in the secondary air housing 80. The latter can carry an apertured plate 128 to restrict the secondary air flow. The second air housing 80 rests with an annular part in a bearing sleeve 130, which in turn carries a fitting ring 132 with a number of lugs 134 each with a screw 136 .

Der Brenner kann in üblicher Weise durch zwei mit elektrischer Hochspannung gespeiste Elektroden 42 gezündet werden, die ähnlich wie Zündkerzen ausgebildet sind und über horizontale Stangen 142 Spannung zu Elektrodenspitzen 150 führen. Es wird angenommen, daß der hier vorgesehene kontinuierliche Luftzylinder die Rußbildung wesentlich verringert und auch eine besser geformte Flamme und Regelmöglichkeit der Flamme innerhalb des Flammentopfes 84 ergibt.The burner can be ignited in the usual way by two electrodes 42 fed with electrical high voltage, which are designed similarly to spark plugs and lead voltage to electrode tips 150 via horizontal rods 142. It is assumed that the continuous air cylinder provided here substantially reduces the formation of soot and also results in a better shaped flame and the possibility of regulating the flame within the flame pot 84.

Der Brenner kann mit einem Beobachtungsfenster 152, wie F i g. 1 zeigt, versehen sein.
Einer der herstellungsmäßigen Vorteile der beschriebenen Anordnung ist einer Betrachtung der F i g. 1 zu entnehmen. Die Gesamtlänge des Brenners kann nämlich, unter Verwendung von Standardteilen an beiden Enden des Brenners, geändert werden. Hierfür brauchen lediglich das ölrohr 72, das Erstluftrohr 76 und die Elektrodenverbindungsstangen 142 in ihrer Länge geändert zu werden. Für die Praxis stellt dies einen beachtlichen Vorteil dar, weil bei den verschiedenen Einbauten verschiedene Gesamtlängen der Brenner erforderlich sind. In jedem Falle ist es dabei wünschenswert, daß der Flammentopf 84 axial die innere Oberfläche des Mauerwerkes oder der Brandmauer erreicht, wie dies in F i g. 1 angedeutet ist, weil das beheizte Rohr 82 an seiner Innenseite nicht der Flamme und Hitze an einer Stelle ausgesetzt werden sollte, wo keine unmittelbare und wirksame Wärmeverteilung von außen möglich ist. Die Dicke des Mauerwerkes 160 selbst ist daher ein die Mindestlänge des Brenners mitbestimmender Faktor.The burner can be equipped with an observation window 152, as shown in FIG. 1 shows be provided.
One of the manufacturing advantages of the arrangement described is a consideration of FIGS. 1 can be found. Namely, the overall length of the torch can be changed using standard parts at both ends of the torch. For this only the oil pipe 72, the first air pipe 76 and the electrode connecting rods 142 need to be changed in length. In practice, this is a considerable advantage because the different fixtures require different total lengths of the burner. In any event, it is desirable that the flame pot 84 axially reach the inner surface of the masonry or fire wall, as shown in FIG. 1 is indicated because the inside of the heated tube 82 should not be exposed to the flame and heat at a point where no direct and effective heat distribution from the outside is possible. The thickness of the masonry 160 itself is therefore a factor that co-determines the minimum length of the burner.

Ein Brenner nach dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kommt für einen Verbrauch von etwa 2 bis 14 Liter öl pro Stunde zur Ausführung und wird normalerweise in beheizten Rohren mit einem Durchmesser von etwa 8,5 bis 13 cm verwendet.A burner according to the embodiment described has a consumption of approximately 2 to 14 liters of oil per hour and is normally used in heated pipes with a Diameter of about 8.5 to 13 cm used.

Größere Durchmesser von Strahlenrohren erfordern größeren Ölverbrauch und größere Brenner. Um einen bestimmten Rohrdurchmesser einem Brenner bestimmter Größe anzupassen, braucht lediglich der Paßring 132 ausgewechselt zu werden.Larger diameters of jet tubes require greater oil consumption and larger burners. Around To adapt a certain pipe diameter to a burner of a certain size, only the Fit ring 132 to be replaced.

Der Brenner ergibt eine lange schmale Flamme, die so lang gemacht werden kann wie das zugehörige beheizte Rohr. Dabei ist die Flammenlänge am Brenner ohne weiteres durch Änderung der Wirbelgröße,The burner makes a long, narrow flame that can be made as long as the associated one heated tube. The flame length at the burner is easily determined by changing the vortex size,

d. h. der Tangentialkomponente der Zweitluft regelbar. Der Brenner ist zum Betrieb mit öl oder mit Gas gleich gut geeignet, und die Maßnahme zur Umstellung von dem einen Brennstoff auf den anderen ist so geringfügig, daß der Brenner vorzugsweise als Kombinationsbrenner zur beliebigen Verwendung mit einem dieser Brennstoffe ausgeführt wird.d. H. the tangential component of the secondary air can be regulated. The burner is equally well suited for operation with oil or gas, and the measure for conversion from one fuel to the other is so insignificant that the burner is preferred as Combination burner for any use with one of these fuels is carried out.

Der neue Brenner hat eine leichte und leise Zündung ohne anfängliche Ölansammlung und Explosionen. Die Rußbildung ist auf ein Minimum herabgesetzt. Es besteht keine Notwendigkeit, die Erstund Zweitluft vorzuwärmen, und es braucht keine Luft von hohem Druck verwendet zu werden.The new burner ignites easily and quietly without any initial oil build-up or explosions. Soot formation is reduced to a minimum. There is no need to do the first and To preheat secondary air, and no high pressure air needs to be used.

Während der Einfachheit halber der Ausdruck »öl« benutzt ist, gilt das hierfür Gesagte in gleicher Weise auch für andere flüssige Brennstoffe im Gegensatz zu gasförmigen. Auch wird der Einfachheit halber von Erstluftrohr und Erstluftdüse gesprochen, womit aber auch ein Betrieb mit Gas nicht ausgeschlossen sein soll, obwohl dann natürlich keine Erstluft als solche auftritt. Entsprechend wird vom Zweitluftgehäuse und der Zweitluftströmung gesprochen, obwohl natürlich beim Betrieb mit Gas die sogenannte Zweitluft die einzige überhaupt in Betracht kommende Luft ist.While the term "oil" is used for the sake of simplicity, what has been said about this applies equally Way for other liquid fuels as opposed to gaseous fuels. Also is for simplicity We spoke of first air tube and first air nozzle, which does not exclude operation with gas should be, although then of course there is no first air as such. The secondary air housing is accordingly and the secondary air flow, although of course the so-called when operating with gas Second air is the only air that can be considered.

Claims

Patent claims:

1. Nozzle burner for heating long, narrow, non-insulated pipes that are in heat exchange with their surroundings, in which the burner nozzle is at the front end of a rod-shaped feed piece that protrudes into the pipe to be heated and is equipped with feed channels for the fuel and the primary air is arranged, and this feed piece is surrounded by an annular feed chamber serving to supply secondary air, the length of which is greater than its outer diameter and the wall of which is largely formed by one end of the pipe to be heated, characterized in that the annular feed chamber for the second air at its front end is essentially closed off by a disk-shaped flame retardant element (86) which shields the burner nozzle (74, 78) to the rear and conducts the second air to the outside against the wall of the pipe (12,50,82) to be heated the bottom of a zyli extending in the direction of the flame ndrischen flame pot (84) and in which the burner nozzle (74, 78) is arranged in the middle, which is surrounded by a narrow, annular passage (88) located in the flame retardant element (86), so that the flame retardant element (86) or the flame pot (84) on its periphery opposite the wall of the pipe (12, 50, 82) to be heated leaves a narrow annular gap, via which the annular feed chamber is connected to the combustion chamber inside the pipe (12, 50, 82), and that a device (80, 100) for adjusting the tangential flow component is arranged at the rear end of the supply chamber for the second air.

2. Burner according to claim 1, characterized in that the fuel supply pipe (72) is arranged axially displaceable relative to the flame pot (84).

3. Burner according to claim 1 or 2, characterized in that an annular gap (106) is arranged between the device (80, 100) generating the helical flow of the secondary air and the actual secondary air chamber.

4. Burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the length of the Flame pot (84) corresponds to about 1.5 to 2.5 times its diameter.

Considered publications:

German patents No. 912 490, 611 884,
877, 573,335;

German patent application Sch 2225 24c / 10 (published on 7.1.1954);

Swiss patents No. 254192,
214477;

British Patent Nos. 540 550, 301 851;

U.S. Patents Nos. 2,606,604, 2,602,440,
664, 2117 270.

1 sheet of drawings