DE2023060A1 - Burners for gaseous fuels - Google Patents
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Description
DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KRESSLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH DR.-ING. BY KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KRESSLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH
Köln, den 6.5.1970 Ke/Ax/HzCologne, 6.5.1970 Ke / Ax / Hz
Brenner für gasförmige BrennstoffeGaseous fuel burners
Die Erfindung betrifft einen Brenner, der sowohl mit Gasen mit hoher Flammengeschwindigkeit (z.B. Wasserstoff oder Stadtgas) als auch mit Gasen mit niedriger Flammengeschwindigkeit (z.B. Methan) betrieben werden kann.The invention relates to a burner with both Gases with a high flame speed (e.g. hydrogen or town gas) as well as gases with a low flame speed (e.g. methane) can be operated.
Der erfindungsgemäße Brenner für gasförmige Brennstoffe besteht aus einer durchlöcherten porösen Austrittsplatte, z.B. einer Platte aus Metallschwamm, die an einer Seite an eine Verbrennunp;szone und an der anderen Seite an eine Grundplatte angrenzt, mit der die Austrittsplatte so verbunden ist, daßThe burner according to the invention for gaseous fuels consists of a perforated porous outlet plate, e.g. a plate made of metal sponge, which is attached to one side to a burn zone and to one on the other side Adjacent base plate with which the exit plate so is connected that
a) die Perforationen oder Löcher in der Austrittsplatte den Perforationen oder Löchern in der Grundplatte gegenüberliegen, so daß Luft durch sie strömen kann, unda) the perforations or holes in the exit plate the perforations or holes in the base plate facing each other so that air can flow through them, and
b) die Austrittsplatte von der Grundplatte einen solchen Abstand zwischen den Löchern hat, daß Brennstoffdurchgänge gebildet worden, die der Strömung des Brenngasos einen Widerstand bieten, der im Vergleich zum StrömungB-b) the exit plate from the base plate is such Distance between the holes has that fuel passages which offer a resistance to the flow of the fuel gas, which compared to the flow
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widerstand durch die Änstrittsplatte gering ist, wobei die Austrittsplatte mit. der Grundplatte längs der Seiten der Brennstoffdurchginge- so verbunden ist, daß übermäßiges Entweichen von Gas durch die Verbindungen verhindertresistance through the step plate is low, whereby the exit plate with. the base plate is connected along the sides of the fuel passageways so that prevents excessive gas leakage through the connections
und der Brenner insgesamt so ausgebildet ists daß während des Gebrauchs des Brenners gasförmiger Brennstoff durch die Brennstoffdurchgänge und von dort durch die poröse Austrittsplatte in die Verbrennungssone strömt, wo er mit der durch die Perforationen oder Löcher angesaugten Luft verbrennt.and s is the total burner designed so that gaseous fuel flows during the use of the burner through the fuel passages and from there through the porous plate into the outlet Verbrennungssone, where it burns with the intake air through the perforations or holes.
Die vorstehend beschriebene Konstruktion eignet sich besonders für dünne Brenner, ssoB«, solche einer Dicke von weniger als 10 mm8 vorzugsweise weniger als 5The construction described above is particularly suitable for thin burners, "ssoB", those with a thickness of less than 10 mm 8, preferably less than 5
Die Perforationen sind vorzugsweise in einem Sechseckmuster angeordnet, und die Brennstoffdurchgänge erstrecken sich durch den Zwischenraum zwischen den Perforationen«The perforations are preferably arranged in a hexagonal pattern and the fuel passages extend through the space between the perforations "
Zur Erzielung einer gleichmäßigen Lastverteilung ist es zweckmäßig, daß die Luftlöcher gleichmäßig über den Verdampfer verteilt sind· Die Luftlöcher sind vorzugsweiseTo achieve an even load distribution, it is It is advisable that the air holes are evenly distributed over the evaporator · The air holes are preferred
rund und haben vorzugsweise eine Fläche von 0,01 bis 1 cm ♦ * Ihre Zahl ist so gewählt 9 daß ihre Fläche 20 bis 50%, vorzugBweise 25 bis 35% der Gesamtfläche des Brenners ausmacht ·round and preferably have an area of 0.01 to 1 cm ♦ * Their number is chosen 9 so that their area makes up 20 to 50%, preferably 25 to 35% of the total area of the burner.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Abbildungen dargestellten Beispiels beschrieben.The invention is illustrated below with reference to one of the figures example shown.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Brenner gemäß der Erfindung. Fig. 1 is a plan view of a burner according to the invention.
Fig. 2 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Querschnitt durch zwei Luftlöcher®Fig. 2 shows on an enlarged scale a cross section through two air holes®
Der Brenner hat di© Form ainer düraiem Platte und ist«, wie aus Figo 1 ersichtlich, von Löchern oder Perforations» 10 ■ durchbohrt, die im Seehseekrauster angeordnetThe burner has the shape of a long plate and is like can be seen from Figo 1, of holes or perforations »10 ■ pierced, which arranged in the Seehseekrauster
1 O 9 8 1 1 / 1 2 3 S "bad original1 O 9 8 1 1/1 2 3 S "bad original
Die Brennstoffdurchgänge erstrecken sich durch den Zwischenraum 11 zwiachen den Perforationen oder Löchern 10·The fuel passages extend through the gap 11 between the perforations or holes 10
Wie Fig. 2 zeigt, besteht der Brenner aus einer Austrittsplatte 12 und einer Grundplatte 13, die zwischen den Perforationen 10 einen Abstand haben, so daß Brennstoffdurchgänge 14- gebildet werden. Eine Verbindung oder Dichtung zwischen der Austrittsplatte 12 und der Grundplatte 13 erstreckt sich längs der Seiten der Brennstoffdurchgänge 14. (Ebenso richtig kann auch gesagt werden, daß die Verbindung oder Dichtung 15 sich um den Umfang jedes Loches 10 erstreckt.) Die Dichtung oder Verbindung kann durch in geeigneter Weise gefalzte oder gekantete Nähte oder durch Verwendung von Klebstoffen (z.B. Lötmitteln) oder eine Kombination dieser beiden Mittel gebildet werden.As shown in FIG. 2, the burner consists of an outlet plate 12 and a base plate 13 which are spaced between the perforations 10 so that fuel passages 14- are formed. A connection or seal between the outlet plate 12 and the base plate 13 extends along the sides of the fuel passages 14. (It can equally correctly be said that the connection or seal 15 around the perimeter of each hole 10 extends.) The seal or connection can by suitably folded or folded seams or through Use of adhesives (e.g. solder) or a combination of these two agents can be formed.
Die Austrittsplatte 12 kann eine Dicke zwischen 0,5 und 1,0 mm haben. Sie besteht aus Metallschwamm, der im Verhältnis von 3j1 zusammengedrückt wurde (d.h. ursprünglich eine Dicke von etwa 3 mm hatte). Die Grundplatte besteht aus einem Blech von etwa 0,5 mm Dicke. Vor dem Zusammendrücken hatte der Metallschwamm die Form eines dreidimensionalen Netzwerks von röhrenförmigen Nickelfäden, die zwölfeckige Poren mit einem mittleren Durchmesser von 0,3 mm einschlossen. Durch das Zusammendrücken wurden die ursprünglichen Poren so abgeflacht, daß sie in Richtung des Zusammendrückens dünn (etwa 0,1 mm) wurden.The exit plate 12 can have a thickness between 0.5 and 1.0 mm. It consists of metal sponge compressed in a ratio of 3j1 (i.e. originally had a thickness of about 3 mm). The base plate consists from a sheet of about 0.5 mm thick. Before squeezing, the metal sponge was in the shape of a three-dimensional Network of tubular nickel filaments, the dodecagonal pores with a mean diameter of 0.3 mm included. By squeezing the original pores so flattened that they became thin (about 0.1 mm) in the direction of compression.
(Unregelmäßige Zwölfecke können raumfüllend gepackt werden, und der Schwamm kann als ein Beispiel einer solchen Pakkung angesehen werden. Von diesem Standpunkt aus bilden die Metallfaden die Kanten der Zwölfecke.)(Irregular dodecagons can be packed to fill the room, and the sponge can be regarded as an example of such a package. Form from this point of view the metal thread the edges of the dodecagons.)
Der Brenner hatte eine Dicke von 5 mm. Jede Perforation hatte einen Durchmesser von 4 mm, und der Abstand von Mitte zu Mitte betrug 8 mm.The burner was 5 mm thick. Any perforation had a diameter of 4 mm and the center to center distance was 8 mm.
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Während des Gebrauchs des Brenners strömt Brenngas durch die Brennstoffdurchgänge 14. Da diese Durchgänge einen geringeren Widerstand bieten als die Austrittsplatte 12, wird gleichmäßige Brennstoffströmung durch die Austrittsplatte 12 in die Verbrennungszone erreicht. Da der Brennstoff aus den Brennstoffdurchgängen 14 austreten soll, müssen die Verbindungen 15 nicht gasdicht sein. Es genügt, wenn die Verbindung der Strömung einen ähnlichen Widerstand wie die Austrittsplatte 12 bietet, so daß eine zufriedenstellend gleichmäßige Brennstoffverteilung erzielt t wird.During use of the burner, fuel gas flows through the fuel passages 14. Since these passages one Provide less resistance than the exit plate 12, there will be a uniform flow of fuel through the exit plate 12 reached into the combustion zone. Because the fuel to emerge from the fuel passages 14, the connections 15 do not have to be gas-tight. It is sufficient, if the connection of the flow offers a similar resistance as the outlet plate 12, so that one is satisfactory even fuel distribution is achieved.
Wie Fig. 2 zeigt, hat der dünne Querschnitt des Brenners zur Folge, daß der Luftstrom nach dem Durchtritt durch die Luftlöcher 10 das Bestreben hat, sich über der Austrittsplatte 12 auszubreiten, und ebenso das durch die Austritts platte 12 strömende Gas bestrebt ist, sich über die Luftlöcher 10 auszubreiten. Diese Art der Gasströmung begünstigt die Vermischung von Luft und Brennstoff und erleichtert somit die Verbrennung.As Fig. 2 shows, the thin cross-section of the burner has the consequence that the air flow after passing through the Air holes 10 tends to spread over the exit plate 12, and so does that through the exit Plate 12 flowing gas tends to spread through the air holes 10. This type of gas flow is beneficial the mixing of air and fuel and thus facilitates combustion.
Der in ^1Ig. 1 und 2 dargestellte Brenner eignet sich für die verschiedensten gasförmigen Brennstoffe, z.B. für Brennstoffe mit niedriger Flammengeschwindigkeit wie Methan, Äthan, Propan und Butan sowie für Brennstoff mit hoher Flammengeschwindigkeit wie Wasserstoff. In allen Fällen erfolgt die Verbrennung mit ruhigen, blauen Flammen nach einem Diffusionsmechanismus. Die Verbrennung ist innerhalb. eines AbStandes von etwa 15 mm, gewöhnlich etwa 5 mm, von der Oberseite des Brenners vollständig, so daß es möglich ist, einen Wärmeaustauscher im Abstand von etwa 25 mm von der Oberseite des Brenners anzuordnen, wodurch kompakte Zentralheizungssysteme möglich werden. Beispielsweise hatte eine Apparatur mit rechteckigem Querschnitt von 15 cm χ 30 cm und einer Höhe von 10 bis 12 cm vom Boden des Brenners bis zur Oberseite des Wärmeaustauschers eine Wärmeabgabe von 25 kW, die auf das Wasser übertragen wurde, (fts ist zu bemerken, daß diese Wärmeleistu ig durch dieThe in ^ 1 Ig. The burner shown in 1 and 2 is suitable for a wide variety of gaseous fuels, eg for fuels with a low flame speed such as methane, ethane, propane and butane and for fuel with a high flame speed such as hydrogen. In all cases the combustion takes place with calm, blue flames according to a diffusion mechanism. The combustion is within. a distance of about 15 mm, usually about 5 mm, from the top of the burner completely so that it is possible to place a heat exchanger about 25 mm from the top of the burner, thereby enabling compact central heating systems. For example, an apparatus with a rectangular cross-section of 15 cm 30 cm and a height of 10 to 12 cm from the bottom of the burner to the top of the heat exchanger had a heat output of 25 kW which was transferred to the water (fts it should be noted that this heat output through the
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Notwendigkeit begrenzt ist-, die austretenden Gase über ihrem Taupunkt zu halten.)Necessity is limited - the leaking gases via to keep their dew point.)
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Claims (5)
0,01 bis 1 cm haben.ρ
0.01 to 1 cm.
ihre Fläche 20 bis 50$, vorzugsweise 25 bis J55# der
Gesamtfläche des Brenners ausmacht.5. Burner according to claim 1 to 4, characterized in that the number of air holes (10) is chosen so that
their area $ 20 to $ 50, preferably $ 25 to J55 # the
The total area of the burner.
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|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |