DE2211297A1 - Gaseous fuel burners - Google Patents
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Description
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Priorität: 26· April 1971 Schweden Kr· 5346/71 29. November 1971 Schweden Nr.15265/71Priority: April 26, 1971 Sweden Kr 5346/71 November 29, 1971 Sweden No. 15265/71
Sie Erfindung bezieht eich auf einen Brenner, der für gasförmige Brennstoffe mit oder ohne Luftzusatz vorgesehen ist. Derartige Brenner finden u.a. grofie Verwendung in der metallurgischen Industrie für unterschiedliche Beheizungszwecke. Bekannte Brenner dieser Art enthalten normalerweise eine Asbestscheibe, die mit Hilfe eines Metallnetzes an je einer oder an beiden Seiten ihrer Flächen zusammengehalten wird. Zur Scheibe gerichtet mündet eine Zufuhrleitung für einen gasförmigen Brennstoff, wobei der Brennstoff durch die Asbestscheibe strömt, um dann nach dem Durchströmen entzündet zu werden« In der Asbestscheibe sind infolge des Aufbaue der Scheibe Durchströmkaräle enthalten. Derartige Scheibenanordnungen sind mit dem Nachteil behaftet, daß sie besondere Stützorgane in Form von Netzen erfordern. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß die Durchströmkanäle in der Scheibe nichtThe invention relates to a burner which is intended for gaseous fuels with or without the addition of air. Such burners are widely used in the metallurgical industry for various heating purposes. Known burners of this type normally contain an asbestos disc, which is attached to one or both sides of its surfaces with the help of a metal mesh is held together. A feed line for a gaseous fuel opens out towards the disk, wherein the fuel flows through the asbestos disc, only to be ignited after flowing through it. As a result of the structure of the disc, the asbestos disc contains flow channels. Such disk arrangements are with has the disadvantage that they require special supporting organs in the form of nets. Another disadvantage exists in that the flow channels in the disc are not
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dauerhaft sind, sondern durch Kavitation zerstört werden. Dadurch ist die !lebensdauer der Aabestscheibe nicht groß. Ferner hat die Asbestscheibe den Nachteil, daß die Flammen in den Asbest schlagen und dabei das Netz zerstören mit dem Ergebnis, daß der Asbest herausfällt.are permanent, but are destroyed by cavitation. As a result, the service life of the aabest disc is not long. Furthermore, the asbestos disc has the disadvantage that the flames hit the asbestos and destroy the network with it the result that the asbestos falls out.
Ss ist außerdem vorgeschlagen worden, eine Durchströmsoheibe aus Metall zu verwenden, in der kleine Bohrungen vorhanden sind. Dieses Verfahren ist kostspielig und es ist ferner unzweckmäßig, gerade Bohrungen zu verwenden, da hierbei die Gefahr besteht, daß die flammen nach hinten gerichtet werden können (zurückschlagen).It has also been proposed to use a flow-through disc made of metal, in which there are small holes. This process is costly and it is further Inexpedient to use straight bores, as there is a risk that the flames are directed backwards can be (strike back).
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Wandelement zu erstellen, das nicht mit den vorstehend genannten Nachteilen behaftet ist, und dieses wird dadurch erzielt, daß man ein poröses Wandelement aus Metall erstellt. Durch die Wahl einer porösen Metallscheibe erhält man automatisch von der Geraden abweichende Durchströmkanäle. Durch diese Lösung erhält man den Torteil, daß die Flammen nicht zurückschlagen können. Darüber hinaus erhält man einen guten Kühleffekt und eine unbegrenzte Lebensdauer des Wandelementes.The invention has the task of creating a wall element that does not match the above Is afflicted with disadvantages, and this is achieved by creating a porous wall element made of metal. By the choice of a porous metal disk automatically results in flow channels deviating from the straight line. Through this Solution you get the gate part that the flames can not strike back. In addition, you get a good one Cooling effect and an unlimited life of the wall element.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Wandelement in einer solchen Welse ausgebildet sein, daß die lichte Weite der Durchströmkanäle in Richtung von der Wandfläche, die den Brennstoff aufnimmt, zu der Wandfläche, die den Brennstoff ausfließen läßt, abnimmt. Die Verjüngung der Kanäle kann kontinuierlich oder stufenweise ausgelegt sein.According to an advantageous embodiment of the invention, can the wall element be designed in such a catfish that the clear width of the through-flow channels in the direction from the wall surface that receives the fuel to the wall surface, which allows the fuel to flow out, decreases. The tapering of the channels can be designed continuously or in stages be.
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Das Wandelement kann auch, einen Yerbundeh&rakter aufweisen, wobei die vorerwähnte Änderung der lichten " Weite stufenweise erfolgen kann.The wall element can also have a Yerbundeh & character, the aforementioned change in the clear " Wide can be done gradually.
Das Wandelement kann in jeder beliebigen Art geformt sein, so z.B. eben, gewölbt, kugelförmig oder aber auch zylindrisch sein. Bei zylindrischen Wandelementen kann der Brennstoff von innen nach außen oder von außen nach innen strömen. Bas letztere Ströurangsvera<en ist geeignet v wenn beispielsweise Achsen (Wellen) erwänst werden sollen.The wall element can be shaped in any desired way, for example flat, arched, spherical or else cylindrical. In the case of cylindrical wall elements, the fuel can flow from the inside to the outside or from the outside to the inside. Bas latter Ströurangsvera & soldering is suitable when v axes (waves) to be erwänst example.
Sie zusammengesinterten Partikel, d.h« wenigstens einige Partikel, können auch aus Metallfäden bestehen. Bei dem Verbundkörper ist es sehr zweckmäßig, wenn die dünnste Schicht nur aus Metallfäden besteht.They sintered together particles, that is, at least some Particles can also consist of metal threads. In the case of the composite body, it is very useful if the thinnest Layer consists only of metal threads.
Sie Erfindung wird nachstehend beispielhaft im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben, in der sseigen The invention is described below by way of example in connection with the drawing
Fig. 1 ein in einer Halterung angeordnetes bekanntes Wandelement,1 shows a known wall element arranged in a holder,
Fig. 2 ein in einer Halterung der gleichen Art wie in Fig. 1 angeordnetes. Element nach der Erfindung,FIG. 2 is arranged in a holder of the same type as in FIG. Element after the Invention,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht nach Fig. 2,FIG. 3 is a perspective view according to FIG. 2,
Fig. 4 eine Halterung mit einem zylindrischen Wandelement nach der Erfindung und4 shows a holder with a cylindrical wall element according to the invention and
Fig. 5 einen Teil eines Wandelementes mit Yerbundcharakter. 5 shows a part of a wall element with a Yerbund character.
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Nach Fig. 1 ist eine konische Halterung 1 nach unten mit einem rohrähnlichen Teil 2 versehen, der auf einen Rohrstumpf 3 aufgeschraubt ist, der nach unten gerichtet zwei Einlaufverzweigungen 4 und 5 hat. In der oberen öffnung der Halterung ist eine kreisförmige Asbestscheibe 6 zwischen zwei Rosten 7 und 8 aus Metall arretiert. In der Einlauf verzweigung 4 wird Luft zugeführt und in der Einlaufverzweigung 5 ein gasförmiger Brennstoff. Die Luft und der Brennstoff werden ie Rohrstumpf 3 vermischt und' das Gemisch passiert durch die Asbestscheibe 6. Der Nachteil dieser Vorrichtung ist, wie bereits beschrieben, daß der Asbest durch Kavitation zerstört wird und ferner daß er dazu neigt zu zerfallen und daß die Flammen die Möglichkeit haben, in Flammrichtung zurückzuschlagen. Dieser Nachteil wird nach der Erfindung dadurch vermieden, daß man die aus den Teilen 6, 7 und 8 gebildete scheibenförmige Einheit durch eine aus porösem Metall hergestellte Metallscheibe 9 ersetzt, die durch ihre Porosität natürliche Durchströmkanäle aufweist, die eine von der Geraden abweichende Form haben. Die Metallscheibe kann aus irgendeinem beliebigen Metall gefertigt sein. Infragekommende Metalle sind Stahl und Bronze« Zur Herstellung des porösen Metalle ist es zweckmäßig, kleine Metallpartikel zu verwenden, die man miteinander sintert. Eine geeignete Ausbildung der Metallpartikel ist die Kugelform. Bei der Herstellung eines Wandelementes kann man so verfahren, daß es aus verschiedenen Schichten besteht, wobei die Metallpartikel in den verschiedenen Schichten unterschiedliche Körnung haben. Es ist jedoch am zweckmäßigsten, wenn die Metallpartikel mit der gröbsten Korngröße am nächsten derAccording to Fig. 1, a conical holder 1 is provided with a tube-like part 2 downwards, which on a Pipe stub 3 is screwed on, which has two inlet branches 4 and 5 directed downwards. In the upper The opening of the holder is a circular asbestos disc 6 between two grids 7 and 8 made of metal locked. In the inlet branch 4 air is supplied and in the inlet branch 5, a gaseous fuel. The air and the fuel become the pipe stump 3 mixed and 'the mixture passes through the asbestos disc 6. The disadvantage of this device is as already described, that the asbestos is destroyed by cavitation and also that it tends to disintegrate and that the flames have the opportunity to strike back in the direction of the flame. This disadvantage becomes apparent after the Invention avoided by the fact that the disc-shaped unit formed from parts 6, 7 and 8 by a Metal disk 9 made of porous metal replaces the natural flow channels due to their porosity which have a shape deviating from the straight line. The metal washer can be any of any number Be made of metal. Eligible metals are steel and bronze «To manufacture the porous metals is it is advisable to use small metal particles that are sintered together. Appropriate training of the Metal particle is the spherical shape. When producing a wall element, one can proceed in such a way that it consists of consists of different layers, whereby the metal particles in the different layers have different grain sizes to have. However, it is most useful if the metal particles with the coarsest grain size are closest to
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Fläche am Wandelement liegen, welche die Einströmfläche darstellt, und wenn im Anschluß daran die verschiedenen Schichten eine abnehmende Körnung in Richtung zu der Fläche des Wandelementes haben, die als Ausströmfläche wirkt· Anstelle der Verwendung verschiedener Schichten kann man Scheiben mit den gleichen Eigenschaften wie die einzelnen Schichten anwenden. Biese Scheiben können lose übereinander gelegt werden, ebenso wie man sie auf bekannte metallurgische Art miteinander verbinden kann*Area on the wall element, which is the inflow area represents, and if subsequently the various layers have a decreasing grain in the direction of the Have the area of the wall element that acts as an outflow area · Instead of using different layers you can apply discs with the same properties as the individual layers. Tuck discs can get loose placed on top of each other, just as they can be connected to one another in a known metallurgical way *
In Fig. 5 ist ein aus zwei Schichten bestehendes Wandelement dargestellt, nämlich aus einer inneren Schicht mit Metallpartikeln, die eine große Körnung haben, und einer Schicht 11 mit Metallpartikeln, die eine kleine Korngröße haben· Die Schicht 10 kann man zweckmäßigerweise so wählen, daß die Durchströakanäle eine Querschnittsweite von 10OyU haben. Sie Schicht 11 mit der kleineren Körnung kann man so wählen, daß die Durchströmkanäle eine Querschnittsweite von 20/A aufweisen»5 shows a wall element consisting of two layers, namely an inner layer with metal particles which have a large grain size, and a layer 11 with metal particles which have a small grain size. The layer 10 can expediently be chosen so that the through-flow channels have a cross-sectional width of 10OyU. Layer 11 with the smaller grain size can be selected so that the flow channels have a cross-sectional width of 20 / A »
Die Korngrößen der Metallpartikel können in einer solchen Weise wählbar sein, daß jede gewünschte Querachnittsweite erhalten werden kann. Das Wandelement bzw. die verschiedenen Schichten können ebenfalls Stärken erhalten» die auf die speziellen Bedürfnisse zugeschnitten sind, für die das Wandelement angewendet werden soll«.The grain sizes of the metal particles can be in such a Way be selectable that any desired cross-sectional width can be obtained. The wall element or the various layers can also be given strengths are tailored to the special needs for which the wall element is to be used «.
In Fig. 3 ist ein von den beiden ringförmigen Elementen und 13 gehaltenes Wandelement 9 dargestellt. Durch das Wandelement 9 am oberen Ende der kegelförmigen Halterung strömt ein Gemisch aus Gas und Brennstoff, Ba das Gemisch durch nicht gerade ausgebildete Kanäle passiert, können die Flammen vom entzündeten Gemisch nicht nach rückwärtsIn Fig. 3 is one of the two annular elements and 13 held wall element 9 is shown. By the Wall element 9 at the upper end of the conical holder flows a mixture of gas and fuel, Ba the mixture Passing through channels that are not straight, the flames from the ignited mixture cannot move backwards
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durch das Element 9 schlagenο Han erhält durch das Element eine große Menge kleiner intensiver flammen mit einer Länge von ca. 10 mm. Das bedeutet, daß die zu erwärmenden Gegenstände sehr nahe am Heizelement aufgestellt werden können, und sie brauchen .mithin nicht durch sekundäre Wärme erwärmt zu werden, die von der Ofenwandung ausgestrahlt wird-· Venn die Flamme im Brenner nach flg. 3 erlischt, kann man sofort die Hand auf die Fläche des Wandelementes legen, was auf den großen Kühleffekt zurückzuführen ist, den die kleinen Durchströmkanäle erzielen·hit by the element 9 o Han gets through the element a large number of small, intense flames with a length of about 10 mm. That means that the to be heated Objects can be placed very close to the heating element and they do not need secondary heat to be heated, which radiated from the furnace wall - If the flame in the burner goes out after flg. 3, you can immediately put your hand on the surface of the wall element, which is due to the great cooling effect, that the small flow channels achieve
In Fig. 4 1st ein rohrförmiges Wandelement 14 gezeigt. Bas Wandelement 14 ist konzentrisch an der Innenwandung eines äußeren Wandelementes 15 angeordnet, das an seinem oberen und unteren Ende zwei nach innen gerichtete Flanschansätze 16 und 17 hat, so daß ein rohrförmlger, geschlossener Raum 18 gebildet wird. Am äußeren Wandelement 15 1st ein Anschlußrohr 19 angesetzt» Durch das Rohr erfolgt die Zufuhr eines Brennstoffes mit oder ohne Luft zum Raum Dieser Brennstoff strömt in den Raum 20 ein, den das Wandelement 14 umschließt. Der durch die innere Mantelfläche des Wandelementes 17 ausströmende Brennstoff kann entzündet und mit Hilfe des beschriebenen Brenners können zylindrische Körper erwärmt werden.In Fig. 4, a tubular wall element 14 is shown. Bas wall element 14 is arranged concentrically on the inner wall of an outer wall element 15, which on his upper and lower end has two inwardly directed flange lugs 16 and 17, so that a tubular, closed Room 18 is formed. On the outer wall element 15 1st a Connection pipe 19 attached »A fuel with or without air is supplied to the room through the pipe This fuel flows into the space 20 which the wall element 14 encloses. The fuel flowing out through the inner jacket surface of the wall element 17 can ignited and with the help of the burner described, cylindrical bodies can be heated.
Der Brenner kann auch in einer solche Weise ausgebildet sein, daß man den Brennstoff dem Raum 20 des Wandelementes 14 zuführt, wobei dieser Raum geschlossen 1st* Dabei strömt der Brennstoff durch das Wandelement 14 von innen nach außen.The burner can also be designed in such a way that the fuel is the space 20 of the wall element 14, whereby this space is closed * The fuel flows through the wall element 14 from the inside Outside.
Wie beschrieben worden ist, kann das Wandelement eine kugelige und gewölbte Form haben. Ss kann dem Wandelement, allgemein gesehen, jede beliebige Form gegeben werden, d.h. das Wandelement ist an jede Form anpaßbar, die eine zur Erwärmung τοη gewünschten Gegenständen geeignete Flammenrichtung bewirkt.As has been described, the wall element can have a spherical and curved shape. Ss can be the wall element, Generally speaking, any shape can be given, i.e. the wall element can be adapted to any shape which is suitable for Heating τοη desired objects causes suitable flame direction.
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