JP2000503381A

JP2000503381A - Burner surface

Info

Publication number: JP2000503381A
Application number: JP9526383A
Authority: JP
Inventors: ドレアー，ホルシュト
Original assignee: イグニスホールディングソシエテアノニム
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1997-01-07
Publication date: 2000-03-21
Also published as: NO983361D0; NO983361L; AU1137697A; EP0876570B1; EP0876570A1; NO315483B1; DE59707649D1; ATE220189T1; ES2180020T3; WO1997027428A1; DK0876570T3; CA2244103A1

Abstract

(57)【要約】本発明はガス状燃料およびガス―液体燃料混合物を燃焼させるためのバーナーに関するものである。本発明によれば、燃焼ノズルまたはバーナー管のバーナー表面１に、火炎孔３が配置され、該火炎孔は少なくとも部分的には、実質的に三角的の孔パターンの形に配置される。孔の間隔（ａ）および、孔直径（Ｄ）の大きさは、孔直径に対する前記間隔の比（ａ／Ｄ）がほぼ２からほぼ４までとなるようにされる。 (57) Summary The present invention relates to a burner for burning gaseous fuels and gas-liquid fuel mixtures. According to the invention, on the burner surface 1 of the combustion nozzle or burner tube, the flame holes 3 are arranged, at least in part, in a substantially triangular hole pattern. The distance between the holes (a) and the size of the hole diameter (D) are such that the ratio of the distance to the hole diameter (a / D) is approximately 2 to approximately 4.

Description

【発明の詳細な説明】バーナー表面本発明はバーナー表面に配置された火炎孔を有する、ガス状燃料またはガス／液体燃料―混合物に対するバーナー、ガス状またはガス流体状燃料の燃焼時における酸化窒素の低減方法、ならびに本発明によるバーナーの使用に関するものである。燃焼設備、特にガス状燃料またはガス／液体燃料―混合物の燃焼設備の新しい発展においては、通常経済性、最適効率および、特に酸化窒素、一酸化炭素、ならびに不燃焼炭化水素のような有害物質の放出を減少させることの判定基準を満たすことが要求される。特に刊行物、国際ガス熱、３８巻（１９８９）、１号、２８−３４頁に記載されている、共著者 H.Berg および Th.Janemannの論文、“円筒形燃焼室を備えた家庭用ガス加熱ボイラーに使用する有害物質予備混合バーナーの開発”を参照する必要がある。酸化窒素の発生を減少させるためには、さらに多くの技術的解決方法が提案されており、これらの方法においては、ガス状燃料または燃料―混合物に、燃焼が行われる前または燃焼時に、酸素部分を減少させるために、再循環された排気ガス、または煙道ガスを混合するようになっている。これによって燃焼時に発生する火炎の温度を低下せしめ、したがって酸化窒素の形成を減少せしめ、またはほぼ阻止することができる。特にＥＰ―Ａ―２１８６０２に記載されているような、バーナー出力をいろいろと調整し得るバーナーにおいては、配量すべき排気ガスまたは煙道ガスを変化せしめ、または調節せねばならぬから、比較的高価な制御を前提とする。そうでなければ、このようなバーナーにおいては、バーナーをどの程度の出力で使用するかにしたがって、火炎温度が高過ぎたり、低過ぎたりするから、制御は必要である。米国特許第３９３６００３号において提案されているような、バーナー表面においては、各火炎孔は相互に、火炎の間において火炎基部から排気ガス、または煙道ガスが吸引されるように隔置されている。この場合はもちろん高温排気ガスが再循環せしめられ、したがって火炎はその基部においては冷却されることなく、さらに加熱される。この時は確かに火炎は安定するが、不都合なことには同時に排気ガス内の酸化窒素部分は増加する。ＷＯ９５／２３３１５においても同様に、火炎孔は相互に、火炎の間において火炎基部に排気ガスまたは煙道ガスが吸引されるように配置されている。もちろん特別の関係から出発したこの公報においては、特にたとえば９０％以上の水素を含む水素／メタン混合物のような高反応燃焼ガスに対する方法が提案されている。しかしながらこのような燃料混合物は通常、燃焼設備内で普通の燃料を燃焼させる場合には発生しない。したがって本発明の課題は、排気ガスまたは煙道ガスを、簡単な態様で配量または混合し、場合によっては調節可能なバーナー出力で運転し得るバーナーを提供することである。本発明によれば前記課題は、特に請求項１に記載された文面によって解決することができる。周知のように、バーナー管表面を適当に選択することにより、火炎の形成を総ての部分において基本的に決定することができる。バーナー管表面は特に火炎安定性と、一酸化炭素および酸化窒素放出の現象に関連する。たとえば管の開口または孔から出るガス／空気混合物のような、流体噴流の発出時には、自由噴流が形成される。この自由噴流は周囲媒体を吸引し、次いで図１に示されるようにこれと混合する。平行自由噴流の場合には、これら噴流は相互に影響し、かつ噴流束の特性的大きさに関連して異なる吸引特性を表すようになる。燃料の場合のように、この流体噴流が点火されれば、平行な独立火炎が形成される。この火炎は個々の流体噴流に基ずくものであるから、周囲媒体は火炎内に吸引される。新しい純粋な燃料／空気混合物は、バーナー表面の火炎基部の区域において、周囲媒体と混合する。火炎の周囲には排気ガスだけが存在するから、かなりの程度の無酸素媒体の混合が起こる（排気ガス内の酸素濃度はほぼ１〜６％）。したがって本発明の根本的思想は、燃料／空気混合物内に周囲から排気ガスを混合し、それによって酸化窒素の形成を著しく減少させると言うことである。したがって管系、制御機構等によって、燃焼室から排気ガスを吸引し、燃料ガス混合物またはガス混合物がバーナー表面上で燃焼する前に、これに排気ガスを導入する必要がなくなる。特に表面バーナーにおいては、前述したと同様な多数の、少なくともほぼ平行な独立火炎が発生する。周知のようにバーナー表面は個々の孔から成り、かつ本発明によれば驚くべきことに、各孔および孔相互に関する幾何学を適当に選択することによって火炎構造を正確に決定し、それによって一酸化炭素および酸化窒素の放出を最少限に止め得ることが分かった。さらにこれ以上の追加集合体、煙道ガス管系等を必要とすることなく、単にバーナー表面の形態を適当に形成することによって、本発明による前述の根本的思想を実行に移すことができる。この場合好ましくは、三角形の孔パターンが選択され、火炎孔が少なくともほぼ等辺の三角形の頂点に位置するように配置される。本発明によるバーナー、またはバーナー表面の好適な変形実施例の特徴は、添付請求項２〜５に記載されている。本発明によって形成されたバーナー管の好適な１実施例によれば、バーナー管は軸線方向に、縦移動を行うように形成される。この点に間しては、あらためてＥＰ―Ａ―２１８６０２を参照すべきで、この特許願には、縦方向に移動し得るように軸持されたバーナー管を含むバーナーが記載されている。周知のように、放出の少ない燃焼を行わせるためには、燃焼プロセスを最適化する必要がある。この場合安定プロセスに対しては、材料、エネルギーおよびインパルスの供給および排除が、根本的な役割を占める。同時に火炎の安定性、有害物質の形成等のような反応動力学的効果も考慮に入れる必要がある。最適化とは、運転パラメータおよび幾何学を適当に変化させることによって、所要の状態が得られるようにするシステムと解すべきである。運転パラメータは設定した要求によって、かなりの範囲に亙るものとなるから、幾何学も変化せねばならぬ。このことは或バーナーにおいては、バーナー表面を、前述の形に形成することにより、かつＥＰ―Ａ―２１８６０２によって周知のように、該バーナー表面を軸線方向に縦移動させることによって容易に実施することができる。しかしながらこの場合は、燃焼室または加熱ボイラーは変化しないことを考慮せねばならぬ。たとえば１：１０のような高い出力変調範囲においては、極端な場合、燃焼室は大きさの範囲を超えるようになる。熱交換技術の観点からは、排気ガス損失は最少となるから、このことは確かに有利である。しかしながらこれに反し燃焼技術の観点からは、このことによって、最適状態から遠く離れた火炎が形成されるようになる。その理由は、火炎が燃焼室から受ける効果が不安定となるるからである。特に本発明のバーナー表面の形態、したがってこれによって設定される排気ガスの混合により、結果として火炎安定性の範囲内において、一酸化炭素および非燃焼炭化水素の高い放出が発生すると言う問題が生じる。したがって本発明の別の課題は、本発明の根本的思想、および前記孔パターンを有するバーナー表面の形態を考慮し、かつたとえばバーナーを燃焼空間に対して軸線方向に移動させることによって生じる広い出力変調範囲において、バーナー出力の低い時においても、一酸化炭素および非燃焼炭化水素材料の放出を最少限に止め得るような解決方法を提供することである。なお燃焼出力が低い場合において、同時に燃焼室の引込み方法を見出すことも最適化の課題である。本発明によればこれらの課題は、請求項６の文面に記載されたバーナーによって解決される。このためにはバーナーに、本発明による孔パターンを有する追加表面区域を形成し、しかもこの時幾何学的関係を別々に選択することが提案される。特に燃焼空間に対して出入自在に、軸線方向に縦移動し得るように配置されたバーナー管に対しては、円筒形バーナー管を閉鎖する円筒底部に、該底部から軸線方向に、かつ同心的に突出する、直径の小さな別のバーナー管を配置し、このバーナー管の表面に、本発明による孔パターンを配置することが提案される。本発明の別の好適な実施例は、添付請求項７〜９に記載されているような特徴を有している。本発明によって提案されたバーナーは、特に表面バーナーに適している。次に本発明を、添付図面を参照して詳述する：図１は平行自由噴流の略断面図で、通例ガス状燃料を燃焼させる時に形成される態様を示す、図２はバーナー表面に対する、本発明の孔パターンを示す、図３はいわゆるベース負荷段階の運転に対する追加バーナー管を含む、本発明によるバーナー管の変形実施例の断面図。図１は二つの自由噴流５を線図的に示すもので、この場合はたとえば二つの点火された燃料噴流を示す。これら噴流は、燃焼を行うための燃焼室２内のバーナー表面１において、火炎孔３を通して吹込まれたガス状燃料内に生じる。特に火炎基部７においては、燃焼室２内に流入するガスによって、周囲ガスが燃料―ガス混合物内に吸込まれ、かつこれと混合される。したがって周囲からの排気ガスが、最適の状態で混合されるようにするために、本発明により図２に示されるような、好適な孔パターンを有するバーナー表面が形成される。図２は多数の火炎孔、すなわち独立した孔３を含むバーナー表面１を示すもので、各孔はこれと直接隣接する孔に対し、同様な、好ましくは等辺三角形に対応するように、またはほぼ同じ距離を有するように配置されている。孔の距離は図２においては“ａ”によって示され、孔の直径は“Ｄ”によって示されている。流動説（BuckinghamのΠ理論）の類似の法則によれば、正確に二つの無次元指数が導かれ、この指数は個々の噴流によって吸引される周囲媒体量に対して重要な意味を有している。すなわちレイノルズ数Π₁ および直径Ｄに対する距離ａの無次元比Π₂ は次の通りである。この場合ｕ＝孔から流出する媒体、たとえばガス／空気の速度、ｖ＝媒体の運動粘度。排気ガスの再循環によって、高温酸化窒素の発生を著しく減少せしめ得ることは以前から知られている。この事に関しては、H.Dreherの論文、“酸化窒素を減少させるための排気ガス再循環 ― 数的シミュレーションによるバーナー／ボイラー組合わせ体内における再循環率の決定”、ETH Zurich、に記載がある。在来の方法は、燃焼室または煙突から出た排気ガスを、再びバーナーに導くために管系および煙道ガスファンを使用することであり、またはベンチュリノズルを使用して、バーナーの空気噴流によって、排気ガスを直接燃焼室から吸引することであった。本発明においてはすでに序文において説明したように、排気ガスを再循環させるために単に、最適に形成されたバーナー表面（孔配置）が使用される。この場合噴流の少ない表面バーナーの、バーナー表面の孔パターン配置を最適に形成するためには、次のようなパラメータを有する次のような等辺三角形、または同様なパターンが有利である：１、５＜ａ／Ｄ＜６［−］３＜Ｄ＜１０［ｍｍ］この場合好適なパラメータ値としては、値ａ／Ｄは２から４まで、特に２、２から３、５までであり、一方直径Ｄに対する値は、バーナーの出力に関連する。図３には断面によって、バーナー管４が示されており、このバーナー管は本発明によって提案された孔パターンと、いわゆるベース負荷段階を形成するための追加配置を有するバーナー表面１を含んでいる。本発明によって形成されたバーナー管４は、燃焼室の壁２１に対し、燃焼室２内に、または燃焼室から軸線方向に縦移動（矢印）を行うことができる。バーナー管４の位置にしたがって、本発明によって配置された孔３は燃焼室２内において開放され、または閉鎖される。バーナー管を移動させることによって、作動パラメータ、すなわちバーナーの出力を変えることができる。しかしながら燃焼室、すなわち加熱ボイラーは同時に変化しない。このようにして生じた出力変調幅は燃焼室に達し、この変調幅は極端な場合には過大となる。特にバーナー管が燃焼室２から大幅に引込められた時は、該バーナー管は最適状態から離れた火炎状態を呈するようになる。その理由は燃焼室による火炎の安定効果が得られないようになるからである。このような理由から本発明によれば、いわゆるベース負荷段階が得られ、該ベース負荷段階は火炎に、その安定化に必要な“燃焼室”を形成し、したがって燃焼の最適化を可能にする。小出力範囲における火炎に対して、提案された本発明の燃焼室は、バーナー管４の前側に配置され、かつ参照数字１８によって表されている。ベース負荷段階のこの燃焼室１８は、一方においてはバーナー管４の前側に追加的に配置された、別のバーナー管２４によって形成され、そのバーナー表面２６にはさらに、本発明の孔パターンに従って、火炎孔、すなわち孔２８が配置されている。この場合前記孔２８は好ましくは、バーナー管４の表面１内の孔３の直径より小さな直径Ｄを有するようにされる。この別のバーナー管２４の前側には、下方軸線方向制限部材２５が形成され、該制限部材は好ましくは白熱するような材料によって形成される。上方リング状制限部材３１も、好ましくは同じ材料によって形成され、この制限部材はバーナー管４の円筒状底部の前側表面を被覆する別のバーナー管２４の周囲に、リング状に軸線方向に配置されている。火炎のこの燃焼室１８は小出力範囲においては、バーナー管４に位置し、かつこれと一緒に移動する。したがって小出力範囲においては、バーナーと燃焼室の相対的移動は生じない。ベース負荷段階の大きさは、全負荷のほぼ５〜３０％、好ましくは５〜１０％である。別のバーナー管２４、いわゆるベース負荷段階のバーナー表面は、主バーナー表面１に対して使用された前述のパターンによって形成される。パターンａ／Ｄのパラメータを選択する場合には、Ｄはベース負荷および、主バーナー表面に対して異なる態様で選択することができる。ベース負荷段階の上方および下方制限部材は効果的に、白熱可能材料によって形成することができるから、各時点において、かつまた火炎が局部的または間欠的に消滅する時には（乱流火炎の代表的現象）、通過するガスが加熱され、新たに点火される。これはまたベース負荷において、ほぼ一酸化炭素を発生しない運転を可能にする。図３に示された、本発明によるバーナー形成の利点は、あらゆる出力変調範囲において火炎形成の最適化を保証し、したがって一酸化炭素および酸化窒素の放出を最少に止めることである。したがって本発明によるバーナー表面を有するバーナーを設け、種々の出力によって運転を行うことができ、しかも最適の放出値を保証するために、燃焼室の大きさを問題とすることなく、すなわち大型の燃焼室においても最適の放出値を保持することが可能となる。非円形孔は、孔面から形成される比較円―直径により次の式から計算される：Ａ₂ ＝各孔の断面積The present invention relates to a burner for gaseous fuels or gas / liquid fuel-mixtures having a flame hole located on the burner surface, the formation of nitric oxide during the combustion of gaseous or gaseous fluid fuels. It relates to a method of reduction and the use of a burner according to the invention. In the new development of combustion equipment, especially of gaseous fuels or gas / liquid fuel-mixture combustion equipment, usually economy, optimum efficiency and especially of harmful substances such as nitric oxide, carbon monoxide and unburned hydrocarbons. It is required that the criteria for reducing emissions be met. H. Berg and Th. Janemann, co-author H. Berg and Th. Janemann, particularly in the publication International Gas Heating, Vol. 38 (1989), No. 1, pages 28-34, "Household Gas with a Cylindrical Combustion Chamber. Development of hazardous substance premix burners for use in heated boilers ". In order to reduce the generation of nitric oxide, many more technical solutions have been proposed, in which a gaseous fuel or fuel-mixture is supplied with an oxygen fraction before or during combustion. The recirculated exhaust gas, or flue gas, is mixed to reduce the emissions. This can reduce the temperature of the flame generated during combustion and thus reduce or substantially prevent the formation of nitric oxide. In particular, in the case of a burner whose burner output can be adjusted variously as described in EP-A-218 602, the exhaust gas or the flue gas to be metered must be changed or adjusted. It is assumed that the control is expensive. Otherwise, such burners require control because the flame temperature may be too high or too low depending on how much power the burner uses. On the burner surface, as proposed in US Pat. No. 3,936,003, the flame holes are spaced from one another such that exhaust or flue gas is drawn from the flame base between the flames. ing. In this case, of course, the hot exhaust gas is recirculated, so that the flame is not cooled at its base, but is further heated. At this time, the flame stabilizes, but disadvantageously, at the same time, the amount of nitric oxide in the exhaust gas increases. Similarly, in WO 95/23315, the flame holes are arranged in such a way that the exhaust gas or the flue gas is drawn into the flame base between the flames. Of course, this publication, which originates from a special context, proposes a method especially for highly reactive combustion gases, for example hydrogen / methane mixtures containing more than 90% hydrogen. However, such fuel mixtures usually do not occur when burning normal fuels in combustion facilities. It is therefore an object of the present invention to provide a burner in which the exhaust gas or the flue gas can be metered or mixed in a simple manner and possibly operated with an adjustable burner output. According to the invention, said object can be solved in particular by the text according to claim 1. As is well known, by appropriate selection of the burner tube surface, the formation of the flame can basically be determined in all parts. Burner tube surfaces are particularly relevant for flame stability and the phenomenon of carbon monoxide and nitric oxide emissions. When a fluid jet is emitted, such as a gas / air mixture emanating from a tube opening or hole, a free jet is formed. This free jet draws in the surrounding medium and then mixes with it as shown in FIG. In the case of parallel free jets, these jets interact and exhibit different suction characteristics in relation to the characteristic magnitude of the jet flux. When this fluid jet is ignited, as in the case of fuel, a parallel independent flame is formed. Since the flame is based on individual fluid jets, the surrounding medium is drawn into the flame. The fresh pure fuel / air mixture mixes with the surrounding medium in the area of the flame base on the burner surface. Since only the exhaust gas is present around the flame, a considerable degree of mixing of the oxygen-free medium takes place (oxygen concentration in the exhaust gas is approximately 1-6%). Thus, the underlying idea of the present invention is to mix ambient exhaust gas into the fuel / air mixture, thereby significantly reducing the formation of nitric oxide. Thus, it is no longer necessary to draw the exhaust gas from the combustion chamber by means of a pipe system, a control mechanism, etc., and to introduce the exhaust gas into the fuel gas mixture or the gas mixture before it burns on the burner surface. Particularly in surface burners, a large number of at least substantially parallel independent flames are generated as described above. As is well known, the burner surface consists of individual holes and, according to the invention, surprisingly, the flame structure is accurately determined by a suitable choice of the geometry with respect to each hole and the holes relative to each other. It has been found that emissions of carbon oxides and nitric oxide can be minimized. Further, the above-described basic idea according to the present invention can be put into practice by simply forming the shape of the burner surface without the need for an additional assembly, flue gas pipe system or the like. In this case, preferably, a triangular hole pattern is selected and arranged such that the flame holes are located at the vertices of at least approximately equilateral triangles. The features of the preferred embodiment of the burner or the burner surface according to the invention are described in the attached claims 2-5. According to a preferred embodiment of the burner tube formed according to the present invention, the burner tube is formed to make a longitudinal movement in the axial direction. In this regard, reference is again made to EP-A-218 602, which describes a burner comprising a burner tube which is axially movable so as to be able to move longitudinally. As is well known, low emission combustion requires optimization of the combustion process. In this case, the supply and elimination of materials, energy and impulses play a fundamental role for the stable process. At the same time, reaction kinetic effects such as flame stability, formation of harmful substances, etc. must be taken into account. Optimization is to be understood as a system in which the required conditions are obtained by appropriately changing the operating parameters and the geometry. The operating parameters can vary considerably depending on the requirements set, so the geometry must also change. This is easily accomplished in some burners by shaping the burner surface into the shape described above and by axially traversing the burner surface, as is known by EP-A-218 602. can do. However, in this case, it must be taken into account that the combustion chamber or the heating boiler does not change. In the high power modulation range, for example 1:10, in extreme cases, the combustion chamber will exceed the size range. This is certainly an advantage from a heat exchange technology standpoint, since exhaust gas losses are minimized. However, on the contrary, from the point of view of combustion technology, this leads to the formation of flames far from optimal. The reason is that the effect that the flame receives from the combustion chamber becomes unstable. In particular, the configuration of the burner surface according to the invention, and thus the mixing of the exhaust gases set thereby, gives rise to the problem that high emissions of carbon monoxide and unburned hydrocarbons occur within the flame stability. Another object of the present invention is therefore to take into account the basic idea of the invention and the morphology of the burner surface with said hole pattern and, for example, to obtain a wide power modulation caused by moving the burner axially with respect to the combustion space. It is an object of the present invention to provide a solution in which the emission of carbon monoxide and unburned hydrocarbon material can be minimized even at low burner power. It should be noted that, when the combustion output is low, it is also an object of optimization to find a method of drawing in the combustion chamber at the same time. According to the invention, these objects are solved by a burner as defined in claim 6. For this purpose, it is proposed to provide the burner with an additional surface area having the hole pattern according to the invention, and then to select the geometrical relationships separately. In particular, for a burner tube arranged so as to be able to move longitudinally in the axial direction so as to be able to move in and out of the combustion space, a cylindrical bottom portion closing the cylindrical burner tube is provided axially and concentrically from the bottom portion. It is proposed to arrange another burner tube of small diameter, which projects into the burner tube, and to arrange the hole pattern according to the invention on the surface of this burner tube. Another preferred embodiment of the invention has the features as set forth in the appended claims 7-9. The burners proposed according to the invention are particularly suitable for surface burners. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a parallel free jet, showing the form usually formed when burning gaseous fuel, FIG. FIG. 3 shows a hole pattern according to the invention, FIG. 3 is a cross-sectional view of an alternative embodiment of the burner tube according to the invention, including an additional burner tube for operation in the so-called base load stage. FIG. 1 diagrammatically shows two free jets 5, in this case, for example, two ignited fuel jets. These jets occur in the gaseous fuel blown through the flame holes 3 at the burner surface 1 in the combustion chamber 2 for performing the combustion. In particular, at the flame base 7, the gases flowing into the combustion chamber 2 cause ambient gases to be drawn into and mixed with the fuel-gas mixture. Thus, in order to ensure that the exhaust gases from the environment are optimally mixed, the invention forms a burner surface with a suitable hole pattern, as shown in FIG. FIG. 2 shows a burner surface 1 comprising a number of flame holes, i.e., independent holes 3, each of which, with respect to its immediate neighbor, corresponds to a similar, preferably equilateral triangle, or substantially. They are arranged to have the same distance. The hole distance is indicated by "a" in FIG. 2 and the hole diameter is indicated by "D". According to a similar law of flow theory (Buckingham's Π theory), exactly two dimensionless exponents are derived, which have important implications for the amount of surrounding medium drawn by each jet. I have. That is, the dimensionless ratio Π ₂ of the distance a to the Reynolds number Π ₁ and the diameter D is as follows. In this case, u = velocity of the medium flowing out of the holes, for example gas / air, v = kinetic viscosity of the medium. It has long been known that the recirculation of exhaust gas can significantly reduce the generation of hot nitric oxide. This is described in the article by H. Dreher, "Exhaust Gas Recirculation to Reduce Nitric Oxide-Determination of Recirculation Rate in a Burner / Boiler Combination by Numerical Simulation", ETH Zurich. The traditional method is to use tubing and a flue gas fan to redirect the exhaust gases from the combustion chamber or chimney back to the burner, or by using a venturi nozzle, by means of a burner air jet. Exhaust gas was drawn directly from the combustion chamber. In the present invention, as already explained in the introduction, only an optimally designed burner surface (hole arrangement) is used for recirculating the exhaust gas. In this case, the following equilateral triangles or similar patterns with the following parameters are advantageous for optimally forming the hole pattern arrangement on the burner surface of a low jet surface burner: 1,5 <A / D <6 [-] 3 <D <10 [mm] Preferred values for the parameter in this case are the values a / D from 2 to 4, in particular from 2, 2 to 3, 5 while the diameter The value for D is related to the burner output. FIG. 3 shows, by cross section, a burner tube 4 which includes a hole pattern proposed by the invention and a burner surface 1 having an additional arrangement for forming a so-called base load stage. . The burner tube 4 formed according to the invention can move longitudinally (arrows) in or out of the combustion chamber 2 with respect to the wall 21 of the combustion chamber. Depending on the position of the burner tube 4, the holes 3 arranged according to the invention are opened or closed in the combustion chamber 2. By moving the burner tube, the operating parameters, ie the output of the burner, can be changed. However, the combustion chamber, ie the heating boiler, does not change at the same time. The output modulation width thus generated reaches the combustion chamber, and this modulation width becomes excessive in extreme cases. In particular, when the burner tube is withdrawn significantly from the combustion chamber 2, the burner tube will exhibit a flame state that is far from optimal. The reason is that the flame stabilizing effect of the combustion chamber cannot be obtained. For this reason, according to the invention, a so-called base-loading stage is obtained, which forms in the flame the "combustion chamber" necessary for its stabilization and thus makes it possible to optimize the combustion. . For flames in the low power range, the proposed combustion chamber of the invention is arranged in front of the burner tube 4 and is designated by the reference numeral 18. This combustion chamber 18 in the base load stage is formed by another burner tube 24 additionally arranged on the one hand on the front side of the burner tube 4, whose burner surface 26 furthermore has the following hole pattern according to the invention: Flame holes, or holes 28, are arranged. In this case, the hole 28 preferably has a diameter D smaller than the diameter of the hole 3 in the surface 1 of the burner tube 4. On the front side of this further burner tube 24, a lower axial restriction 25 is formed, which is preferably made of an incandescent material. The upper ring-shaped restriction member 31 is also preferably formed of the same material and is arranged axially in a ring shape around another burner tube 24 covering the front surface of the cylindrical bottom of the burner tube 4. ing. In the low power range, this combustion chamber 18 of the flame is located in the burner tube 4 and moves with it. Therefore, in the small output range, there is no relative movement between the burner and the combustion chamber. The magnitude of the base load stage is approximately 5-30% of the total load, preferably 5-10%. Another burner tube 24, the burner surface of the so-called base load stage, is formed by the aforementioned pattern used for the main burner surface 1. When selecting the parameters for the pattern a / D, D can be selected differently for the base load and the main burner surface. Since the upper and lower limiting members of the base loading stage can be effectively formed by incandescent materials, at each point and also when the flame extinguishes locally or intermittently (a typical phenomenon of turbulent flames) ), The passing gas is heated and newly ignited. This also allows operation at base load with almost no emissions of carbon monoxide. An advantage of the burner formation according to the invention shown in FIG. 3 is that it guarantees the optimization of the flame formation in all power modulation ranges and thus minimizes the emission of carbon monoxide and nitric oxide. Therefore, a burner having a burner surface according to the invention can be provided and operated with various powers, and in order to guarantee an optimum emission value without regard to the size of the combustion chamber, i.e. The optimum emission value can be maintained in the chamber. Non-circular holes are calculated from the following formula by the comparative circle-diameter formed from the hole surface: A ₂ = cross-sectional area of each hole

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年１月１５日（１９９８．１．１５）【補正内容】請求の範囲１．ガス状燃料、すなわちガス／流体燃料混合物に対するバーナーであって、バーナー表面内に配置された火炎孔を有し、この時火炎孔の少なくとも一部分が、少なくともほぼ等辺の三角形を成すように配置されているバーナーにおいて、孔直径（Ｄ）に対する孔相互の距離（ａ）の比、すなわち（ａ／Ｄ）が、ほぼ２．２からほぼ４までの範囲内の値を有していることを特徴とするバーナー。２．比（ａ／Ｄ）に対する値が、２、２から３、５の範囲内にあることを特徴とする請求項１記載のバーナー。３．火炎孔の直径（Ｄ）が、ほぼ３ｍｍからほぼ１０ｍｍの数値範囲内にあることを特徴とする請求項１または２記載のバーナー。４．実質的に円筒形のバーナー管が、円筒形壁内に配置された火炎孔を有していることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つの項に記載されているバーナー。５．バーナー管が軸線方向に、縦移動を行い得るように配置されていることを特徴とする請求項４記載のバーナー。６．バーナー管が主バーナーを形成し、かつ円筒形バーナー管を閉鎖する円筒底部に、該底部から同心的に突出する、小直径の別のバーナー管が配置され、いわゆるベース負荷段階を形成するようになっていることを特徴とする請求項４または５の何れか一つの項に記載されているバーナー。７．別のバーナー管内、すなわちベース負荷段階内に配置された火炎孔の比（ａ／Ｄ）が、主バーナー表面、すなわちバーナー管の表面の比（ａ／Ｄ）と同じ数値範囲内にあることを特徴とする請求項４〜６の何れか一つの項に記載されているバーナー。８．別のバーナー管、すなわちベース負荷段階内の孔の直径（Ｄ）が、主バーナー表面内の孔の直径より小さいことを特徴とする請求項４〜７の何れか一つの項に記載されているバーナー。９．別のバーナー管、すなわちベース負荷段階が円筒形に形成され、前側閉鎖底部、すなわち前側制限部材を有し、該制限部材が円筒壁から半径方向に突出するように形成され、バーナー管、すなわち主バーナーの直径にほぼ対応する直径を有し、かつ主バーナー、すなわちバーナー管の円筒形底部の自由表面に、この自由表面を被うようにリング状の壁が配置され、この時閉鎖底部およびリング状の壁が、好ましくは薄鋼板、セラミック等のようなバーナー運転時に白熱する材料によって形成されていることを特徴とする請求項４〜８の何れか一つの項に記載されているバーナー。１０．火炎孔を備えた燃焼ノズル、すなわちバーナー管によって、ガス状またはガス状／流体状燃料、すなわち燃料混合物を燃焼させる時に、酸化窒素を減少させる請求項１から９のいずれか一つの項に記載の方法において、新しく火炎孔を通って達した、かなりの純粋燃焼ガス／空気混合物が、火炎基部範囲において、酸素を含まないかなりの媒体と混合されることを特徴とする方法。１１．能動バーナー表面を制御するためのバーナー管が、燃焼室、すなわち加熱室に対して軸線方向に出入することができ、この時ベース負荷においては、バーナー管が燃焼室、すなわち加熱室から最大、円筒閉鎖底部まで移動し、したがって最少出力範囲においては、燃料の燃焼が前側に突出するバーナー管、すなわちベース段階だけによって行われるようになっていることを特徴とする請求項１０に記載されている方法。１２．請求項１〜９の何れか一つの項に記載されている装置を、表面バーナーとして使用する方法。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act [Submission date] January 15, 1998 (Jan. 15, 1998) [Correction contents] The scope of the claims 1. A burner for a gaseous fuel, ie a gas / fluid fuel mixture, A flame hole disposed in the burner surface, wherein at least a portion of the flame hole is , At least in a burner arranged to form an equilateral triangle, The ratio of the distance (a) between holes to the hole diameter (D), that is, (a / D) is approximately 2 . A burner having a value in the range of 2 to approximately 4. 2. The value for the ratio (a / D) is in the range of 2, 2 to 3, 5 The burner according to claim 1, wherein 3. The diameter (D) of the flame hole is in the numerical range of approximately 3 mm to approximately 10 mm The burner according to claim 1 or 2, wherein: 4. A substantially cylindrical burner tube having a flame port disposed within a cylindrical wall The burner according to any one of claims 1 to 3, wherein . 5. Make sure that the burner tubes are arranged so that they can move vertically in the axial direction. The burner according to claim 4, characterized in that: 6. A cylinder in which the burner tube forms the main burner and closes the cylindrical burner tube At the bottom another small diameter burner tube is arranged, projecting concentrically from the bottom, 5. The method according to claim 4, wherein the step comprises forming a so-called base loading stage. Or the burner according to any one of the items 5 to 5. 7. The ratio of the flame holes located in another burner tube, ie in the base load stage ( a / D) is the same as the ratio (a / D) of the main burner surface, that is, the surface of the burner tube. The method according to any one of claims 4 to 6, wherein the value is within a numerical range. Burner. 8. Another burner tube, the diameter (D) of the hole in the base loading stage, is 8. The method according to claim 4, wherein the diameter is smaller than the diameter of the hole in the surface of the nut. Burner described in section. 9. Another burner tube, i.e. the base load stage, is formed cylindrical and has a front closure A bottom, i.e., a front side restriction member, which protrudes radially from the cylindrical wall Formed so that the diameter corresponds approximately to the diameter of the burner tube, ie the main burner And on the free surface of the main burner, i.e. the cylindrical bottom of the burner tube, A ring-shaped wall is arranged to cover the free surface, with the closed bottom and the ring-shaped The wall of which is preferably incandescent during burner operation, such as a thin steel plate, ceramic, etc. 9. The recording medium according to claim 4, wherein the recording medium is formed by a material. Burner on the list. 10. By means of a combustion nozzle with flares, i.e. a burner tube, gaseous or Reduces nitric oxide when burning gaseous / fluid fuels, ie fuel mixtures 10. The method according to any one of claims 1 to 9, further comprising the step of: The pure combustion gas / air mixture reached through the Mixed with a substantial oxygen-free medium. 11. A burner tube for controlling the active burner surface is provided in the combustion chamber, It can move in and out of the heat chamber in the axial direction, at which time the base load The inner tube moved from the combustion chamber, i.e. the heating chamber, up to the bottom of the closed cylinder, Therefore, in the minimum output range, the combustion of the fuel burns out to the front side, 2. The method according to claim 1, wherein the step is performed only by the base step. 0. The method according to item 0. 12. A device as claimed in claim 1, wherein the device is a surface burner. How to use as.

Claims

[Claims] 1. A burner for a gaseous fuel, ie a gas / fluid fuel mixture, A flame hole disposed in the burner surface, wherein at least a portion of the flame hole is , At least in a burner arranged to form an equilateral triangle, The ratio of the distance (a) between holes to the hole diameter (D), that is, (a / D) is approximately 2 A burner having a value in the range of from about to about 4. 2. The value for the ratio (a / D) is in the range of 2, 2 to 3, 5 The burner according to claim 1, wherein 3. The diameter (D) of the flame hole is in the numerical range of approximately 3 mm to approximately 10 mm The burner according to claim 1 or 2, wherein: 4. A substantially cylindrical burner tube having a flame port disposed within a cylindrical wall The burner according to any one of claims 1 to 3, wherein . 5. Make sure that the burner tubes are arranged so that they can move vertically in the axial direction. The burner according to claim 4, characterized in that: 6. A cylinder in which the burner tube forms the main burner and closes the cylindrical burner tube At the bottom another small diameter burner tube is arranged, projecting concentrically from the bottom, 5. The method according to claim 4, wherein the step comprises forming a so-called base loading stage. Or the burner according to any one of the items 5 to 5. 7. The ratio of the flame holes located in another burner tube, ie in the base load stage ( a / D) is the same as the ratio (a / D) of the main burner surface, ie, the surface of one burner tube. The method according to any one of claims 4 to 6, wherein the value is within a numerical range. Burner. 8. Another burner tube, the diameter (D) of the hole in the base loading stage, is 8. The method according to claim 4, wherein the diameter is smaller than the diameter of the hole in the surface of the nut. Burner described in section. 9. Another burner tube, i.e. the base load stage, is formed cylindrical and has a front closure A bottom, i.e., a front side restriction member, which protrudes radially from the cylindrical wall Formed so that the diameter corresponds approximately to the diameter of the burner tube, ie the main burner And on the free surface of the main burner, i.e. the cylindrical bottom of the burner tube, A ring-shaped wall is arranged to cover the free surface, with the closed bottom and the ring-shaped The wall of which is preferably incandescent during burner operation, such as a thin steel plate, ceramic, etc. 9. The recording medium according to claim 4, wherein the recording medium is formed by a material. Burner on the list. 10. By means of a combustion nozzle with flares, i.e. a burner tube, gaseous or Reduces nitric oxide when burning gaseous / fluid fuels, ie fuel mixtures The method of causing the ignited fluid jets to mutually exchange, exhaust gas, or flue gas. An ambient medium, including, is drawn so as to be drawn into the base area of the flame and reduces the temperature of the flame. The distance between the holes (a) relative to the hole diameter (D). ), That is, (a / D) is in the range of approximately 2 to approximately 4. And how to. 11. A considerable amount of pure combustion gas / air mixture reached through the new flares, It is characterized by being mixed with a substantial oxygen-free medium in the flame base area. 13. The method according to claim 12, wherein 12. Combustion is achieved by the burner according to any one of claims 1 to 11. The method according to claim 10, wherein the method is performed. 13. A burner tube for controlling the active burner surface is provided in the combustion chamber, It can move in and out of the heat chamber in the axial direction, at which time the base load The inner tube moved from the combustion chamber, i.e. the heating chamber, up to the bottom of the closed cylinder, Therefore, in the minimum output range, the combustion of the fuel burns out to the front side, 2. The method according to claim 1, wherein the step is performed only by the base step. The method according to any one of items 0 to 12. 14． A device as claimed in claim 1, wherein the device is a surface burner. How to use as.