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DE10160325A1 - Burner with lance has atomizer nozzle, oxidizer-outlet, fuel supply pipe, inflow pipe for primary oxidizer, and two supply ducts for secondary oxidizer - Google Patents

Burner with lance has atomizer nozzle, oxidizer-outlet, fuel supply pipe, inflow pipe for primary oxidizer, and two supply ducts for secondary oxidizer

Info

Publication number
DE10160325A1
DE10160325A1 DE10160325A DE10160325A DE10160325A1 DE 10160325 A1 DE10160325 A1 DE 10160325A1 DE 10160325 A DE10160325 A DE 10160325A DE 10160325 A DE10160325 A DE 10160325A DE 10160325 A1 DE10160325 A1 DE 10160325A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
burner
lance
oxygen
oxidizer
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10160325A
Other languages
German (de)
Inventor
Joachim Bosch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide Deutschland GmbH
Original Assignee
Messer Griesheim GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Messer Griesheim GmbH filed Critical Messer Griesheim GmbH
Priority to DE10160325A priority Critical patent/DE10160325A1/en
Publication of DE10160325A1 publication Critical patent/DE10160325A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/101Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet
    • F23D11/102Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet in an internal mixing chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D2900/00Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00006Liquid fuel burners using pure oxygen or oxygen-enriched air as oxidant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07005Injecting pure oxygen or oxygen enriched air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

The burner-lance (2) has an atomizer nozzle (5) for atomizing liquid fuel, and at least one outlet (8) for an oxidizer. The atomizer nozzle is connected by flow with a fuel-supply pipe (6), and the outlet is connected with an inflow pipe (11) for primary oxidizer and coaxial with the fuel supply pipe. At least two supply ducts (26,27) for secondary oxidizer are positioned radially on the outside of the burner lance. Each duct opens at an acute angle to the lengthwise axis (25) of the lance which is contained in a block of fire resistant material such as ceramic.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner, der zur Ausbildung einer flachen Flamme geeignet ist. The invention relates to a burner used to form a flat flame suitable is.

Das Einschmelzen von Glas und Metallen, insbesondere von Aluminium, erfolgt zu einem großen Teil in unterschiedlichen Ausführungen von Herd- oder Drehrohröfen. Hierbei kommen Brenner zum Einsatz, bei denen flüssiger oder gasförmiger Brennstoff unter Zuführung von kalter oder vorgewärmter Luft bzw. Sauerstoff oder einem Gas mit einem Sauerstoffgehalt, der größer als der von Luft ist, verbrannt wird. Um Kühlwasserzuleitungen in Ofennähe zu vermeiden, kommen eigenmediumgekühlte Brenner zum Einsatz. The melting of glass and metals, in particular aluminum, takes place a large part in different versions of hearth or rotary kilns. Here burners are used, in which liquid or gaseous Fuel with the supply of cold or preheated air or oxygen or a gas with an oxygen content greater than that of air is burned becomes. To avoid cooling water supply lines near the furnace, come self-cooled torches.

Im einfachsten Fall besteht ein derartiger Brenner aus einer Brennerlanze mit einer zentralen, in einer Zerstäuberdüse ausmündenden Brennstoffzuführung, an der radial außenseitig eine oder mehrere Luft- bzw. Sauerstoffzuführungen vorgesehen sind. Wesentliche Parameter des Verbrennungsvorgangs, etwa Flammentemperatur, Flammenform, oder Flammenlänge können durch die Variation des Impulsstromverhältnisses von Brennstoff zu Luft (bzw. Sauerstoff) oder durch den Einsatz von Drallgeneratoren beeinflusst werden. Bei Schmelzprozessen, die in Herdöfen stattfinden, ist dabei die Ausbildung einer möglichst flachen Flamme von Vorteil, da diese infolge ihrer im Vergleich zu anderen Flammenformen großen Badbedeckung zu einer sehr effektiven Wärmeübertragung in das Bad hinein führt. In the simplest case, such a burner consists of a burner lance with a central fuel supply opening into an atomizer nozzle at which one or more air or oxygen feeds are provided radially on the outside are. Essential parameters of the combustion process, such as flame temperature, Flame shape, or flame length can be varied by varying the Pulse flow ratio of fuel to air (or oxygen) or through the Use of swirl generators can be influenced. In melting processes that are in Hearth stoves take place, the formation of a flat flame of Advantage, because of their large size compared to other flame shapes Bath cover leads to a very effective heat transfer into the bath.

Eine Anordnung zur Ausbildung einer flachen Flamme bei einem Gasbrenner ist aus der US 5 302 112 bekannt geworden. Beim Gegenstand dieser Druckschrift sind zwei Düsen für Brennstoff bzw. Sauerstoff in einem spitzen Winkel zueinander angestellt. Durch die winklig zueinander geführten Impulsströme von Brennstoff bzw. Sauerstoff bildet sich vor den Düsenöffnungen eine flache Flamme aus, die längs einer Ebene senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den beiden Düsen verbreitert ist. An arrangement for forming a flat flame in a gas burner is out the US 5 302 112 become known. The subject of this publication are two nozzles for fuel and oxygen at an acute angle to each other hired. Due to the angularly directed pulse flows of fuel or Oxygen forms a flat flame in front of the nozzle openings a plane widened perpendicular to the connecting line between the two nozzles is.

Die vorgenannte Anordnung kann jedoch nicht ohne weiteres auf Brenner übertragen werden, die mit Flüssigbrennstoff, wie Öl, befeuert werden. However, the above arrangement cannot be readily applied to burners that are fueled with liquid fuel such as oil.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, einen zur Ausbildung einer flachen Flamme geeigneten, mit Flüssigbrennstoff betriebenen Brenner zu schaffen, der die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere für den Einsatz in Herdöfen geeignet ist. The object of the present invention is therefore to form a flat Flame suitable, liquid fuel burner to create the Avoids disadvantages of the prior art and in particular for use in Stoves are suitable.

Gelöst ist diese Aufgabe durch einen Brenner mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. This task is solved by a burner with the characteristics of Claim 1.

Erfindungsgemäß sind also bei einer Brennerlanze, an deren Brennerspitze eine Zerstäuberdüse zum Zerstäuben von flüssigem Brennstoff sowie wenigstens eine Austrittsöffnung für ein primäres Oxidationsmittel angeordnet ist, radial außenseitig wenigstens zwei Zuleitungskanäle für ein sekundäres Oxidationsmittel vorgesehen. Die Zuleitungskanäle für sekundäres Oxidationsmittel münden dabei jeweils in einem spitzen Winkel zur Längsachse der Brennerlanze aus und dienen dazu, Impulsströme des sekundären Oxidationsmittels in Richtung auf einen gemeinsamen Punkt vor der Brennerspitze der Brennerlanze auszustoßen. Die Erfindung macht also von der Lehre der US 5 302 112 insoweit Gebrauch, als im spitzen Winkel aufeinander zu gerichtete Gasströme dazu eingesetzt werden, um eine flache Flamme zu erzeugen. Als Oxidationsmittel kommen dabei insbesondere Sauerstoff, Luft oder ein sauerstoffreiches Gas in Betracht. According to the invention are thus at a burner lance, at the tip of the burner Atomizer nozzle for atomizing liquid fuel and at least one Outlet opening for a primary oxidant is arranged radially on the outside at least two supply channels are provided for a secondary oxidizing agent. The supply channels for secondary oxidant each open into one acute angle to the longitudinal axis of the burner lance and serve to Pulse currents of the secondary oxidant towards a common one Eject point in front of the burner tip of the burner lance. The invention makes so use the teaching of US 5,302,112 insofar as at an acute angle gas flows directed towards each other are used to create a flat To generate flame. Oxygen in particular comes as an oxidizing agent, Air or an oxygen-rich gas.

Bevorzugt handelt es sich bei der Brennerlanze um einen eigenmediumgekühlte Brennerlanze. Eigenmediumgekühlte Brenner sind seit langem bekannt und kommen insbesondere dann zum Einsatz, wenn auf eine externe Kühlung, beispielsweise eine Wasserkühlung, aus Versorgungs- oder Sicherheitsgründen verzichtet werden muss. The burner lance is preferably a medium cooled by its own medium Burner lance. Self-cooled torches have long been known and are coming especially when used for external cooling, for example water cooling can be dispensed with for supply or safety reasons got to.

Insbesondere bei eigenmediumgekühlten Brennern ist es von Vorteil, wenn die Zerstäuberdüse zum Schutz vor der Wärmestrahlung der Flamme in einem Block aus feuerfestem Material, etwa Keramik, aufgenommen ist. In the case of burners cooled by their own medium, it is advantageous if the Atomizer nozzle to protect against heat radiation from the flame in one block made of refractory material, such as ceramic.

Um eine gute Abschirmung der Wärmestrahlung zu erreichen und zugleich die Zerstäubung des Brennstoffes nicht zu behindern, ist dabei die Brennerlanze bevorzugt zurückgesetzt in einer Ausnehmung des Blocks angeordnet, wobei sich die Ausnehmung vor der Brennerspitze - vorzugsweise konisch - aufweitet. In order to achieve a good shielding of the heat radiation and at the same time the The burner lance is not to hinder the atomization of the fuel preferably arranged recessed in a recess of the block, wherein the recess in front of the burner tip - preferably conical - widens.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Brennerspitze axial verschiebbar in der Ausnehmung des Blocks aufgenommen ist. Dadurch kann in Abhängigkeit der Brennstoff und/oder Gasströme eine Position der Brennerlanze gewählt werden, bei der eine besonders niedrige Emission von NOx-Abgasen stattfindet. An advantageous further development of the invention provides that the burner tip is accommodated in the recess of the block so as to be axially displaceable. As a result, depending on the fuel and / or gas flows, a position of the burner lance can be selected in which a particularly low emission of NO x exhaust gases takes place.

In einer weiterführenden Ausgestaltung der Erfindung ist die Austrittsöffnung für primäres Oxidationsmittel als ein sich konzentrisch zur zentralen Zerstäuberdüse angeordneter Ringspalt ausgebildet. In a further embodiment of the invention, the outlet opening is for primary oxidant as a concentric to the central atomizer nozzle arranged annular gap formed.

Vorteilhafterweise sind die Zuleitungskanäle für das sekundäre Oxidationsmittel in einem Winkel zwischen 30° und 50°, vorzugsweise etwa 40°, zueinander angeordnet. The supply channels for the secondary oxidizing agent are advantageously in an angle between 30 ° and 50 °, preferably about 40 ° to each other arranged.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Zerstäuberdüse als Zweistoff-Düse auszubilden, die mit einer Zuleitung für ein unter Druck stehendes gasförmiges Medium strömungsverbunden ist. Als gasförmiges Medium eignet sich dabei insbesondere Druckluft. An advantageous embodiment of the invention provides that the atomizer nozzle as To form a two-substance nozzle with a supply line for a pressurized gaseous medium is fluidly connected. Suitable as a gaseous medium compressed air in particular.

Beim Einsatz von reinem Sauerstoff als Oxidationsmittel wird der erfindungsgemäße Brenner bevorzugt mit einem Impulsstromverhältnis von Sauerstoff zu Brennstoff betreiben, das im Bereich von 0,5 bis 15 liegt. Das Impulsstromverhältnis von primärem zu sekundärem Sauerstoff wird vorzugsweise zwischen 5 und 15 eingestellt. When using pure oxygen as an oxidizing agent, the present invention Burners preferred with a pulse flow ratio of oxygen to fuel operate in the range of 0.5 to 15. The pulse current ratio of primary to secondary oxygen is preferably between 5 and 15 set.

Anhand der Zeichnung soll nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. An exemplary embodiment of the invention will be described in more detail below with the aid of the drawing are explained.

Die einzige Zeichnung (Figur) zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Brenners im Längsschnitt. The only drawing (figure) shows schematically the structure of a Burner according to the invention in longitudinal section.

Der Brenner 1 umfasst eine Brennerlanze 2, die im Ausführungsbeispiel für die Verbrennung eines flüssigen Brennstoffs, insbesondere Öl, mit Sauerstoff als Oxidationsmittel ausgelegt ist. The burner 1 comprises a burner lance 2 , which in the exemplary embodiment is designed for the combustion of a liquid fuel, in particular oil, with oxygen as the oxidizing agent.

In Längserstreckung der Brennerlanze 2 lässt sich ein Düsenabschnitt 3 und ein Versorgungsabschnitt 4 unterscheiden. Der Düsenabschnitt 3 umfasst dabei eine Zerstäuberdüse 5 sowie eine Austrittsdüse 8 für sogenannten primären Sauerstoff und ist einem Brennraum 7 zugewandt, innerhalb dessen sich die Flamme ausbildet. A nozzle section 3 and a supply section 4 can be distinguished in the longitudinal extension of the burner lance 2 . The nozzle section 3 comprises an atomizer nozzle 5 and an outlet nozzle 8 for so-called primary oxygen and faces a combustion chamber 7 , within which the flame forms.

Der Versorgungsabschnitt 4 umfasst mehrere, im Ausführungsbeispiel zwei, koaxial um eine zentrale Brennstoffzuführung 6 angeordnete Zuleitungen 10, 11. Die Zuleitung 10 dient dem Transport eines Zerstäubungsmediums, etwa Druckluft, die an einem Anschluss 12 zugeführt wird. Durch die Zuleitung 11 gelangt Sauerstoff aus einem hier nicht gezeigten, an einem Anschluss 13 angeschlossenen Tank zum Düsenabschnitt 3. Die Brennerlanze 2 ist im Ausführungsbeispiel eigenmediumgekühlt, d. h. sie weist keine zusätzlichen Installationen für ein Kühlmittel auf. The supply section 4 comprises a plurality of feed lines 10 , 11 arranged coaxially around a central fuel feed 6 in the exemplary embodiment. The feed line 10 is used to transport an atomizing medium, for example compressed air, which is fed in at a connection 12 . Oxygen passes through the feed line 11 from a tank (not shown here) connected to a connection 13 to the nozzle section 3 . In the exemplary embodiment, the burner lance 2 is cooled with its own medium, ie it has no additional installations for a coolant.

Die Brennstoffzuführung 6 sowie die Zuleitung 10 für das Zerstäubungsmedium münden in eine Zerstäuberdüse 5 ein. Bei der Zerstäuberdüse 5 handelt es sich um eine Zweistoffdüse, bei der die Zuleitung 10 über Durchführungen 14 mit einem erweiterten Vorderabschnitt 15 der Brennstoffzuführung 6 strömungsverbunden ist. Dem Vorderabschnitt 15 der Brennstoffzuführung 6 ist strömungstechnisch eine Verengung 17 vorgeschaltet, aus der beim bestimmungsgemäßen Einsatz der Brennstoffstrom mit hoher Geschwindigkeit in den Vorderabschnitt 15 einströmt und dort von dem aus den Durchführungen 14 eingedüsten Strom des Zerstäubermediums zerstäubt wird. An den Vorderabschnitt 15 der Brennstoffzuführung 6 schließt sich eine sich konisch erweiternde Mündungsöffnung, der sogenannte Zerstäuberkegel 16 an, innerhalb dessen sich das Brennstoff- Luftgemisch entspannt und hierdurch eine starke Volumenvergrößerung erfährt. The fuel supply 6 and the feed line 10 for the atomizing medium open into an atomizing nozzle 5 . The atomizer nozzle 5 is a two-substance nozzle in which the feed line 10 is connected in terms of flow via passages 14 with an enlarged front section 15 of the fuel feed 6 . In terms of flow technology, the front section 15 of the fuel feed 6 is preceded by a constriction 17 , from which the fuel flow flows into the front section 15 at high speed when used as intended and is atomized there by the stream of atomizing medium injected from the bushings 14 . The front section 15 of the fuel feed 6 is followed by a conically widening mouth opening, the so-called atomizing cone 16 , within which the fuel-air mixture relaxes and thereby experiences a large increase in volume.

Radial außenseitig an der Zerstäuberdüse 5 ist die als Ringspalt ausgebildete Sauerstoff-Austrittsdüse 8 angeordnet, die mit der Zuleitung 11 für primären Sauerstoff strömungsverbunden ist. Aus der Austrittsdüse 8 wird Sauerstoff in einem gegenüber dem Brennstoff stark unterstöchiometrischen Verhältnis in den Brennraum 7 zugeführt. Dieser primäre Sauerstoff dient insbesondere der Stabilisierung der sich im Brennraum 7 ausbildenden Flamme. Radially on the outside of the atomizing nozzle 5 is the oxygen outlet nozzle 8 , which is designed as an annular gap and is flow-connected to the supply line 11 for primary oxygen. Oxygen is fed into the combustion chamber 7 from the outlet nozzle 8 in a substoichiometric ratio compared to the fuel. This primary oxygen is used in particular to stabilize the flame that forms in the combustion chamber 7 .

Um die Brennerlanze 2 vor der Wärmestrahlung aus dem Innern des Brennraumes 7 möglichst wirkungsvoll zu schützen, ist die Brennerlanze 2 im Bereich ihres Düsenabschnitts 3 in einer dem Außenumfang der Brennerlanze 3 angepassten Durchführung 20 eines Keramikblocks 21 eingebaut, der beispielsweise aus Aluminiumoxid besteht. Die Brennerlanze 2 ist dabei um mindestens eine Länge B gegenüber der dem Brennraum 7 zugewandten Außenoberfläche 23 des Keramikblocks 21 zurückgezogen angeordnet. Die Länge B markiert zugleich die Tiefe einer konischen Erweiterung 22 der Durchführung 20 und bestimmt sich nach den jeweiligen Erfordernissen, insbesondere nach der im Brennraum 7 zu erwartenden Temperatur. The burner lance 2 to protect effectively as possible before the heat radiation from the interior of the combustion chamber 7, the burner lance 2 is fitted a ceramic block 21 in the region of the nozzle portion 3 in a form adapted to the outer periphery of the burner lance 3 through 20, which for example consists of aluminum oxide. The burner lance 2 is arranged withdrawn by at least a length B relative to the outer surface 23 of the ceramic block 21 facing the combustion chamber 7 . The length B also marks the depth of a conical extension 22 of the bushing 20 and is determined according to the respective requirements, in particular according to the temperature to be expected in the combustion chamber 7 .

Die Brennerlanze 2 ist axial verschiebbar in der Durchführung 20 aufgenommen. Durch die Verschiebung der Brennerlanze 2 vom Brennraum weg entsteht vor der Zerstäuberdüse 5 bzw. der Sauerstoff-Austrittsdüse 8 ein Mischbereich, der von den Wänden der Durchführung begrenzt ist. Eine innerhalb dieses Mischbereiches einsetzende Verbrennungsreaktion zwischen dem Brennstoff und dem Primärsauerstoff trägt insbesondere zur Verminderung von NOx-Emissionen bei. The burner lance 2 is axially displaceably received in the bushing 20 . The displacement of the burner lance 2 away from the combustion chamber creates a mixing area in front of the atomizer nozzle 5 or the oxygen outlet nozzle 8 which is delimited by the walls of the bushing. A combustion reaction between the fuel and the primary oxygen that begins within this mixing range contributes in particular to the reduction of NO x emissions.

Symmetrisch zur Längsachse 25 der Brennerlanze 2 sind innerhalb des Keramikblocks 21 zwei Zuführungen 26, 27 für sekundären Sauerstoff vorgesehen. Die Zuführungen 26, 27 sind jeweils um einen spitzen Winkel α/2 gegenüber der Längsachse 25 geneigt, wobei die Austrittsöffnungen 28, 29 der Zuführungen an der Außenoberfläche 23 des Keramikblocks 21 jeweils um eine Länge A von der Längsachse 25 beabstandet sind. Die Zuführungen 26, 27 sind über einen Anschluss 31 in hier nicht gezeigter Weise mit einem Sauerstofftank verbunden. Symmetrical to the longitudinal axis 25 of the burner lance 2 , two feeds 26 , 27 for secondary oxygen are provided within the ceramic block 21 . The feeds 26 , 27 are each inclined at an acute angle α / 2 with respect to the longitudinal axis 25 , the outlet openings 28 , 29 of the feeds on the outer surface 23 of the ceramic block 21 being spaced apart by a length A from the longitudinal axis 25 . The feeds 26 , 27 are connected to an oxygen tank via a connection 31 in a manner not shown here.

Beim bestimmungsgemäßem Einsatz des Brenners 1 wird flüssiger Brennstoff, etwa Öl, durch die Brennstoffzuführung 6 herangeführt, in der Zerstäuberdüse 5 mittels Druckluft zu feinen Tröpfchen zerstäubt und mit dem aus den Zuführungen 13 bzw. 26 und 27 herangeführten Sauerstoff verbrannt. Der Impulsstrom des Primärsauerstoffs, der der Austrittsdüse 8 entströmt, dient dabei zugleich zur Stabilisierung der im Brennraum 19 befindlichen Flamme. Der aus den Zuführungen 26, 27 strömende sekundäre Sauerstoff - Impulsstrom bewirkt insbesondere eine Verflachung der im Brennraum 7 befindlichen Flamme längs einer Ebene, die sich senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den Austrittsöffnungen 28 und 29 erstreckt. When the burner 1 is used as intended, liquid fuel, such as oil, is fed through the fuel feed 6 , atomized into fine droplets in the atomizer nozzle 5 by means of compressed air and burned with the oxygen supplied from the feeds 13 or 26 and 27 . The pulse flow of the primary oxygen, which flows out of the outlet nozzle 8 , also serves to stabilize the flame in the combustion chamber 19 . The secondary oxygen pulse stream flowing from the feeds 26 , 27 in particular causes the flame in the combustion chamber 7 to flatten along a plane which extends perpendicular to the connecting line between the outlet openings 28 and 29 .

Bevorzugte Werte für den Einsatz des Brenners 1 sind dabei folgende:

  • - Das Impulsstromverhältnis Sauerstoff zu Brennstoff liegt zwischen 0,5 und 15;
  • - Das Verhältnis von Primärsauerstoff zu sekundären Sauerstoff liegt zwischen 5 und 15;
  • - Der Winkel α beträgt zwischen 0° und 90°, bevorzugt sind Werte im Bereich von ungefähr 40°.
Preferred values for using burner 1 are as follows:
  • - The pulse flow ratio oxygen to fuel is between 0.5 and 15;
  • - The ratio of primary oxygen to secondary oxygen is between 5 and 15;
  • - The angle α is between 0 ° and 90 °, values in the range of approximately 40 ° are preferred.

Der Brenner 1 stellt einen eigenmediumsgekühlten Brenner für flüssigen Brennstoff, und Sauerstoff dar, der eine flache Flamme ausbildet. Insbesondere beim Einsatz in Herdöfen wird dadurch die Wärmeübertragung im Schmelzprozess gesteigert und der Wirkungsgrad damit erhöht. The burner 1 is a self-medium-cooled burner for liquid fuel and oxygen, which forms a flat flame. When used in hearth furnaces in particular, this increases the heat transfer in the melting process and thus increases efficiency.

Anstelle der eigenmediumgekühlten Brennerlanze 2 kann auch eine gekühlte Brennerlanze eingesetzt werden, wie sie beispielsweise sind in Bau und Funktionsweise im Detail in der EP 0 665 562 A2 beschrieben ist, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Auch können Brennerlanzen eingesetzt werden, die anstelle Sauerstoff mit Luft oder einem mit Sauerstoff angereichertem Gas betrieben werden. Bezugszeichenliste 1 Brenner
2 Brennerlanze
3 Düsenabschnitt
4 Versorgungsabschnitt
5 Zerstäuberdüse
6 Brennstoffzuführung
7 Brennraum
8 Austrittsdüse
9 -
10 Zuleitung (für Druckluft)
11 Zuleitung (für Sauerstoff)
12 Anschluss (für Druckluft)
13 Anschluss (für Sauerstoff)
14 Durchführung
15 Vorderabschnitt (der Brennstoffzuführung)
16 Zerstäuberkegel
17 Verengung
18 -
19 -
20 Durchführung
21 Keramikblock
22 konische Erweiterung
23 Außenoberfläche
24 -
25 Längsachse
26 Zuführung (für sekundären Sauerstoff)
27 Zuführung (für sekundären Sauerstoff)
28 Austrittsöffnung
29 Austrittsöffnung
30 -
31 Anschluss
Instead of the burner lance 2 cooled by the medium, it is also possible to use a cooled burner lance, such as are described in detail in construction and mode of operation in EP 0 665 562 A2, to which reference is expressly made here. Burner lances can also be used which are operated instead of oxygen with air or an oxygen-enriched gas. LIST OF REFERENCES 1 burner
2 burner lances
3 nozzle section
4 supply section
5 atomizer nozzle
6 fuel supply
7 combustion chamber
8 outlet nozzle
9 -
10 supply line (for compressed air)
11 supply line (for oxygen)
12 connection (for compressed air)
13 connection (for oxygen)
14 implementation
15 front section (the fuel supply)
16 atomizer cones
17 narrowing
18 -
19 -
20 implementation
21 ceramic block
22 conical extension
23 outer surface
24 -
25 longitudinal axis
26 feed (for secondary oxygen)
27 feed (for secondary oxygen)
28 outlet opening
29 outlet opening
30 -
31 connection

Claims (9)

1. Brenner mit einer Brennerlanze (2), an deren bei bestimmungsgemäßem Gebrauch einer Flamme zugewandten Brennerspitze eine Zerstäuberdüse (5) zum Zerstäuben von flüssigem Brennstoff und wenigstens eine Austrittsöffnung (8) für ein Oxidationsmittel vorgesehen ist, wobei die Zerstäuberdüse (5) mit einer Brennstoffzuleitung (6) und die Austrittsöffnung (8) mit einer koaxial zur Brennstoffzuleitung (6) angeordneten Zuleitung (11) für primäres Oxidationsmittel strömungsverbunden ist, wobei radial außenseitig zur Brennerlanze (2) wenigstens zwei Zuleitungskanäle (26, 27) für sekundäres Oxidationsmittel vorgesehen sind, die jeweils in einem spitzen Winkel zur Längsachse (25) der Brennerlanze (2) ausmünden. 1. Burner with a burner lance ( 2 ), at the burner tip facing a flame when used as intended, an atomizer nozzle ( 5 ) for atomizing liquid fuel and at least one outlet opening ( 8 ) for an oxidizing agent is provided, the atomizer nozzle ( 5 ) having a The fuel supply line ( 6 ) and the outlet opening ( 8 ) are flow-connected to a supply line ( 11 ) for primary oxidizing agent arranged coaxially to the fuel supply line ( 6 ), at least two supply channels ( 26 , 27 ) for secondary oxidizing agent being provided radially on the outside to the burner lance ( 2 ) , each opening at an acute angle to the longitudinal axis ( 25 ) of the burner lance ( 2 ). 2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennerlanze (2) vom eigenmediumgekühltem Typ ist. 2. Burner according to claim 1, characterized in that the burner lance ( 2 ) is of the self-cooled type. 3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennerlanze (2) in einem Block (21) aus feuerfestem Material, beispielsweise Keramik, aufgenommen ist. 3. Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the burner lance ( 2 ) is received in a block ( 21 ) made of refractory material, for example ceramic. 4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennerlanze um eine Länge (B) zurückgesetzt in einer Ausnehmung (22) des Blocks (21) aus feuerfestem Material aufgenommen ist, wobei sich die Ausnehmung (22) vor der Brennerspitze - vorzugsweise konisch - erweitert. 4. Burner according to claim 3, characterized in that the burner lance is set back by a length (B) in a recess ( 22 ) of the block ( 21 ) made of refractory material, the recess ( 22 ) in front of the burner tip - preferably conical - expanded. 5. Brenner nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennerlanze (2) axial verschiebbar in der Ausnehmung (22) des Blocks (21) aufgenommen ist. 5. Burner according to claim 3 or 4, characterized in that the burner lance ( 2 ) is axially displaceably received in the recess ( 22 ) of the block ( 21 ). 6. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (8) für primäres Oxidationsmittel als ein sich konzentrisch zur zentral angeordneten Zerstäuberdüse (5) angeordneter Ringspalt ausgebildet ist. 6. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet opening ( 8 ) for primary oxidizing agent is designed as an annular gap arranged concentrically to the centrally arranged atomizing nozzle ( 5 ). 7. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitungskanäle (26, 27) für sekundäres Oxidationsmittel in einem Winkel (α) zwischen 30° und 50°, vorzugsweise etwa 40°, zueinander angeordnet sind. 7. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the supply channels ( 26 , 27 ) for secondary oxidizing agent are arranged at an angle (α) between 30 ° and 50 °, preferably about 40 °, to each other. 8. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäuberdüse (5) als Zweistoff-Zerstäuberdüse ausgeführt und mit einer Zuleitung (10) für ein unter Druck stehendes gasförmiges Medium, etwa Druckluft, strömungsverbunden ist. 8. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the atomizer nozzle ( 5 ) is designed as a two-substance atomizer nozzle and is connected to the flow with a feed line ( 10 ) for a pressurized gaseous medium, such as compressed air. 9. Verfahren zum Betreiben eines Brenners (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Oxidationsmittel Sauerstoff eingesetzt wird, wobei das Impulsstromverhältnis von Sauerstoff zu Brennstoff im Bereich von 0,5 bis 15 und/oder das Impulsstromverhältnis von primärem Sauerstoff zu sekundärem Sauerstoff im Bereich zwischen 5 und 15 eingestellt wird. 9. A method for operating a burner ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that oxygen is used as the oxidizing agent, the pulse flow ratio of oxygen to fuel being in the range from 0.5 to 15 and / or the pulse flow ratio of primary oxygen secondary oxygen is set in the range between 5 and 15.
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