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EP0347834A2 - Burner head for a forced-draft gas burner - Google Patents

Burner head for a forced-draft gas burner Download PDF

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Publication number
EP0347834A2
EP0347834A2 EP89111185A EP89111185A EP0347834A2 EP 0347834 A2 EP0347834 A2 EP 0347834A2 EP 89111185 A EP89111185 A EP 89111185A EP 89111185 A EP89111185 A EP 89111185A EP 0347834 A2 EP0347834 A2 EP 0347834A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
burner
burner head
ring
head according
combustion
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.)
Granted
Application number
EP89111185A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0347834B1 (en
EP0347834A3 (en
Inventor
Walter Dreizler
Ulrich Dreizler
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6356881&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0347834(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to AT89111185T priority Critical patent/ATE89390T1/en
Publication of EP0347834A2 publication Critical patent/EP0347834A2/en
Publication of EP0347834A3 publication Critical patent/EP0347834A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0347834B1 publication Critical patent/EP0347834B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/34Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/006Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber the recirculation taking place in the combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/34Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air
    • F23D14/36Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air in which the compressor and burner form a single unit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2900/00Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/11403Flame surrounding tubes in front of burner nozzle

Definitions

  • the invention relates to a burner head for a forced gas burner according to the preamble of the main claim.
  • a known fan gas burner of this type (FR-PS 1 507 416)
  • the problem underlying such gas burners can be seen. Since the gas is supplied to the combustion chamber at a relatively low pressure, in order to achieve homogeneous mixing with the combustion air, the gas supply must be fanned out and mixed with the supplied combustion air in a suitable manner as homogeneously as possible. In addition, there is a risk with such blower gas burners that the flame breaks off, which is then automatically re-ignited, which can lead to an unpleasant pulsation.
  • this known fan gas burner is inside a baffle ring is arranged by the combustion tube, through which the flame is to be stabilized.
  • the oil burner has an oil spray cone generated by the oil burner nozzle with high flow energy, into which the combustion air is also blown with high air pressure and swirl to ensure sufficient combustion to achieve required mixing of oil mist and combustion air.
  • the swirl and baffle plates in the flame tube this naturally results in a high fuel gas velocity, which causes recirculation through the radial openings between the fuel tube and flame tube.
  • the flame tube on the side facing the combustion tube namely downstream of the recirculation openings, is expanded in order to superimpose a funnel effect on the Venturi effect.
  • the invention has for its object to develop a burner head for fan gas burners, with which the NO x components in the exhaust gas finally discharged to one A value that can be reduced is, if possible, less than 50 ppm No x .
  • This object is achieved by the burner head according to the invention with the characterizing features of the main claim.
  • This burner head according to the invention has the advantage over the known blower gas burners that in a very simple manner and without increasing the pressure of the fuel gas or the supplied combustion air and using the known effect of exhaust gas recirculation, a substantial reduction in the NO x content is possible, namely up to below 50 ppm.
  • the diameters of the combustion tube and the flame tube can advantageously be kept almost the same, although at these low speeds of the gas / air mass flow with effective exhaust gas recirculation, low NO x values, reduced CO values and a high burner output with high flame stability can be achieved.
  • the diameter of the flame head is significantly larger than that of the burner tube due to the sudden increase in volume of the gas caused by high heat development, with the consequent installation disadvantages.
  • the webs against which the flame flows can be designed in a wide variety of ways.
  • the decisive factor is that the heat flow experiences a jam with an over pressure zone upstream and a vacuum zone downstream of the web, the former causing flame stabilization and the latter initiating the recirculation of the exhaust gas.
  • the device for the fuel gas distribution in the manner of a cross-flow burner has a burner ring with a burner plate arranged transversely to the burner head axis, with radially arranged fuel gas nozzles and with axially provided through openings for the combustion air.
  • These flame zones form the root of the burner flame, which continues for a second combustion stage downstream of the webs in the flame tube.
  • the edge region of the burner ring towards the combustion tube has notches formed as slits apart from an annular gap as additional through openings for the combustion air.
  • a swirl disk for combustion air is arranged in the combustion tube upstream of the device for the fuel gas distribution.
  • this swirl disk which in a known manner has segments which are inclined against one another and which is also known as a swirl disk, causes the combustion air to receive a helical swirl movement.
  • the main result of this is that the combustion air is forced to a longer dwell time on its way to the flame root, apart from the fact that a much better mixing between fuel gas and combustion air is brought about.
  • this swirling effect of the combustion air continues through the slits down to the webs, and promotes the standing vortices which form in the flame tube due to the webs and which cause the exhaust gas recirculation.
  • these are always arranged downstream of the fuel gas nozzles or air passage openings with a correspondingly different effect.
  • the webs are arranged on a web ring, which can be designed in a wide variety of ways.
  • the webs on the inside can also be connected to each other by a ring, creating a type of perforated disc.
  • the actual combustion air blower with motor and fan wheel is not shown, but only part 2 of the gas burner housing which belongs to the burner head, i.e. which is connected directly to the boiler with the combustion chamber.
  • the combustion air is supplied to the burner head 1 in the direction of arrow I via the burner housing, which is otherwise not shown.
  • the fuel gas is fed radially to the burner head 1 here via a gas line 3 and passed on within it via a tubular distributor device 4.
  • the tubular distributor device is closed in the direction of the combustion chamber by a burner ring 5 and a burner plate 6.
  • Radial fuel gas nozzles 7 are provided between the burner plate 6 and the burner ring 5 for an exit of the fuel gas provided transversely to the burner head axis.
  • the flame roots of a short burner flame begin without additional baffles being required for this.
  • One of the air passage openings 9 is designed as an annular gap between the burner ring 5 and a burner tube 10 which is inserted over the burner ring 5 and the tubular distributor device 4 and which is plugged radially sealingly into the housing 2 of the gas burner and fastened thereon.
  • a flame tube 13 is fastened to the combustion tube 10 at a distance, which surrounds the first part of the burner flame 14 and, with the exception of the locations at which fastening tabs 15 are arranged, an annular gap 16 between the combustion tube 10 and the flame tube 13 arises, through which exhaust gases can recirculate from the combustion chamber of the boiler back into the flame tube.
  • the flame tube 13 could also have a larger diameter than the combustion tube 10.
  • the web ring 11 with the webs 12 causes a slight constriction of the flame mass flow flowing past, which results in a slight acceleration of the flow velocity with a slight deflection at the same time radially inwards, so that "standing" vortices form on the webs 12, which lead to the suction of the exhaust gases from the annular gap 16 and thus to exhaust gas recirculation, and which are also supported by the injector effect of the flame mass flow in the flame tube 13.
  • the cool combustion air flowing in on the wall of the combustion tube 10 via the air passage openings 9 is also partially guided into the flame center, whereby a reduction in the flame temperatures is achieved with the correspondingly slightly cooled, lower-oxygen, recirculating exhaust gases, with a corresponding reduction in the NO x -Share down to less than 40 ppm.
  • a swirl disk 17 is arranged in the burner head 1, which has almost the diameter of the combustion tube 10, and by means of the segments 18 of which are displaced relative to one another, a helical swirl movement of the combustion air is achieved.
  • the air passage openings 9 are provided with sections 19 which have a corresponding influence on the speed of the combustion air flow and, in conjunction with the swirl of the air flow caused by the swirl disk 17, an improvement in the torus swirls and the fuel gas / combustion air mixture preparation.
  • a free inner diameter d remains between the free ends 22 of the webs 12, which has a specific ratio to the outer diameter D and the ring width b of the outer, non-perforated section 21 of the web ring stands.
  • the webs 12 are designed as sheet metal flags of width B, which are evenly distributed with their web foot 20 and in a flat area on the outer ring section 21 of the web ring 11 and merge into section 21 in a rounded manner.
  • the length of the webs between the free ends 22 up to the web base is marked with L.
  • the through openings 23 of the web ring 11 between the webs 12 have a drop-shaped cross section which widens radially outward and is open to the inner diameter of the web ring 11.
  • the lateral boundaries of the web-shaped webs 12 are made parallel to the web foot 20, and there are also the base edges 27 of the through openings 23 through which the web feet 20 are connected to one another, straight, so that the cross section of the through holes 23 in this variant has the shape of an open trapezoid.
  • FIGS. 7 and 8 A further variant of the web ring 11 is shown in FIGS. 7 and 8, in which sheet flaps 28 are fastened in a star-shaped manner, for example spot-welded or riveted, on the web ring 28, which is also in one piece and made up of a tubular section 26 and an outer, non-perforated ring section 21.
  • the remaining passage cross section of the passage openings 23 thus formed corresponds to that of the variant shown in FIG. 4.
  • FIGS. 9 and 10 Another design of the web ring 11 is shown in FIGS. 9 and 10, in which the web ring is designed in each case as a perforated plate, with oval through openings 23 in FIG. 9 and rectangular through openings 23 in FIG. 10.
  • the burner head according to the invention works as follows: Combustion air is admixed via the air passage openings 9 and the slots 19 to the fuel gas emerging via the radially inward and outward fuel gas nozzles 7 of the burner ring 5, so that mixtures are present in the flame root, i.e. upstream of the web ring Different gas concentrations are available. While combustion takes place near the air passage openings 9 and 19 with a very large excess of air, the combustion takes place in the vicinity of the fuel gas nozzles 7 with a lack of air. In both cases, the combustion temperature therefore remains low, so that there is a very low NO x emission in each of these partial flames.
  • This vacuum zone which is open towards the annular gap 16 in accordance with the design of the web rings 11, causes the exhaust gases surrounding the combustion tube 10 and the flame tube 13 to be drawn in, so that a desired exhaust gas recirculation occurs.
  • the exhaust gas is thus conducted into the flame through the interstices formed by the webs 12 and has a lowering of the flame temperature and thus NO x reduction.
  • the CO content in the exhaust gas is reduced, quite apart from the fact that the web ring 11 brings about anchoring of the flame, which is desired in gas-blown burners, that is to say prevents the flame from being torn off.
  • This two-stage combustion with exhaust gas recirculation finally has the advantage that a forced gas burner with the burner head according to the invention can be used largely independently of the design of the combustion chamber.

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Abstract

Brennerkopf (1) für einen Gebläsegasbrenner mit einer Brenngasaufteilung (4) und einer Verbrennungsluftauf­teilung, mit radial angeordneten Brenngasdüsen (7) und axial verlaufenden Verbrennungsluftdurchgangsöff­nungen (9, 19), wobei im Bereich von Düsen (7) und Öffnungen (9, 19) die Flammwurzel gebildet wird, stromab welcher Stege (12) radial in den Flammbereich ragen. Achsgleich mit dem Brennrohr (10) ist ein Flammrohr (13) vorgesehen, wobei zwischen dem Brennrohr (10) und dem Flammrohr (13) ein Ringspalt (16) für eine Abgasrezirkulation vorgesehen ist. Burner head (1) for a blower gas burner with a fuel gas distribution (4) and a combustion air distribution, with radially arranged fuel gas nozzles (7) and axially extending combustion air passage openings (9, 19), the in the area of nozzles (7) and openings (9, 19) Flame root is formed, downstream of which webs (12) project radially into the flame area. A flame tube (13) is provided in the same axis as the combustion tube (10), an annular gap (16) for exhaust gas recirculation being provided between the combustion tube (10) and the flame tube (13).

Description

Die Erfindung geht aus von einem Brennerkopf für einen Gebläsegasbrenner nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem bekannten Gebläsegasbrenner dieser Art (FR-­PS 1 507 416) wird die derartigen Gasbrennern zugrunde­liegende Problematik ersichtlich. Da das Gas mit relativ niederem Druck der Brennkammer zugeführt wird, muß, um eine homogene Vermischung mit der Verbrennungsluft zu erreichen, die Gaszuführung aufgefächert und in geeigneter Weise mit der zugeführten Verbrennungs­luft möglichst homogen vermischt werden. Außerdem besteht bei derartigen Gebläsegasbrennern die Gefahr, daß die Flamme abreißt, die dann automatisch wieder neu gezündet wird, was zu einem unangenehmen Pulsieren führen kann. Bei diesem bekannten Gebläsegasbrenner ist innerhalb des Brennrohres ein Stauring angeordnet, durch den die Flamme stabilisiert werden soll.The invention relates to a burner head for a forced gas burner according to the preamble of the main claim. In a known fan gas burner of this type (FR-PS 1 507 416), the problem underlying such gas burners can be seen. Since the gas is supplied to the combustion chamber at a relatively low pressure, in order to achieve homogeneous mixing with the combustion air, the gas supply must be fanned out and mixed with the supplied combustion air in a suitable manner as homogeneously as possible. In addition, there is a risk with such blower gas burners that the flame breaks off, which is then automatically re-ignited, which can lead to an unpleasant pulsation. In this known fan gas burner is inside a baffle ring is arranged by the combustion tube, through which the flame is to be stabilized.

Die hohen Temperaturen, besonders bei der Verbrennung von Erdgas führt zu einem hohen NOx-Anteil im Abgas, trotz der im übrigen hervorragenden, insbesonders ruß­freien Verbrennung. Die Werte dieses Stickoxyd-Anteils liegen über dem zulässigen Grenzwert, so daß eine Redu­zierung erforderlich ist. Eine solche Reduzierung kann durch einen erhöhten Luftanteil und damit einer Redu­zierung der Flammentemperatur erzielt werden, was jedoch den Nachteil einer schlechteren Verbrennungsqualität mit sich brächte.The high temperatures, especially in the combustion of natural gas results in a high NO x content in the exhaust gas, despite the excellent the rest, especially soot-free combustion. The values of this nitrogen oxide content are above the permissible limit value, so that a reduction is necessary. Such a reduction can be achieved by an increased air content and thus a reduction in the flame temperature, which would, however, entail the disadvantage of poorer combustion quality.

Bei Gebläseölbrennern ist es bekannt (WO 86/07434), durch die Rückführung von Abgas in Art einer Abgas­rezirkulation eine Verbesserung der Giftanteile, ins­besondere Stickoxyde, im endgültig abgeführten Abgas zu erzielen, wobei zwischen Brennrohr und dem im Durch­messer etwas größeren Flammrohr Rezirkulationsöffnungen vorgesehen sind, so daß um die Flamme herum ein kühlerer Mantel aus ruckgeführten Abgasen entsteht, die sich dann wenigstens zum Teil aufgrund der hohen Turbulenz mit dem zu verbrennenden Öl-Luft-Gemisch vermischen bzw. in die brennende Flamme eindringen. Im Unterschied zum Gebläsegasbrenner ist allerdings beim Ölbrenner ein durch die Ölbrennerdüse erzeugter Ölsprühkegel hoher Strömungsenergie vorhanden, in den mit ebenfalls hohem Luftdruck und unter Drall die Verbrennungsluft geblasen wird, um die ausreichende für eine gute Verbren­ nung erforderliche Vermischung von Ölnebel und Verbren­nungsluft zu erzielen. Naturgemäß entsteht dadurch trotz Drall und Stauscheiben im Flammrohr eine hohe Brenngasgeschwindigkeit, die die Rezirkulation über die radialen Öffnungen zwischen Brennrohr und Flammrohr bewirkt. Trotzdem ist bei diesem bekannten Gebläseöl­brenner das Flammrohr auf der dem Brennrohr zugewandten Seite, und zwar stromab der Rezirkulationsöffnungen, erweitert, um so dem Venturi-Effekt einen Trichtereffekt zu überlagern.In blower oil burners, it is known (WO 86/07434) to achieve an improvement in the poisonous components, in particular nitrogen oxides, in the finally removed exhaust gas by recirculating exhaust gas in the manner of exhaust gas recirculation, recirculation openings being provided between the combustion tube and the flame tube, which is somewhat larger in diameter, so that a cooler jacket of recirculated exhaust gases is created around the flame, which then mix at least in part due to the high turbulence with the oil-air mixture to be burned or penetrate into the burning flame. In contrast to the blower gas burner, however, the oil burner has an oil spray cone generated by the oil burner nozzle with high flow energy, into which the combustion air is also blown with high air pressure and swirl to ensure sufficient combustion to achieve required mixing of oil mist and combustion air. Despite the swirl and baffle plates in the flame tube, this naturally results in a high fuel gas velocity, which causes recirculation through the radial openings between the fuel tube and flame tube. Nevertheless, in this known blower oil burner, the flame tube on the side facing the combustion tube, namely downstream of the recirculation openings, is expanded in order to superimpose a funnel effect on the Venturi effect.

Ganz anders ist die Situation bei Gebläsegasbrennern aufgrund des dort gegebenen niederen Gasdruckes. Eine Rezirkulation der beschriebenen Art könnte nicht statt­finden, da die Luftgeschwindigkeiten im Flammrohr viel zu gering sind - derartige, an sich der Rezirkulation dienende radiale Öffnungen könnten einen radialen Flamm­austritt zur Folge haben. Hinzu kämen unkontrollierbare, durch solche "Falschluftöffnungen" bewirkte Pulsationen, die nicht nur eine erhebliche Geräuschentwicklung zur Folge haben könnten, sondern auch den Sicherheitsvor­schriften nicht genügen, welche auf dem Gebiet der Gebläsegasbrenner bekanntlich sehr streng sind.The situation is very different for fan gas burners due to the low gas pressure there. A recirculation of the type described could not take place, since the air velocities in the flame tube are far too low - such radial openings, which in themselves serve the purpose of recirculation, could result in a radial flame escape. In addition, there would be uncontrollable pulsations caused by such "false air openings", which could not only result in considerable noise, but also do not meet the safety regulations, which are known to be very strict in the field of fan gas burners.

Zugrundeliegende AufgabeUnderlying task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner­kopf für Gebläsegasbrenner zu entwickeln, mit dem die NOx-Anteile im endgültig abgeführten Abgas auf einen Wert reduzierbar sind, der möglichst unter 50 ppm Nox liegt. Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Brennerkopf mit den kennzeichnenden Merkmalen des Haupt­anspruchs gelöst.The invention has for its object to develop a burner head for fan gas burners, with which the NO x components in the exhaust gas finally discharged to one A value that can be reduced is, if possible, less than 50 ppm No x . This object is achieved by the burner head according to the invention with the characterizing features of the main claim.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Dieser erfindungsgemäße Brennerkopf hat gegenüber den bekannten Gebläsegasbrennern den Vorteil, daß in sehr einfacher Art und ohne Erhöhung des Druckes des Brenn­gases oder der zugeführten Verbrennungsluft sowie unter Ausnutzung der an sich bekannten Wirkung einer Abgasre­zirkulation eine wesentliche Senkung des NOx-Anteiles möglich ist, nämlich bis unter 50 ppm. Vorteilhafterweise können die Durchmesser von Brennrohr und Flammrohr nahezu gleich gehalten werden, obwohl bei diesen niedri­gen Geschwindigkeiten des Gas/Luft-Massenstroms bei wirksamer Abgasrezirkulation niedrige NOx-Werte, vermin­derte CO-Werte und eine hohe Brennerleistung mit gleich­zeitig hoher Flammstabilität erzielbar sind. Bei den bekannten Brennerköpfen ist der Durchmesser des Flamm­kopfes wegen der plötzlichen durch große Hitzeentwicklung gegebenen Volumenvergrößerung des Gases wesentlich größer als der des Brennrohres mit den dadurch vorhan­denen Einbaunachteilen.This burner head according to the invention has the advantage over the known blower gas burners that in a very simple manner and without increasing the pressure of the fuel gas or the supplied combustion air and using the known effect of exhaust gas recirculation, a substantial reduction in the NO x content is possible, namely up to below 50 ppm. The diameters of the combustion tube and the flame tube can advantageously be kept almost the same, although at these low speeds of the gas / air mass flow with effective exhaust gas recirculation, low NO x values, reduced CO values and a high burner output with high flame stability can be achieved. In the known burner heads, the diameter of the flame head is significantly larger than that of the burner tube due to the sudden increase in volume of the gas caused by high heat development, with the consequent installation disadvantages.

Die von der Flamme angeströmten Stege können in unter­schiedlichster Art ausgebildet sein. Maßgebend ist, daß der Hitzestrom einen Stau erfährt mit einer Über­ druckzone stromauf und einer Unterdruckzone stromab des Steges, wobei ersteres eine Flammstabilisierung bewirkt und letzteres die Rezirkulation des Abgases in Gang bringt.The webs against which the flame flows can be designed in a wide variety of ways. The decisive factor is that the heat flow experiences a jam with an over pressure zone upstream and a vacuum zone downstream of the web, the former causing flame stabilization and the latter initiating the recirculation of the exhaust gas.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Einrichtung für die Brenngasaufteilung in Art eines Kreuzstrombrenners einen quer zur Brennerkopf­achse angeordneten Brennerring mit Brennerplatte auf, mit radial angeordneten Brenngasdüsen und mit axial vorgesehenen Durchgangsöffnungen für die Verbrennungs­luft. Hierdurch bilden sich stromab des Brennerrings sogenannte Toruswirbel sowie Flammzonen nahe der Brenn­gasdüsen mit unter Luftmangel ablaufender Verbrennung und Flammzonen nahe der Durchgangsöffnungen mit einer Verbrennung unter Luftüberschuß, obowohl eine intensive Durchmischung der aus den Brenngasdüsen austretenden Gassträhnen mit der rotierenden Verbrennungsluft vorhan­den ist. Diese Flammzonen bilden die Wurzel der Bren­nerflamme, die sich für eine zweite Verbrennungsstufe stromab der Stege im Flammrohr fortsetzt.According to an advantageous embodiment of the invention, the device for the fuel gas distribution in the manner of a cross-flow burner has a burner ring with a burner plate arranged transversely to the burner head axis, with radially arranged fuel gas nozzles and with axially provided through openings for the combustion air. This creates so-called torus vortices downstream of the burner ring, as well as flame zones near the fuel gas nozzles with combustion that runs out of air and flame zones near the passage openings with combustion with excess air, although there is an intensive mixing of the gas streams emerging from the fuel gas nozzles with the rotating combustion air. These flame zones form the root of the burner flame, which continues for a second combustion stage downstream of the webs in the flame tube.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Randbereich des Brennerrings zum Brennrohr hin außer einem Ringspalt als Scharten ausge­bildete Aussparungen als zusätzliche Durchgangsöffnungen für die Verbrennungsluft auf. Durch diese Scharten, die gemäß einer Ausgestaltung etwa ein Viertel bis ein Drittel des Abstandes haben, den die einzelnen Brenngasdüsen in der äußeren, den Scharten zugewandten Reihe des Brennerrings zueinander aufweisen, bewirken eine Veränderung, insbesondere Vergrößerung, der Luftge­schwindigkeit und damit Intensivierung der Toruswirbel, was eine Verbesserung der Vermischung von Brenngas und Brennluft zur Folge hat.According to a further advantageous embodiment of the invention, the edge region of the burner ring towards the combustion tube has notches formed as slits apart from an annular gap as additional through openings for the combustion air. Through these nicks, which according to one embodiment, about a quarter to have a third of the distance between the individual fuel gas nozzles in the outer row of the burner ring facing the nicks, cause a change, in particular enlargement, the air speed and thus intensification of the torus vortex, which results in an improvement in the mixing of fuel gas and combustion air .

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist stromauf der Einrichtung für die Brenngas­aufteilung eine Wirbelscheibe für Verbrennungsluft im Brennrohr angeordnet. Durch diese Wirbelscheibe, die in bekannter Weise schräg gegeneinander gestellte Segmente aufweist, und die für sich auch als Drall­scheibe bekannt ist, bewirkt, daß die Verbrennungsluft eine schraubenförmige Drallbewegung erhält. Hierdurch wird vor allem erreicht, daß die Verbrennungsluft bei ihrem Weg bis zur Flammenwurzel hin zu einer längeren Verweilzeit gezwungen ist, abgesehen davon, daß eine wesentlich bessere Vermischung zwischen Brenngas und Brennluft bewirkt wird. In Kombination mit der durch die Scharten bewirkten erhöhten Luftgeschwindigkeit setzt sich diese Drallwirkung der Verbrennungsluft durch die Scharten bis hin zu den Stegen fort, und fördert den im Flammrohr aufgrund der Stege sich bilden­den stehenden Wirbel, durch welchen die Abgasrezirku­lation bewirkt wird. Bei bekannten Drallscheiben sind diese stets stromab der Brenngasdüsen bzw. Luftdurch­gangsöffnungen angeordnet mit einer entsprechend anderen Wirkung.According to a further advantageous embodiment of the invention, a swirl disk for combustion air is arranged in the combustion tube upstream of the device for the fuel gas distribution. By means of this swirl disk, which in a known manner has segments which are inclined against one another and which is also known as a swirl disk, causes the combustion air to receive a helical swirl movement. The main result of this is that the combustion air is forced to a longer dwell time on its way to the flame root, apart from the fact that a much better mixing between fuel gas and combustion air is brought about. In combination with the increased air speed caused by the slits, this swirling effect of the combustion air continues through the slits down to the webs, and promotes the standing vortices which form in the flame tube due to the webs and which cause the exhaust gas recirculation. In known swirl disks, these are always arranged downstream of the fuel gas nozzles or air passage openings with a correspondingly different effect.

Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung sind die Stege an einem Stegring angeordnet, der in unterschied­lichster Weise ausgebildet sein kann. So können auch die Stege auf der Innenseite durch einen Ring miteinander verbunden sein, wodurch eine Art Lochscheibe entsteht.According to further embodiments of the invention, the webs are arranged on a web ring, which can be designed in a wide variety of ways. The webs on the inside can also be connected to each other by a ring, creating a type of perforated disc.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention can be found in the following description, the drawing and the claims.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in mehreren Varianten in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

  • Fig. 1 den Brennerkopf im Längsschnitt,
  • Fig. 2 einen Teilschnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1,
  • Fig. 3 die Draufsicht auf die Stegscheibe des Ausführungsbeispiels,
  • Fig. 4 die Draufsicht auf eine Variante dieser
  • Stegscheibe,
  • Fig. 5 u. 6 jeweils einen Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 3 in zwei Varianten,
  • Fig. 7 eine weitere Variante der Steggestaltung in der Draufsicht,
  • Fig. 8 einen Schnitt durch die Variante in Fig. 7 gemäß der Linie VIII-VIII in Fig. 7 und
  • Fig. 9 u. 10 zwei Varianten der Stegscheibe in teilweiser Darstellung in der Draufsicht als Loch­scheiben.
An embodiment of the object of the invention is shown in several variants in the drawing and described in more detail below. Show it:
  • 1 shows the burner head in longitudinal section,
  • 2 shows a partial section along line II-II in FIG. 1,
  • 3 shows the top view of the web washer of the exemplary embodiment,
  • Fig. 4 is a plan view of a variant of this
  • Washer,
  • Fig. 5 u. 6 in each case a section along the line VV in FIG. 3 in two variants,
  • 7 shows a further variant of the web design in a top view,
  • Fig. 8 shows a section through the variant in Fig. 7 along the line VIII-VIII in Fig. 7 and
  • Fig. 9 u. 10 two variants of the web washer in partial representation in plan view as perforated washers.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Brennerkopf 1 eines Gebläsegasbrenners ist das eigentliche Verbrennungsluft­gebläse mit Motor und Ventilatorrad nicht dargestellt, sondern lediglich der Teil 2 des Gasbrennergehäuses, der zum Brennerkopf gehört, also der unmittelbar an den Heizkessel mit Brennraum angeschlossen wird. Die Verbrennungsluft wird über das im übrigen nicht darge­stellte Brennergehäuse in Richtung des Pfeiles I dem Brennerkopf 1 zugeführt. Das Brenngas wird über eine Gasleitung 3 hier radial dem Brennerkopf 1 zugeführt und innerhalb desselben über eine rohrförmige Verteiler­einrichtung 4 weitergeleitet. Die rohrförmige Verteiler­einrichtung ist in Richtung Brennraum durch einen Bren­nerring 5 sowie eine Brennerplatte 6 abgeschlossen. Zwischen der Brennerplatte 6 und dem Brennerring 5 sind radiale Brenngasdüsen 7 vorhanden für einen quer zur Brennerkopfachse vorgesehenen Austritt des Brenn­gases. An dem Brennerring 5 sind auf der von der Ver­brennungsluft angeströmten Seite Kanten 8 an Luftdurch­gangsöffnungen 9 vorhanden, wobei diese Kanten 8 so­genannte Toruswirbel erzeugen, in die die aus den Brenn­gasdüsen 7 austretenden Brenngassträhnen angesaugt werden und intensiv mit der rotierenden Verbrennungsluft vermischt werden. In diesem Bereich der in Fig. 1 ange­deuteten Wirbel stromab des Brennerrings beginnen die Flammenwurzeln einer kurzen Brennerflamme, ohne daß dafür zusätzliche Staubleche erforderlich sind. Eine der Luftdurchgangsöffnungen 9 ist als Ringspalt ausge­bildet zwischen dem Brennerring 5 und einem über den Brennerring 5 und die rohrförmige Verteilereinrich­tung 4 gesteckten Brennrohr 10, das in das Gehäuse 2 des Gasbrenners radial dichtend gesteckt und an diesem befestigt ist.In the burner head 1 of a fan gas burner shown in Fig. 1, the actual combustion air blower with motor and fan wheel is not shown, but only part 2 of the gas burner housing which belongs to the burner head, i.e. which is connected directly to the boiler with the combustion chamber. The combustion air is supplied to the burner head 1 in the direction of arrow I via the burner housing, which is otherwise not shown. The fuel gas is fed radially to the burner head 1 here via a gas line 3 and passed on within it via a tubular distributor device 4. The tubular distributor device is closed in the direction of the combustion chamber by a burner ring 5 and a burner plate 6. Radial fuel gas nozzles 7 are provided between the burner plate 6 and the burner ring 5 for an exit of the fuel gas provided transversely to the burner head axis. On the burner ring 5 there are edges 8 on air passage openings 9 on the side against which the combustion air flows, these edges 8 producing so-called toroidal vortices into which the fuel gas strands emerging from the fuel gas nozzles 7 are sucked and are mixed intensively with the rotating combustion air. In this region of the vortices indicated in FIG. 1 downstream of the burner ring, the flame roots of a short burner flame begin without additional baffles being required for this. One of the air passage openings 9 is designed as an annular gap between the burner ring 5 and a burner tube 10 which is inserted over the burner ring 5 and the tubular distributor device 4 and which is plugged radially sealingly into the housing 2 of the gas burner and fastened thereon.

Auf dem dem Brennraum zugewandten Ende des Brennrohrs 10 ist an diesem ein Stegring 11 befestigt, der radial nach innen in die Flamme ragende Stege 12 aufweist. Mit Abstand ist an dem Brennrohr 10 ein Flammrohr 13, hier beispielhaft gleichen Durchmessers befestigt, welches den ersten Teil der Brennerflamme 14 umhüllt und wobei, ausgenommen an den Stellen, an denen Befesti­gungslaschen 15 angeordnet sind, ein Ringspalt 16 zwi­schen dem Brennrohr 10 und dem Flammrohr 13 entsteht, durch den aus der Brennkammer des Kessels Abgase wieder in das Flammrohr rezirkulieren können. Das Flammrohr 13 könnte auch einen größeren Durchmesser haben als das Brennrohr 10.On the end of the combustion tube 10 facing the combustion chamber, a web ring 11 is fastened thereon, which has webs 12 projecting radially inwards into the flame. A flame tube 13, here of the same diameter as an example, is fastened to the combustion tube 10 at a distance, which surrounds the first part of the burner flame 14 and, with the exception of the locations at which fastening tabs 15 are arranged, an annular gap 16 between the combustion tube 10 and the flame tube 13 arises, through which exhaust gases can recirculate from the combustion chamber of the boiler back into the flame tube. The flame tube 13 could also have a larger diameter than the combustion tube 10.

Der Stegring 11 mit den Stegen 12 bewirkt eine leichte Einschnürung des vorbeiströmenden Flammenmassenstroms, was eine leichte Beschleunigung der Strömungsgeschwindig­keit zur Folge hat, bei gleichzeitiger leichter Ablenkung radial nach innen, so daß sich an den Stegen 12 "stehen­de" Wirbel bilden, die zur Ansaugung der Abgase aus dem Ringspalt 16 und somit zur Abgasrezirkulation führen, und die zudem durch die Injektorwirkung des Flammen­massenstroms im Flammrohr 13 unterstützt werden. Durch den Stegring 11 wird außerdem die an der Wand des Brenn­rohres 10 über die Luftdurchgangsöffnungen 9 zuströmende kühle Verbrennungsluft teilweise in das Flammzentrum geleitet, wodurch mit den ebenfalls zwischenzeitlich leicht abgekühlten sauerstoffärmeren rezirkulierenden Abgasen eine Absenkung der Flammentemperaturen erzielt wird, mit der entsprechenden Reduzierung des NOx-Anteils bis zu unter 40 ppm.The web ring 11 with the webs 12 causes a slight constriction of the flame mass flow flowing past, which results in a slight acceleration of the flow velocity with a slight deflection at the same time radially inwards, so that "standing" vortices form on the webs 12, which lead to the suction of the exhaust gases from the annular gap 16 and thus to exhaust gas recirculation, and which are also supported by the injector effect of the flame mass flow in the flame tube 13. Through the web ring 11, the cool combustion air flowing in on the wall of the combustion tube 10 via the air passage openings 9 is also partially guided into the flame center, whereby a reduction in the flame temperatures is achieved with the correspondingly slightly cooled, lower-oxygen, recirculating exhaust gases, with a corresponding reduction in the NO x -Share down to less than 40 ppm.

Stromauf der Verteilereinrichtung 4 ist im Brennerkopf 1 eine Wirbelscheibe 17 angeordnet, die nahezu den Durchmesser des Brennrohres 10 aufweist, und durch deren schräg zueinander verstellte Segmente 18 eine schraubenförmige Drallbewegung der Verbrennungsluft erzielt wird.Upstream of the distributor device 4, a swirl disk 17 is arranged in the burner head 1, which has almost the diameter of the combustion tube 10, and by means of the segments 18 of which are displaced relative to one another, a helical swirl movement of the combustion air is achieved.

Wie Fig. 2 entnehmbar ist, sind im Randbereich des Brennerrings 5 die Luftdurchgangsöffnungen 9 abschnitts­weise vergrößernde Scharten 19 vorgesehen, die einen entsprechenden Einfluß auf die Geschwindigkeit des Verbrennungsluftstroms haben und in Verbindung mit der durch die Wirbelscheibe 17 bewirkten Drall des Luftstroms eine Verbesserung der Toruswirbel und der Brenngas/Verbrennungsluftgemischaufbereitung bewirken.As can be seen in FIG. 2, in the edge region of the burner ring 5, the air passage openings 9 are provided with sections 19 which have a corresponding influence on the speed of the combustion air flow and, in conjunction with the swirl of the air flow caused by the swirl disk 17, an improvement in the torus swirls and the fuel gas / combustion air mixture preparation.

Bei dem in Fig. 3 in der Draufsicht dargestellten Steg­ring 11 mit Stegen 12 verbleibt zwischen den freien Enden 22 der Stege 12 ein freier Innendurchmesser d, welcher in einem bestimmten Verhältnis zum Außendurch­messer D und zur Ringbreite b des äußeren, nicht durch­brochenen Abschnitts 21 des Stegrings steht. Die Stege 12 sind als Blechfahnen der Breite B ausgebildet, die mit ihrem Stegfuß 20 gleichmäßig und in einer ebenen Fläche am äußeren Ringabschnitt 21 des Stegringes 11 verteilt sind und abgerundet in den Abschnitt 21 über­gehen. Die Länge der Stege zwischen den freien Enden 22 bis hin zum Stegfuß ist mit L begzeichnet. Durch diese Gestaltung weisen die Durchgangsöffnungen 23 des Stegrings 11 zwischen den Stegen 12 einen tropfen­förmigen, sich radial nach außen erweiternden und zum Innendurchmesser des Stegrings 11 offenen Querschnitt auf.In the web ring 11 with webs 12 shown in plan view in FIG. 3, a free inner diameter d remains between the free ends 22 of the webs 12, which has a specific ratio to the outer diameter D and the ring width b of the outer, non-perforated section 21 of the web ring stands. The webs 12 are designed as sheet metal flags of width B, which are evenly distributed with their web foot 20 and in a flat area on the outer ring section 21 of the web ring 11 and merge into section 21 in a rounded manner. The length of the webs between the free ends 22 up to the web base is marked with L. As a result of this design, the through openings 23 of the web ring 11 between the webs 12 have a drop-shaped cross section which widens radially outward and is open to the inner diameter of the web ring 11.

In den Fig. 5 und 6 ist je ein Schnitt durch den Stegring 11 gemäß der Linie V-V gezeigt, wobei entnehmbar ist, daß die Stege 12 in ihrem Längsverlauf einen Knick aufweisen, so daß sie einen rechtwinklig zur Brennerkopf­achse verlaufenden Endabschnitt 24 und einen schräg zur Brennerkopfachse verlaufenden Fußabschnitt 25 auf­weisen. Der Fußabschnitt 25 geht in den kegelförmigen äußeren Ringabschnitt 21 über, an den sich ein zylin­drischer Rohrabschnitt 26 anschließt, mit welchem der Stegring 11 an das Brennrohr 10 gesteckt ist. Bei der in Fig. 5 dargestellten Variante ist dieser Rohrab­schnitt 26 im Durchmesser größer als das Brennrohr 10 und ist somit auf dieses gesteckt, hingegen bei der Variante nach Fig. 6 ist dieser Rohrabschnitt 26 kleiner im Durchmesser und damit in das Brennrohr 10 gesteckt und an diesem befestigt. Für die gewünschte Abgasrezirkulation bei gleichzeitiger Erhaltung der günstigen Verbrennung spielt die Zuordnung der einzelnen Abmessungen D, d, L, B, b, die Neigung des Fußabschnitts 25 und die des äußeren Ringabschnittes 21 eine maß­gebliche Rolle.5 and 6, a section through the web ring 11 according to the line VV is shown, wherein it can be seen that the webs 12 have a kink in their longitudinal course, so that they have an end section 24 extending at right angles to the burner head axis and an inclined to Have burner head axis extending foot portion 25. The foot section 25 merges into the conical outer ring section 21, which is adjoined by a cylindrical pipe section 26 with which the web ring 11 is plugged onto the fuel pipe 10. In the variant shown in FIG. 5, this pipe section 26 is larger in diameter than the combustion pipe 10 and is thus plugged onto this, however, in the variant according to FIG. 6, this pipe section 26 is smaller in diameter and thus plugged into the fuel pipe 10 and fastened to it. The assignment of the individual dimensions D, D, L, B, B, the inclination of the foot section 25 and that of the outer ring section 21 play a decisive role in the desired exhaust gas recirculation while maintaining the favorable combustion.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Variante des Stegrings 11 mit Stegen 12 sind die seitlichen Begrenzungen der blechfahnenförmigen Stege 12 bis zum Stegfuß 20 hin parallel ausgebildet, und es sind auch die Grundkanten 27 der Durchgangsöffnungen 23, durch die die Stegfüße 20 miteinander verbunden sind, geradlinig ausgeführt, so daß der Querschnitt der Durchgangsöffnungen 23 bei dieser Variante die Form eines oben offenen Trapezes hat.In the variant of the web ring 11 with webs 12 shown in FIG. 4, the lateral boundaries of the web-shaped webs 12 are made parallel to the web foot 20, and there are also the base edges 27 of the through openings 23 through which the web feet 20 are connected to one another, straight, so that the cross section of the through holes 23 in this variant has the shape of an open trapezoid.

Eine weitere Variante des Stegringes 11 ist in den Figuren 7 und 8 gezeigt, bei dem an dem ebenfalls ein­teiligen, aus Rohrabschnitt 26 und äußerem, nicht durch­brochenen Ringabschnitt 21 gebildeten Stegring Blech­lappen 28 sternförmig nach innen ragend befestigt, z.B. punktgeschweißt oder angenietet, sind. Der ver­bleibende Durchgangsquerschnitt der so gebildeten Durch­gangsöffnungen 23 entspricht jenen der in Fig. 4 darge­stellten Variante.A further variant of the web ring 11 is shown in FIGS. 7 and 8, in which sheet flaps 28 are fastened in a star-shaped manner, for example spot-welded or riveted, on the web ring 28, which is also in one piece and made up of a tubular section 26 and an outer, non-perforated ring section 21. The remaining passage cross section of the passage openings 23 thus formed corresponds to that of the variant shown in FIG. 4.

Eine andere Gestaltung des Stegrings 11 ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt, bei denen der Stegring jeweils als Lochblech ausgebildet ist, mit in Fig. 9 ovalen Durchgangsöffnungen 23 und in Fig. 10 rechteckigen Durchgangsöffnungen 23.Another design of the web ring 11 is shown in FIGS. 9 and 10, in which the web ring is designed in each case as a perforated plate, with oval through openings 23 in FIG. 9 and rectangular through openings 23 in FIG. 10.

Der erfindungsgemäße Brennerkopf arbeitet wie folgt: dem über die radial nach innen und außen verlaufenden Brenngasdüsen 7 des Brennerrings 5 austretenden Brenngas wird Verbrennungsluft über die Luftdurchgangsöffnungen 9 und die Scharten 19 zugemischt, so daß in der Flamm­wurzel, also stromauf des Stegringes, für die Verbrennung Gemische zur Verfügung stehen unterschiedlicher Gaskon­zentration. Während nahe der Luftdurchgangsöffnungen 9 und 19 mit sehr hohem Luftüberschuß verbrannt wird, erfolgt die Verbrennung in der Nähe der Brenngasdüsen 7 unter Luftmangel. In beiden Fällen bleibt deshalb die Verbrennungstemperatur niedrig, so daß eine sehr geringe NOx-Emission bei jedem dieser Teilflammen be­steht. Erst im anschließenden Flammrohr 13 erfolgt die endgültige, vollständige Verbrennung mit der ge­wünschten Verminderung des CO-Anteils im Abgas. Da die Verbrennungsluft über die Wirbelscheibe 17 zusätzlich verdrallt wird, besteht eine Intensivierung bei der Vermischung des einerseits zu mageren, andererseits zu fetten Gasluftgemisches, so daß eine für das ge­wünschte Ziel noch ausreichende Verbrennung stromauf des Stegringes 11 erreicht wird. Durch das über die Scharten 19 erreichte luftimpulsartige Auftreffen der über die Wirbelscheibe 17 gedrallten Flamme auf den Stegring 11 mit den Stegen 12 wird stromauf des Steg­ringes an dessen der Strömung entgegenstehenden Flächen eine Überdruckzone bewirkt, der auf der Stromabseite eine Unterdruckzone folgt. Diese Unterdruckzone, die entsprechend der Gestaltung der Stegringe 11 zum Ring­spalt 16 hin offen ist, bewirkt ein Hereinziehen der das Brennrohr 10 und das Flammrohr 13 umgebenden Abgase, so daß eine gewünschte Abgasrezirkulation entsteht. Das Abgas wird somit durch die durch die Stege 12 gebil­deten Zwischenräume in die Flamme hineingeleitet und wirkt flammtemperatursenkend und dadurch NOx-mindernd. Außerdem wird auch der CO-Anteil im Abgas vermindert, ganz abgesehen davon, daß der Stegring 11 eine bei Gasgebläsebrennern erwünschte Verankerung der Flamme bewirkt, also ein Abreißen der Flamme verhindert. End­gültig ergibt sich aus dieser Zweistufenverbrennung mit Abgasrezirkulation der Vorteil, daß ein Gebläsegas­brenner mit dem erfindungsgemäßen Brennerkopf weitgehend unabhängig von der Gestaltung des Feuerraums eingesetzt werden kann.The burner head according to the invention works as follows: Combustion air is admixed via the air passage openings 9 and the slots 19 to the fuel gas emerging via the radially inward and outward fuel gas nozzles 7 of the burner ring 5, so that mixtures are present in the flame root, i.e. upstream of the web ring Different gas concentrations are available. While combustion takes place near the air passage openings 9 and 19 with a very large excess of air, the combustion takes place in the vicinity of the fuel gas nozzles 7 with a lack of air. In both cases, the combustion temperature therefore remains low, so that there is a very low NO x emission in each of these partial flames. It is only in the subsequent flame tube 13 that the final, complete combustion takes place with the desired reduction in the CO content in the exhaust gas. Since the combustion air is additionally swirled via the swirl disk 17, there is an intensification in the mixing of the gas-air mixture, which is on the one hand too lean and on the other hand too rich, so that combustion which is still sufficient for the desired goal is achieved upstream of the web ring 11. Due to the air impulse-like impingement reached via the naps 19, the flame swirling over the swirl disk 17 on the Web ring 11 with webs 12 creates an overpressure zone upstream of the web ring on the surfaces opposing the flow, which is followed by a vacuum zone on the downstream side. This vacuum zone, which is open towards the annular gap 16 in accordance with the design of the web rings 11, causes the exhaust gases surrounding the combustion tube 10 and the flame tube 13 to be drawn in, so that a desired exhaust gas recirculation occurs. The exhaust gas is thus conducted into the flame through the interstices formed by the webs 12 and has a lowering of the flame temperature and thus NO x reduction. In addition, the CO content in the exhaust gas is reduced, quite apart from the fact that the web ring 11 brings about anchoring of the flame, which is desired in gas-blown burners, that is to say prevents the flame from being torn off. This two-stage combustion with exhaust gas recirculation finally has the advantage that a forced gas burner with the burner head according to the invention can be used largely independently of the design of the combustion chamber.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features shown in the description, the following claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

BezugszahlenlisteList of reference numbers

  • 1 Brennerkopf1 burner head
  • 2 Gehäuseteil2 housing part
  • 3 Gasleitung3 gas pipe
  • 4 rohrförmige Verteilereinrichtung4 tubular distributor device
  • 5 Brennerring5 burner ring
  • 6 Brennerplatte6 burner plate
  • 7 Brenngasdüsen7 fuel gas nozzles
  • 8 Kanten8 edges
  • 9 Luftdurchgangsöffnungen9 air vents
  • 10 Brennrohr10 fuel tube
  • 11 Stegring11 web ring
  • 12 Stege12 bridges
  • 13 Flammrohr13 flame tube
  • 14 Brennerflamme14 burner flame
  • 15 Befestigungslaschen15 fastening straps
  • 16 Ringspalt16 annular gap
  • 17 Wirbelscheibe17 vertebral disc
  • 18 Segmente18 segments
  • 19 Scharten19 nicks
  • 20 Stegfuß20 bridge foot
  • 21 äußerer, nicht durchbrochener (Ring)Abschnitt,21 outer, non-perforated (ring) section,
  • 22 freie Enden von 1222 free ends of 12
  • 23 Durchgangsöffnung23 through opening
  • 24 Endabschnitt24 end section
  • 25 Fußabschnitt25 foot section
  • 26 Rohrabschnitt26 pipe section
  • 27 Grundkante27 base edge
  • 28 Blechlappen28 sheet rags

Claims (16)

1. Brennerkopf für einen Gebläsegasbrenner mit einem eine Einrichtung für die Brenngasaufteilung und die Verbrennungsluftaufteilung, sowie Brenngasdüsen und Luftdurchgangsöffnungen aufnehmenden Brennrohr und mit einem sich an das Brennrohr anschließenden Flammrohr, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Brennrohr (10) und Flammrohr (13) mindestens eine radiale, der Abgasrezirkulation dienende Öffnung (16) vorhanden ist, und daß im Wurzelbereich der Flamme zwischen Brennrohr (10) und Flammrohr (13) stromauf der radialen Öffnung (16), aber stromab der Brenngasdüsen (7) und Luftdurchgangsöffnungen (9, 19) quer zur Brennerkopflängsachse radial nach innen ragende Stege (12) vorgesehen sind.1. Burner head for a fan gas burner with a device for the combustion gas distribution and the combustion air distribution, as well as combustion gas nozzles and air passage openings receiving combustion tube and with a flame tube adjoining the combustion tube, characterized in that at least one radial between the combustion tube (10) and the flame tube (13) , Exhaust gas recirculation opening (16) is present, and that in the root region of the flame between the combustion tube (10) and flame tube (13) upstream of the radial opening (16), but downstream of the fuel gas nozzles (7) and air passage openings (9, 19) to the burner head longitudinal axis radially inwardly projecting webs (12) are provided. 2. Brennerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Brenngasaufteilung in Art eines Kreuzstrombrenners einen quer zur Brennerkopfachse angeordneten Brennerring (5) mit Brennerplatte (6) aufweist, mit radial angeordneten Brenngasdüsen (7) und mit axial vorgesehenen Luft­durchgangsöffnungen (9).2. Burner head according to claim 1, characterized in that the device for the fuel gas distribution in the manner of a cross-flow burner has a burner ring (5) arranged transversely to the burner head axis with burner plate (6), with radially arranged fuel gas nozzles (7) and with axially provided air passage openings (9 ). 3. Brennerkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich des Brennerrings (5) zum Brenn­rohr (10) hin neben einem Ringspalt als Scharten (19) ausgebildete Aussparungen als zusätzliche Luftdurchgangsöffnungen für die Verbrennungsluft aufweist.3. Burner head according to claim 2, characterized in that the edge region of the burner ring (5) to the burner tube (10) in addition to an annular gap formed as nicks (19) recesses as additional air passage openings for the combustion air. 4. Brennerkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharten (19) eine lichte Weite von ein Viertel bis ein Drittel des Abstandes haben, den die Brenngasdüsen (7) in der äußeren, den Scharten (19) zugewandten Reihe des Brennerrings (5) zu­einander aufweisen.4. Burner head according to claim 3, characterized in that the nicks (19) have a clear width of a quarter to a third of the distance that the fuel gas nozzles (7) in the outer, the nicks (19) facing row of the burner ring (5th ) to each other. 5. Brennerkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß stromauf der Einrichtung für die Brenngasaufteilung (4) eine Wirbelscheibe (17) für die Verbrennungsluft im Brennrohr (10) angeordnet ist.5. Burner head according to one of the preceding claims, characterized in that a swirl plate (17) for the combustion air in the combustion tube (10) is arranged upstream of the device for the fuel gas distribution (4). 6. Brennerkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (12) in Rich­tung der die Durchgangsöffnungen (9, 19) durchströ­menden Verbrennungsluft als Stauflächen angeordnet sind.6. burner head according to one of the preceding claims, characterized in that the webs (12) are arranged in the direction of the combustion air flowing through the through openings (9, 19) as storage areas. 7. Brennerkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (12) Teil eines Stegringes (11) sind, mit einem äußeren, nicht durchbrochenen Ringabschnitt (21) und mit zwischen den Stegen (12) und dem Ringabschnitt (21) vorhandenem Durchgangsöffnungen (23) bestimmten Querschnitts.7. Burner head according to one of the preceding claims, characterized in that the webs (12) are part of a web ring (11) with an outer, non-perforated ring section (21) and with between the webs (12) and the ring section (21) existing through openings (23) certain cross-section. 8. Brennerkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stegring (11) eine zentrale Öffnung aufweist.8. Burner head according to claim 7, characterized in that the web ring (11) has a central opening. 9. Brennerkopf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Stegring (11) radial nach außen durch einen zylindrischen Rohrabschnitt (26) begrenzt ist, der dem Durchmesser des Brennrohres (10) ent­spricht und an diesem befestigt ist.9. Burner head according to claim 7 or 8, characterized in that the web ring (11) is delimited radially outwards by a cylindrical tube section (26) which corresponds to the diameter of the fuel tube (10) and is fastened to it. 10. Brennerkopf nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Begrenzungskanten der Stege (12) parallel zueinander verlaufen, wobei die Steglänge (L) mindestens doppelt so groß ist wie die Stegbreite (B).10. Burner head according to one of claims 7 to 9, characterized in that the radial boundary edges of the webs (12) run parallel to one another, the web length (L) being at least twice as large as the web width (B). 11. Brennerkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (12) zum Stegfuß (20) hin abgerundet erweitert sind und daß die Stege radial nach innen freie Enden (22) aufweisen, so daß der Querschnitt der Durchgangsöffnungen (23) tropfenförmig ist (Fig. 3).11. Burner head according to claim 10, characterized in that the webs (12) to the web base (20) rounded off are expanded and that the webs have radially inward free ends (22), so that the cross section of the through openings (23) is drop-shaped (Fig. 3). 12. Brennerkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen (23) im Stegring (11) einen trapezförmigen, rechteckigen oder langlochför­migen Querschnitt aufweisen (Fig. 4-10).12. Burner head according to claim 10, characterized in that the through openings (23) in the web ring (11) have a trapezoidal, rectangular or oblong cross section (Fig. 4-10). 13. Brennerkopf nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen (23) des Stegrings (11) zur Innenöffnung des Steg­rings hin offen sind.13. Burner head according to one of claims 8 to 12, characterized in that the through openings (23) of the web ring (11) are open to the inner opening of the web ring. 14. Brennerkopf nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege als Blechlappen (28) ausgebildet sind, die an dem äußeren, nicht durchbrochenen Abschnitt (21) befestigt sind.14. Burner head according to one of claims 7 to 13, characterized in that the webs are designed as sheet metal tabs (28) which are attached to the outer, non-perforated section (21). 15. Brennerkopf nach einem der Anspruche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere, nicht durch­brochene Ringabschnitt (21) des Stegrings (11) einen konischen, in Steuerungsrichtung geneigten Verlauf hat.15. Burner head according to one of claims 7 to 14, characterized in that the outer, non-perforated ring portion (21) of the web ring (11) has a conical course inclined in the control direction. 16. Brennerkopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Fußabschnitt (25) der Stege (12) die gleiche Neigung aufweist wie der äußere Ringabschnitt.16. Burner head according to claim 15, characterized in that at least one foot portion (25) of the webs (12) has the same inclination as the outer ring portion.
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