DE102018112540A1

DE102018112540A1 - Fuel nozzle system

Info

Publication number: DE102018112540A1
Application number: DE102018112540.2A
Authority: DE
Inventors: Jens te Kaat
Original assignee: Kueppers Solutions GmbH
Current assignee: Kueppers Solutions GmbH
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2019-11-28
Also published as: EP3803210A1; US20210222872A1; WO2019224050A1; CN112189113A

Abstract

Es wird ein Brennstoffdüsensystem zur Verfügung gestellt, das im Wesentlichen kreisrund angeordnet ist und so eingerichtet ist, dass es auf wenigstens einem äußeren Ring ein homogenes mageres und auf wenigstens einem inneren Ring ein homogenes fetteres Gemisch, insbesondere Brennstoff-Oxidator-Gemisch, erzeugt.There is provided a fuel nozzle system that is substantially circular in shape and is arranged to produce a homogeneous lean and at least one inner ring a homogeneous, richer mixture, particularly a fuel-oxidizer mixture, on at least one outer ring.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner mit reduzierter Flammentemperatur.The invention relates to a burner with reduced flame temperature.

Für die Verbrennung des mit einem Sauerstoffträger gemischten Brennstoffs dient ein Brenner mit einem Brennerkopf, der im Wesentlichen einen rohrförmigen Kanal aufweist, in welchem über ein Gebläse der Sauerstoffträger, beispielsweise Luft, ausströmt und sich dabei mit dem Brennstoff, beispielsweise Gas, vermischt, das über ein Verteilersystem in einen rohrförmigen Kanal geleitet wird. Eine Zündeinrichtung sorgt für die Entzündung der Mischung aus Sauerstoffträger und Brennstoff, wodurch die Verbrennung eingeleitet wird.For the combustion of the fuel mixed with an oxygen carrier is a burner with a burner head, which has a substantially tubular channel in which a blower, the oxygen carrier, such as air, flows out and thereby mixed with the fuel, such as gas, over a distribution system is passed into a tubular channel. An ignition device ignites the mixture of oxidizer and fuel, thereby initiating combustion.

Derartige Brennerköpfe stellen eine Belastung für die Umwelt dar, da sie bei der Verbrennung erzeugte Stickoxide NO_x in die Atmosphäre abgeben. Deshalb wurden bereits Brenner mit Brennerköpfen entwickelt, bei denen die Produktion dieser Oxide reduziert werden kann.Such burner heads are a burden on the environment, since they release nitrogen oxides NO _x produced in the combustion into the atmosphere. Therefore, burners with burner heads have already been developed, in which the production of these oxides can be reduced.

Aus der italienischen Patentanmeldung 85 622 - A/90 ist ein Brennerkopf bekannt, bei dem die Reduzierung der Stickoxide mithilfe von Verteilereinrichtungen bei der Zuführung des Brennstoffs erreicht wird. Der Verteiler befindet sich im Inneren des vorderen Teils des Zuführrohres für die Verbrennungsluft und besteht aus ringförmigen Zwischenräumen, die rechtwinklig zur Achse des Zuführrohres verlaufen und durch zueinander koaxiale Ringe begrenzt sind, die über Abstandselemente miteinander verbunden sind.From the Italian patent application 85 622 - A / 90, a burner head is known in which the reduction of nitrogen oxides by means of distribution devices is achieved in the supply of the fuel. The distributor is located inside the front part of the supply air for the combustion air and consists of annular spaces which are perpendicular to the axis of the feed tube and limited by mutually coaxial rings which are interconnected by spacers.

Aus der weiteren italienischen Patentanmeldung VI 91 A 42 ist ein aus einem Block bestehender Brenner bekannt, bei dem die Stickoxide dadurch abgebaut werden, dass ein Teil der während der Verbrennung erzeugten Rauchgase in das Innere des Brennerkopfes zurückgeleitet wird.From the further Italian patent application VI 91 A 42 a known from a block burner is known, in which the nitrogen oxides are degraded by the fact that a part of the flue gases generated during combustion is fed back into the interior of the burner head.

In der weiteren italienischen Patentanmeldung XI 91 A 166 wird ein Brenner vorgeschlagen, bei dem zur Reduzierung der Stickoxiderzeugung eine Reihe von Öffnungen in den Außenumfang des Zuführkanals für die Verbrennungsluft eingearbeitet sind.In the further Italian patent application XI 91 A 166, a burner is proposed in which a number of openings are incorporated in the outer periphery of the supply channel for the combustion air to reduce the nitrogen oxide production.

Aus der DE 195 42 73 B4 ist ein Brennerkopf für Brenner mit einem rohrförmigen Körper für die Zuführung eines Sauerstoffträgers in eine Brennkammer bekannt, bei dem eine oder mehrere Rohrleitungen für die Zuführung eines Brennstoffs in die Brennkammer vorgesehen sind, wobei die Rohrleitungen in dem rohrförmigen Körper verlaufen und über einen Zuführkanal mit dem Brennstoff versorgt werden. Zusätzlich ist ein konvergierendes Übergangsstück am Ende des rohrförmigen Körpers vorgesehen, das in die Brennkammer hineinragt, wobei die Konvergenz in den Innenraum der Brennkammer weist. Weiter ist wenigstens eine Zündeinrichtung, die in dem rohrförmigen f-Körper in der Nähe des konvergierenden Übergangsstücks liegt, vorgesehen, wobei die Austrittsöffnung jeder Rohrleitung für die Zuführung des Brennstoffs innerhalb einer Zone des rohrförmigen Körpers liegt, welche durch das Konvergieren der Übergangsstücke begrenzt ist und in der geneigten Wandfläche des Übergangstückes liegt, wodurch die Brennstoffströmung im Wesentlichen nach Außen und in die Zone größerer Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffträgerstroms gelangt. Auf diese Weise wird der Gasfluss gegen den Außenbereich der Luftströmung gerichtet, die beim Durchtritt durch das konvergierenden Übergangsstücks beschleunigt wird und darüber den Gasfluss weit in das Innere der Brennkammer mitreißt. Gleichzeitig bewirkt die Beschleunigung der Luftströmung einen Unterdruck im Bereich der Brennkammer, sodass ein Teil der bei der Verbrennung erzeugten Rauchgase in die Flamme zurückgeführt wird. Hierdurch werden eine Reduktion der Flammentemperatur und eine geringere Stickoxidkonzentration erreicht.From the DE 195 42 73 B4 a burner head is known for burners with a tubular body for the supply of an oxygen carrier in a combustion chamber, in which one or more pipelines are provided for supplying a fuel into the combustion chamber, wherein the pipes extend in the tubular body and via a feed channel with the Fuel to be supplied. In addition, a converging transition piece is provided at the end of the tubular body which projects into the combustion chamber, the convergence pointing into the interior of the combustion chamber. Further, at least one igniter disposed in the tubular f-body in the vicinity of the converging transition piece is provided, the exit opening of each piping for supplying the fuel being within a zone of the tubular body bounded by the convergence of the transition pieces and is in the inclined wall surface of the transition piece, whereby the fuel flow passes substantially to the outside and in the zone of greater flow velocity of the oxygen carrier flow. In this way, the gas flow is directed against the outside of the air flow, which is accelerated as it passes through the converging transition piece and entrains the gas flow far into the interior of the combustion chamber. At the same time, the acceleration of the air flow causes a vacuum in the region of the combustion chamber, so that a part of the flue gases generated during combustion is returned to the flame. This achieves a reduction in the flame temperature and a lower nitrogen oxide concentration.

Grundsätzlich sind gattungsgemäße Brennvorrichtungen bekannt, die in einem Brennvorgang chemische Energie in thermische Energie umwandeln. Bei diesem Brennvorgang wird wenigstens ein Oxidationsmittel, bevorzugt Luft beziehungsweise Sauerstoff, mit einem Brennstoff in der Brennkammer in einer kontinuierlichen Reaktion unter Wärmeabgabe verfeuert. Die erhitzten Abgase werden über die Öffnung an die freie Umgebung abgegeben und können beispielsweise in Heizungen aller Art, Trocknungsanlagen, thermischen Nachverbrennungseinrichtungen, Umweltsystemen, Härteöfen oder in sonstigen verfahrenstechnischen Anlagen genutzt werden. Als Brennstoff kommen beispielsweise handelsübliche, gereinigte Gase wie Stadt-, Fern-, Erd- oder Flüssiggas sowie deren Gemische in Betracht. Auch Heizöl, Petroleum sowie andere flüssige oder pastöse Brennstoffe können verfeuert werden.Basically, generic combustion devices are known which convert chemical energy into thermal energy in a firing process. In this firing process, at least one oxidizing agent, preferably air or oxygen, is burned with a fuel in the combustion chamber in a continuous reaction with release of heat. The heated exhaust gases are released through the opening to the free environment and can be used for example in heaters of all kinds, drying plants, thermal afterburners, environmental systems, hardening furnaces or in other process engineering plants. Commercially available, purified gases such as municipal, long-distance, natural gas or liquefied petroleum gas as well as their mixtures come into consideration as fuel. Also fuel oil, kerosene and other liquid or pasty fuels can be burned.

Die aus dem Stand der Technik allgemein bekannten Brenner lassen sich in zwei Kategorien einteilen. In die erste Kategorie fallen Brenner, bei denen das Oxidationsmittel mit dem Brennstoff als Gemisch in die Brennkammer eingedüst wird. Solche Brenner werden auch als Vorgemisch-Brenner bezeichnet. Brenner der zweiten Kategorie haben im Gegensatz dazu eine getrennte Zuleitung des Oxidationsmittels sowie des Brennstoffs bis zur Brennkammer, sodass eine Vermischung beider Stoffe erst in dieser stattfindet. Die Brenner der ersten Kategorie weisen zwar den Vorteil auf, dass das Gemisch aus Oxidationsmitteln und Brennstoff in einer sehr homogenen Mischung in der Brennkammer zur Verfügung steht, der Nachteil ist aber, dass eine absolute Sicherheit gegen Flammrückschläge nicht gegeben ist. Derartige Flammrückschläge sind bei Brennern der zweiten Kategorie durch die getrennte Zuführung des Oxidationsmittels und des Brennstoffes ausgeschlossen. Jedoch ist die Homogenität des Gemisches in der Brennkammer nicht optimal. Sie ist jedenfalls schlechter als das durch Brenner der ersten Kategorie erzielte Gemisch.The burners generally known from the prior art can be divided into two categories. The first category includes burners in which the oxidant with the fuel as a mixture is injected into the combustion chamber. Such burners are also referred to as premix burners. In contrast, burners of the second category have a separate supply of the oxidizing agent and the fuel to the combustion chamber, so that mixing of the two substances only takes place in this. Although the burners of the first category have the advantage that the mixture of oxidizing agent and fuel in a very homogeneous mixture in the combustion chamber is available, the disadvantage is that a absolute security against flashbacks is not given. Such flashbacks are excluded in second category burners by the separate supply of oxidant and fuel. However, the homogeneity of the mixture in the combustion chamber is not optimal. In any case, it is worse than the mixture obtained by first category burners.

Die Erfindung hat daher zum Ziel, die Vorteile von Brennern der zweiten Kategorie mit den Vorteilen der Brenner der ersten Kategorie zu vereinbaren, das heißt einerseits, zuverlässig Flammrückschläge auszuschließen, jedoch gleichzeitig eine hohe Homogenität des Gemisches sicherzustellen und damit sowohl die Flammentemperatur, als auch den Stickstoffausstoß herabzusetzen.The invention therefore aims to combine the advantages of burners of the second category with the advantages of the burners of the first category, that is, on the one hand, to reliably prevent flashbacks, but at the same time ensure a high homogeneity of the mixture and thus both the flame temperature and the Minimize nitrogen emissions.

Es soll eine möglichst optimale Kombination zwischen Sicherheit und optimaler Verbrennung erreicht werden.The aim is to achieve the best possible combination of safety and optimal combustion.

Diese Aufgabe wird mit einem Brenner der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a burner of the type described according to the invention with the features of claim 1.

Es wird ein Brennstoffdüsensystem zur Verfügung gestellt, das im Wesentlichen kreisrund angeordnet ist und so eingerichtet ist, dass es auf wenigstens einem äußeren Ring ein homogenes mageres und auf wenigstens einem inneren Ring ein homogenes fetteres Gemisch, insbesondere Brennstoff-Oxidator-Gemisch, erzeugt. Dazu ist in einer ersten Ausgestaltung vorgesehen, dass auf dem wenigstens einen äußerem Ring kleinere und auf dem wenigstens einen inneren Ring größere Austrittsdüsen vorhanden sind. Diese beiden Gemische sollen während der Verbrennung möglichst getrennt voneinander verbrennen, um die Flammentemperatur niedrig zu halten. Hierzu ist weiter vorgesehen, dass das auf dem wenigstens einen äußeren Ring magerere und das auf dem wenigstens einen inneren Ring fettere Gemisch in eine gemeinsame Brennkammer einströmen, in der die optimale Verbrennung erfolgt.There is provided a fuel nozzle system that is substantially circular in shape and is arranged to produce a homogeneous lean and at least one inner ring a homogeneous, richer mixture, particularly a fuel-oxidizer mixture, on at least one outer ring. For this purpose, it is provided in a first embodiment that smaller and on the at least one inner ring larger outlet nozzles are present on the at least one outer ring. These two mixtures should burn as separate as possible during combustion in order to keep the flame temperature low. For this purpose, it is further provided that the leaner on the at least one outer ring and the on the at least one inner ring greasy mixture flow into a common combustion chamber in which the optimal combustion takes place.

Auch ist vorgesehen, dass das auf dem wenigstens einen äußeren Ring magerere und das auf dem wenigstens einen inneren Ring fettere Gemisch gemeinsam der Verbrennung in der Brennkammer zugeführt werden.It is also provided that the leaner on the at least one outer ring and the on the at least one inner ring greasy mixture are jointly supplied to the combustion in the combustion chamber.

In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass auf dem wenigstens einem äußeren Ring durch Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtungen, Ventile, Klappen oder dergleichen ein homogenes mageres und auf dem wenigstens einen inneren Ring ein homogenes fetteres Gemisch einstellbar ist.In an alternative embodiment it is provided that on the at least one outer ring by control and / or regulating devices, valves, flaps or the like a homogeneous lean and on the at least one inner ring a homogeneous fetteres mixture is adjustable.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist das Brennstoffdüsensystem so ausgebildet, dass die Austrittsrichtung der Stoffe, insbesondere aber des Oxidators, gezielt beeinflussbar ist. Der dadurch entstehende unterschiedliche Drall beziehungsweise unterschiedlich gerichtete Massenstrom führt zu einer möglichst lang andauernden Separierung, das heißt Trennung beziehungsweise Nichtmischung des inneren homogenen fetten und des äußeren homogenen mageren Gemisches während der Verbrennung. Hierdurch wird die Flammentemperatur, und somit auch die Stickoxidbildung in beiden Bereichen deutlich reduziert, wobei bezogen auf den Gesamtprozess, bei dem der Innen- und Außenbereich gemeinsam betrachtet werden, trotzdem eine optimale, nahstöchiometrische Verbrennung stattfindet.In a further advantageous embodiment, the fuel nozzle system is designed so that the outlet direction of the substances, but in particular of the oxidizer, can be selectively influenced. The resulting different swirl or differently directed mass flow leads to the longest possible separation, that is separation or non-mixing of the inner homogeneous fat and the outer homogeneous lean mixture during combustion. As a result, the flame temperature, and thus the nitrogen oxide formation is significantly reduced in both areas, with respect to the overall process, in which the indoor and outdoor areas are considered together, nevertheless an optimal, near-stoichiometric combustion takes place.

Weiter ist vorgesehen, dass die Richtung der Stoffe, insbesondere des Brennstoffs, durch eine Schrägstellung der Austrittsdüsen beeinflussbar ist. Es hat sich herausgestellt, dass eine Ausströmung des Brennstoffs beziehungsweise Gases schräg zum Luftdrall ebenfalls besonders positive Auswirkungen auf die Homogenität des jeweiligen Brennstoffs-/Oxidator-Gemisches hat.It is further provided that the direction of the substances, in particular of the fuel, can be influenced by an oblique position of the outlet nozzles. It has been found that an outflow of the fuel or gas obliquely to the air swirl also has particularly positive effects on the homogeneity of the respective fuel / oxidizer mixture.

Als weitere Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zwischen dem inneren und dem äußeren Ring ein mindestens doppelwandiges Rohr vorgesehen ist, durch das der Brennstoff durchströmt. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass der „Windschatten“ des doppelwandigen Rohres eine Mischung vom inneren fetteren Bereich zum äußeren mageren Bereich verhindert.As a further embodiment, it is proposed that an at least double-walled tube is provided between the inner and the outer ring, through which the fuel flows. The advantage of this solution is that the "slipstream" of the double-walled tube prevents mixing from the inner richer area to the outer lean area.

In weiterer Ausgestaltung sind zwei mindestens doppelwandige konzentrische Rohre vorgesehen, durch die der Brennstoff durchströmt. Durch den ersten Gaskanal im inneren Rohr und den zweiten Gaskanal im äußeren Rohr ist es möglich, diese separat durch Ventile oder Steuereinrichtungen, Klappen oder dergleichen anzusteuern und hiermit das Ergebnis weiter zu optimieren.In a further embodiment, two at least double-walled concentric tubes are provided, through which the fuel flows. By the first gas channel in the inner tube and the second gas channel in the outer tube, it is possible to control them separately by valves or control devices, flaps or the like and hereby further optimize the result.

Im Querschnitt eines mindestens doppelwandigen Rohres ist eine Einrichtung zur Zündung des Brenners vorgesehen. Bei einer solchen Anordnung stören diese Zündvorrichtungen, insbesondere Zündelektroden, die Strömung des Gases und des Oxidators am wenigsten und führen daher nicht zu mangelhafter Homogenität.In the cross section of an at least double-walled tube, a device for igniting the burner is provided. In such an arrangement, these ignition devices, in particular ignition electrodes, the least disturb the flow of the gas and the oxidizer and therefore do not lead to poor homogeneity.

Weiter kann im Querschnitt eines mindestens doppelwandigen Rohres auch eine Einrichtung zur Flammenüberwachung, insbesondere ein UV-Flammenfühler, ein
IR-Flammenfühler oder eine Ionisationselektrode angeordnet sein. Auch dieses führt dazu, dass die Strömung möglichst wenig behindert wird.Furthermore, in the cross section of an at least double-walled tube, a device for flame monitoring, in particular a UV flame sensor, a
IR flame sensor or an ionization be arranged. This also means that the flow is impeded as little as possible.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Geschwindigkeit der Stoffe, insbesondere des Oxidators im Brennstoffdüsensystem gezielt beeinflussbar ist. Vorteilhaft ist es, die Außenluft oder den Sauerstoff etwas schneller als innen strömen zu lassen. Furthermore, it is provided that the speed of the substances, in particular of the oxidizer in the fuel nozzle system can be selectively influenced. It is advantageous to let the outside air or the oxygen flow somewhat faster than inside.

Auch ist es sinnvoll die Geschwindigkeit der Stoffe, insbesondere des Brennstoffs, gezielt beeinflussen zu können. Durch eine höhere Geschwindigkeit ergibt sich eine bessere Durchmischung. Durch eine Verteilung einer Vielzahl von Austrittsöffnungen des Brennstoffdüsensystems auf eine oder mehrere Ebenen kann sich ebenfalls eine weitere Homogenitätsverbesserung erzielen lassen.It is also useful to be able to specifically influence the speed of the substances, in particular of the fuel. A higher speed results in better mixing. By a distribution of a plurality of outlet openings of the fuel nozzle system on one or more levels can also achieve a further improvement in homogeneity.

Um einen möglichst einfachen und breiten Einsatz des neuen Brenners zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass dieser kompatibel zu handelsüblichen Industriebrennern ausgebildet ist. Seine Herstellung lässt sich durch additive Fertigungsverfahren vereinfachen oder überhaupt erst ermöglichen. Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Diese zeigen in

1 eine Gesamtansicht des zur Hälfte aufgeschnittenen Brenners;
2 eine Gesamtansicht des Brennstoffdüsensystems von vorne;
3 eine Gesamtansicht des Brennstoffdüsensystems von hinten;
4 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Brennstoffdüsensystem mit auf einem äußeren Ring angeordneten kleineren und auf einem inneren Ring angeordneten größeren Austrittsdüsen;
5 eine perspektivische Ansicht des Brennstoffdüsensystems;
6 eine alternative Ausgestaltung;
7 ein Detail mit schräg gestellten Austrittsdüsen.

In order to enable the simplest and broadest possible use of the new burner, it is provided that this is designed to be compatible with commercially available industrial burners. Its production can be simplified or made possible by additive manufacturing processes. The invention is explained in more detail below with reference to the drawings by way of example. These show in

1 an overall view of the half-cut burner;
2 an overall view of the fuel nozzle system from the front;
3 an overall view of the fuel nozzle system from the rear;
4 a cross section through a fuel nozzle system according to the invention with arranged on an outer ring smaller and arranged on an inner ring larger outlet nozzles;
5 a perspective view of the fuel nozzle system;
6 an alternative embodiment;
7 a detail with inclined outlet nozzles.

Ein Brennstoffdüsensystem 5 eines allgemein mit 1 bezeichneten Brenners 1 weist ein Gehäuse 2 mit einem Brennrohr 3 auf, das an dem diesem Gehäuse 2 abgewandten Ende eine Öffnung 4 aufweist. Das Gehäuse 2 weist zwei voneinander getrennte Kanäle 6, 7 auf, durch die unterschiedliche Stoffe, insbesondere ein Brennstoff und ein Oxidator durchströmen, die sich in einer nicht näher dargestellten Brennkammer 8 vermischen.A fuel nozzle system 5 a generally designated 1 burner 1 has a housing 2 with a combustion tube 3 on, on the this case 2 opposite end of an opening 4 having. The housing 2 has two separate channels 6 . 7 on, through which different substances, in particular a fuel and an oxidizer flow, resulting in a combustion chamber, not shown 8th mix.

Das Brennstoffdüsensystem 5 ist im Wesentlichen kreisrund angeordnet und so eingerichtet, dass es auf wenigstens einem äußeren Ring 12 ein magereres und auf wenigstens einem inneren Ring 13 ein fetteres Gemisch, insbesondere Brennstoff-/Oxidator-Gemisch erzeugt. Hierzu kann es auf wenigstens einem äußeren Ring 12 kleinere 14 und auf wenigstens einem inneren Ring 13 größere Austrittsdüsen 15 aufweisen.The fuel nozzle system 5 is arranged substantially circular and arranged so that it is on at least one outer ring 12 a leaner and on at least one inner ring 13 a richer mixture, in particular fuel / oxidizer mixture produced. This can be done on at least one outer ring 12 smaller 14 and on at least one inner ring 13 larger outlet nozzles 15 respectively.

Alternativ können auf dem wenigstens einen äußeren Ring 12 weniger Austrittsdüsen 14 und auf dem wenigstens einen inneren Ring 13 mehr Austrittsdüsen 15, als auf dem jeweils anderen Ring 12, 13 vorhanden sein.Alternatively, on the at least one outer ring 12 fewer outlet nozzles 14 and on the at least one inner ring 13 more outlet nozzles 15 than on the other ring 12 . 13 to be available.

Die Austrittsrichtung der Stoffe, insbesondere des Brennstoffs, kann durch Schrägstellung der Austrittsdüsen 14, 15 oder in anderer geeigneter Weise zum Beispiel durch Drallelemente 9 und/oder Führungsbleche 11 gezielt beeinflusst werden. Auch kann durch nicht näher dargestellte Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung, Ventilklappen oder dergleichen auf dem äußeren Ring 12 ein magereres und auf dem inneren Ring 13 ein fetteres Gemisch einstellbar sein. In ähnlicher Weise kann die Geschwindigkeit der Stoffe, insbesondere des Oxidators und/oder Brennstoffs gezielt beeinflusst werden.The outlet direction of the substances, in particular of the fuel, by tilting the outlet nozzles 14 . 15 or in other suitable manner, for example by swirl elements 9 and / or guide sheets 11 be specifically influenced. Also, by not shown in detail control and / or regulating device, valve flaps or the like on the outer ring 12 a leaner and on the inner ring 13 be a richer mixture adjustable. Similarly, the speed of the substances, in particular of the oxidizer and / or fuel can be influenced in a targeted manner.

In weiterer Ausgestaltung ist eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 14, 15 des Brennstoffdüsensystems 5 auf eine oder mehrere Ebenen 16, 17 verteilt.In a further embodiment, a plurality of outlet openings 14 . 15 of the fuel nozzle system 5 on one or more levels 16 . 17 distributed.

In weiterer Ausgestaltung befindet sich zwischen dem inneren und äußeren Ring 12, 13 ein mindestens doppelwandiges Rohr 18, durch das der Brennstoff strömt. Auch können zwei mindestens doppelwandige, konzentrische Rohre 18, 18' vorgesehen sein, durch die der Brennstoff strömt.In a further embodiment is located between the inner and outer ring 12 . 13 an at least double-walled tube 18 through which the fuel flows. Also, two at least double-walled, concentric tubes 18 . 18 ' be provided, through which the fuel flows.

Im Querschnitt eines mindestens doppelwandigen Rohres 18, 18' kann eine Einrichtung 20 zur Zündung des Brenners 1 angeordnet sein. Ebenso ist eine Einrichtung 21 zur Flammenüberwachung des Brenners 1 vorgesehen. Schließlich ist es möglich, in der Mitte der kreisrunden Anordnung ein zentrales Rohr 22 zur Eindüsung eines weiteren Brennstoffes, eines Inertgases und/oder eines Reduktionsmittels, insbesondere Harnstoff, direkt in die Brennkammer 8 anzuordnen.In cross-section of an at least double-walled tube 18 . 18 ' can be a device 20 to ignite the burner 1 be arranged. Likewise is a facility 21 for flame monitoring of the burner 1 intended. Finally, it is possible in the middle of the circular arrangement a central tube 22 for injection of a further fuel, an inert gas and / or a reducing agent, in particular urea, directly into the combustion chamber 8th to arrange.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen.Of course, the invention is not limited to the illustrated embodiments. Further embodiments are possible without departing from the basic idea.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Brennerburner
22: Gehäusecasing
33: Brennrohrcombustion tube
44: Öffnungopening
55: BrennstoffdüsensystemFuel nozzle system
66: Kanal BrennstoffChannel fuel
7 7: Kanal OxidatorChannel oxidizer
88th: Brennkammercombustion chamber
99: Drallelementswirl element
1111: Führungsblechguide plate
1212: äußerer Ringouter ring
1313: innerer Ringinner ring
1414: Austrittsdüseexhaust nozzle
1515: Austrittsdüseexhaust nozzle
1616: Ebenelevel
1717: Ebenelevel
1818: doppelwandiges konzentrisches Rohrdouble-walled concentric tube
18'18 ': doppelwandiges konzentrisches Rohrdouble-walled concentric tube
2020: Zündungignition
2121: Flammenüberwachungflame monitoring
2222: zentrales Rohrcentral tube

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 1954273 B4 [0007]

Claims

Burner (1) with a housing (2) on which a combustion tube (3) is arranged, wherein the combustion tube (3) at the end remote from the housing (2) has an opening (4), and wherein the housing (2 ) has at least two separate channels (6, 7) through which different substances, in particular a fuel and an oxidizer flow, which mix in a combustion chamber (8), characterized in that the substances in a fuel nozzle system (5) open, is arranged substantially circular, and is arranged so that it on at least one outer ring (12) a leaner, on at least one inner ring (13) produces a richer mixture, in particular fuel / oxidizer mixture.

Burner (1) to Claim 1 , characterized in that on the at least one outer ring (12) leaner and on the at least one inner ring (13) to flow fatter mixture in a common combustion chamber.

Burner (1) to Claim 1 and / or 2, characterized in that on the at least one outer ring (12) leaner and on the at least one inner ring (13) greasy mixture are fed together for combustion.

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 3 , characterized in that the substances in a fuel nozzle system (5) open, which is arranged substantially circular, and on at least one outer ring (12) has smaller (14) and at least one inner ring (13) larger outlet nozzles (15) ,

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 4 , characterized in that the substances in a fuel nozzle system (5) open, which is arranged substantially circular and on at least one outer ring (12) fewer outlet nozzles (14) and on an at least inner ring (13) more outlet nozzles (15) than on the other ring (12, 13).

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 5 , characterized in that the substances in a fuel nozzle system (5) open, which is arranged substantially circular, wherein on at least one outer ring (12) by control and / or regulating devices, valves, flaps or the like. A lean and at least an inner ring (13) a richer mixture is adjustable.

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 6 , characterized in that the fuel nozzle system (5) is formed so that the outlet direction of the substances, in particular of the oxidizer, can be selectively influenced.

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 7 , characterized in that the direction of the substances, in particular of the fuel, by an inclined position of the outlet nozzles (14, 15) can be influenced.

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 8th , characterized in that the fuel nozzle system (5) is designed so that the speed of the substances, in particular of the oxidizer, can be selectively influenced.

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 9 , characterized in that the fuel nozzle system (5) is designed so that the speed of the substances, in particular of the fuel, can be selectively influenced.

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 10 , characterized in that a plurality of outlet openings (14, 15) of the fuel nozzle system (5) on one or more levels (16, 17) are distributed.

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 11 in that the outlet nozzles (14, 15), in particular the smaller (14) and larger outlet nozzles (15), lie on different planes (16, 17).

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 12 , characterized in that between the inner and outer ring (12, 13), an at least double-walled tube (18) is provided, through which flows through the fuel.

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 13 , characterized in that two at least double-walled concentric tubes (18, 18 ') are provided, through which the fuel flows.

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 14 , characterized in that a device (21) for igniting the burner (1) is provided in the cross section of an at least double-walled tubes (18, 18 ').

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 15 , characterized in that a device (21) for flame monitoring of the burner (1) is provided in the cross section of an at least double-walled tubes (18, 18 ').

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 16 , characterized in that in the middle of the circular arrangement, a central tube (22) for injecting a further fuel, an inert gas and / or a reducing agent, in particular urea, directly into the combustion chamber (8) is provided.

Burner (1) according to one or more of Claims 1 to 15 , characterized in that the fuel nozzle system is manufactured in an additive manufacturing process.

Burner (1) after one or more of the Claims 1 to 18 , characterized in that it is designed to be compatible with commercially available industrial burners.