NL1005800C2

NL1005800C2 - Porous body for gas-burner - has open space at igniter between successive zones

Info

Publication number: NL1005800C2
Application number: NL1005800A
Authority: NL
Inventors: Charles Johannes Henricus Ven; Josephus Catharina Hen Zeegers
Original assignee: Fasto Nefit Bv
Priority date: 1996-11-16
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 1999-05-10
Also published as: NL1005800A1; DE19729718A1

Abstract

The body is divided into two or more successive zones in the flow direction, having interconnected chambers. The upstream zone is of lesser porosity hindering flame formation, while the porosity of the second zone is greater, allowing combustion. An open space (3,29) is provided at an igniter (2,31) situated after the upstream zone. The height of this space can be small in relation to its measurements in the transverse direction, and it can extend over virtually the entire cross-section of the body. Where the cross-sectional area of the space is 30 to 50 sq. cm, its height can be between 5,10 mm. The body can be in two or more successive sections (21,23) in the flow direction, the upstream one enclosing the space at the top.

Description

973012/Ti/kfa973012 / Ti / kfa

Korte aanduiding: Branderlichaam voor een brander voor gasvormige brandstoffen.Short designation: Burner body for a gaseous fuel burner.

De uitvinding heeft betrekking op een branderlichaam voor een brander voor gasvormige brandstoffen, omvattende poreus materiaal met met elkaar in verbinding 5 staande holle ruimten, en in de gasstromingsrichting onderverdeeld in tenminste twee zones waarvan de eerste, stroomopwaartse, een vlamvorming verhinderende porositeit heeft en de tweede een zodanige, meer open porositeit heeft dat daarin een verbranding kan worden onder-10 houden, en met stroomafwaarts van deze eerste zone een ont s tek ings inr icht ing.The invention relates to a burner body for a burner for gaseous fuels, comprising porous material with interconnected cavities, and divided in the gas flow direction into at least two zones, the first of which, upstream, has a flame-preventing porosity and the second has such a more open porosity that combustion can be maintained therein, and ignition equipment downstream of this first zone.

Een van een dergelijk branderlichaam voorziene brander is bekend uit DE-A-4322109. Bij een dergelijke brander neemt de porositeit van het materiaal in de 15 stromingsrichting van het gas/luchtmengsel toe en wel zodanig dat geen vlamvorming kan optreden in de eerste stroomopwaartse zone met de minst open porositeit doch pas mogelijk is in een daarop aansluitende zone met een meer open porositeit. Aldus wordt met zekerheid voorko-20 men dat de vlam terugslaat naar de stroomopwaartse mengkamer; de vlamvorming vindt plaats binnen het poreuze materiaal van de tweede zone.A burner provided with such a burner body is known from DE-A-4322109. With such a burner, the porosity of the material increases in the flow direction of the gas / air mixture, such that no flame can form in the first upstream zone with the least open porosity, but is only possible in a subsequent zone with a more open porosity. Thus, the flame is prevented from returning to the upstream mixing chamber with certainty; flame formation takes place within the porous material of the second zone.

Aan het begin of kort voor deze tweede zone is een ontsteekinrichting aangebracht die het langsstromend 25 mengsel moet ontsteken. Nadat het mengsel is ontstoken brandt de vlam allereerst op het bovenoppervlak van de tweede zone en "kruipt·· dan geleidelijk stroomopwaarts totdat de vlam geheel in de tweede zone staat. Gedurende deze opstarttijd is de emissie van schadelijke verbran-30 dingsproducten, i.h.b. CO, hoog (groter dan 1000 ppm).An ignition device is provided at the beginning or shortly before this second zone, which is to ignite the mixture flowing past. After the mixture has ignited, the flame first burns on the top surface of the second zone and then gradually "creeps upstream" until the flame is completely in the second zone. During this start-up time, the emission of harmful combustion products, in particular CO, high (greater than 1000 ppm).

Van toepassingen in aan/uit-bedrijf van de brander is een dergelijke CO-emissie onacceptabel.Such CO emissions are unacceptable for applications in on / off operation of the burner.

De uitvinding beoogt dit bezwaar te ondervangen en volgens de uitvinding wordt dit bereikt doordat ter 1005800 -2- plaatse van de ontstekingsinrichting in het branderli-chaam een open ruimte is gevormd.The object of the invention is to obviate this drawback and according to the invention this is achieved in that an open space is formed in the burner body at the location of the ignition device.

In de open ruimte zal het gas/luchtmengsel zonder vertraging en ongehinderd ontsteken en deze ontsteking 5 breidt zich dan stroomafwaarts uit totdat de verbranding uiteindelijk geheel het materiaal met grotere porositeit bestrijkt. Uit proeven is gebleken dat hierdoor de hoge startemissies niet meer optreden; vlamterugslag wordt voorkomen.In the open space, the gas / air mixture will ignite without delay and without hindrance, and this ignition then expands downstream until the combustion eventually covers all the material with greater porosity. Tests have shown that this means that the high starting emissions no longer occur; flashback is prevented.

10 Voorkeursuitvoeringsvormen zijn beschreven in de conclusies 2-6. De gevraagde uitsluitende rechten strekken zich voorts uit tot een brander als gedefinieerd in conclusie 7.Preferred embodiments are described in claims 2-6. The requested exclusive rights further extend to a burner as defined in claim 7.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de 15 tekening. Daarbij toont: fig. 1 een schematische langsdoorsnede van een brander volgens een eerste uitvoeringsvorm der uitvinding; fig. 2 een schematische langsdoorsnede van een 20 tweede uitvoeringsvorm der uitvinding; fig. 3 een bovenaanzicht van het in deze uitvoeringsvorm gebruikte materiaal met grote porositeit.The invention will be elucidated with reference to the drawing. In the drawing: Fig. 1 shows a schematic longitudinal section of a burner according to a first embodiment of the invention; fig. 2 shows a schematic longitudinal section of a second embodiment of the invention; FIG. 3 is a top plan view of the high porosity material used in this embodiment.

Fig. 1 toont een branderlichaam waarvan het volume gevuld is met een poreus materiaal, en wel, gezien in de 25 stromingsrichting van het gas/luchtmengsel, allereerst een fijn poreus materiaal 1' en vervolgens een grof poreus materiaal 1". Ter hoogte van de, zijdelings instekende, ontsteekinrichting 2 is er een uitsparing 3 waarin zonder tijdvertraging en met zeer geringe starte-30 missie het brandbaar mengsel wordt ontstoken. De verdere verbranding geschiedt dan in het grove, meest open poreuze materiaal 1"; het terugslaan van de vlam in de stroomopwaartse mengkamer 4 wordt door het fijne poreuze materiaal 1' verhinderd.Fig. 1 shows a burner body, the volume of which is filled with a porous material, namely, viewed in the flow direction of the gas / air mixture, first of all a fine porous material 1 'and then a coarse porous material 1 ". At the side, inserting ignition device 2 there is a recess 3 in which the flammable mixture is ignited without a time delay and with very little start-up. The further combustion then takes place in the coarse, most open porous material 1 "; flashback in the upstream mixing chamber 4 is prevented by the fine porous material 1 '.

3 5 Fig. 2 toont een langsdoorsnede door een praktisch beproefde brandereenheid opgebouwd volgens de principes der uitvinding. Het branderlichaam ervan bestaat uit 1OO5800 -3- twee op elkaar passende blokken keramisch materiaal, aangegeven met 21, respectievelijk 23; in de bodem van het blok 21 is een schijf vormige holte 25 uitgespaard en in de bovenzijde van het blok 23 een daarmee overeenko-5 mende schijfvormige holte 27. Tezamen bepalen zij een alzijdig afgesloten tussen de blokken 21 en 23 gelegen kamer 29 waarin de ontsteker 31 uitsteekt. De blokken 21 en 23 zijn opgenomen in het huis 33 dat aan de onderzijde is afgesloten met de gebruikelijke, geperforeerde 10 verdeelplaat 35 waardoorheen het brandbaar gas/luchtmengsel wordt aangevoerd in de richting van de pijl 37.Fig. 3 2 shows a longitudinal section through a practically tested burner unit constructed in accordance with the principles of the invention. Its burner body consists of 1005800-3 two mating blocks of ceramic material, denoted by 21 and 23, respectively; in the bottom of the block 21 a disc-shaped cavity 25 is recessed and in the top side of the block 23 a corresponding disc-shaped cavity 27. Together they define a chamber 29 located on all sides between the blocks 21 and 23 in which the igniter 31 protrudes. Blocks 21 and 23 are housed in the housing 33 which is closed at the bottom with the usual perforated distribution plate 35 through which the combustible gas / air mixture is supplied in the direction of the arrow 37.

Dit gas/luchtmengsel zal ontsteken in de kamer 29 en het zich dan vormend vlamfront is aangegeven met 37. Dit vlamfront "kruipt", onder het verwarmen van het 15 poreuze materiaal van het blok 21, stroomafwaarts en stabiliseert in het materiaal, zoals aangegeven met de arcering 39. Tijdens dit stabilisatieproces is, zoals uit proeven is gebleken, de CO-emissie laag en deze blijft uiteraard ook tijdens het bedrijf van de brander 20 laag.This gas / air mixture will ignite in the chamber 29 and the flame front that then forms is indicated by 37. This flame front "creeps", while heating the porous material of the block 21, downstream and stabilizes in the material, as indicated by hatching 39. During this stabilization process, as has been shown by tests, the CO emission is low and of course also remains low during the operation of the burner.

Het materiaal van het blok 2 3 kan worden gevormd door het op zich bekende "spaghetti-keramiek" waarbij tussen de individuele slangvormige keramiekdeeltjes zeer fijne poriën aanwezig zijn; het blok 21 bestaat bij 25 voorkeur uit een aantal naast elkaar geplaatste golfplaat jes met een dwarsdoorsnedeconfiguratie zoals schematisch in fig. 3 aangegeven. Het vlak der individuele plaatjes 41 is daarbij evenwijdig aan de stromingsrich-ting van het gas/luchtmengsel, die hier dus loodrecht op 30 het vlak van tekening is.The material of the block 2 3 can be formed by the "spaghetti ceramic" known per se, in which very fine pores are present between the individual tubular ceramic particles; block 21 preferably consists of a number of juxtaposed corrugated sheets with a cross-sectional configuration as shown schematically in Fig. 3. The plane of the individual plates 41 is parallel to the flow direction of the gas / air mixture, which is therefore perpendicular to the plane of the drawing.

Het is duidelijk dat de kamer 29, die in de afge-beelde uitvoering bestaat uit twee op elkaar aansluitende, elk in een der delen 21 respectievelijk 23 uitgespaarde, delen, ook kan worden gevormd door een enkele 3 5 uitsparing in één der delen. Ook kan de kamer doorlopen tot aan de houderwanden 41, zoals aangegeven met de stippellijnen 43.It is clear that the chamber 29, which in the illustrated embodiment consists of two contiguous parts, each recessed in one of the parts 21 and 23, respectively, can also be formed by a single recess in one of the parts. The chamber can also continue up to the container walls 41, as indicated by the dotted lines 43.

1005800 -4-1005800 -4-

In een praktische uitvoeringsvorm met een brander-lichaam met afmetingen van 80 mm 0 en een totale hoogte van 80 mm gaf een open ruimte met een hoogte van 5-10 mm goede resultaten.In a practical embodiment with a burner body with dimensions of 80 mm and a total height of 80 mm, an open space with a height of 5-10 mm gave good results.

5 10058005 1005800

Claims

A burner body for a gaseous fuel burner, comprising a porous material with interconnected cavities, and divided in the gas flow direction into at least two zones, the first of which, upstream, has flame-preventing porosity and the second has such has more open porosity that a combustion 10 can be maintained therein, and with an ignition device downstream of this first zone, characterized in that an open space is formed at the location of the ignition device in the burner body.

Burner body according to claim 1, characterized in that the height of the open space is small relative to its transverse dimensions.

Burner body according to claims 1-2, characterized in that the open space extends over almost the entire cross section of the burner body.

4. Burner body according to claims 1-3, characterized in that it is built up of at least two contiguous elements forming the respective zones in the flow direction, the downstream of which has the more open porosity and the upstream wall of which has the downstream boundary. of the open space.

5. Burner body according to claims 1-4, characterized in that with a cross-sectional area at the location of the open space between 30-50 cm2, the height of this space is between 5-10 mm.

6. Burner body according to claims 1-5, characterized in that the first element consists of ceramic material with an entwined tubular structure and the second element of corrugated plate-shaped parts which are arranged in a contiguous direction with the plate surfaces in the flow direction. 1005800 -6-

Gaseous fuel burner, comprising a container with a burner body according to one or more of claims 1-6. 1005800