CH279731A - Verbrennungseinrichtung. - Google Patents

Verbrennungseinrichtung.

Info

Publication number
CH279731A
CH279731A CH279731DA CH279731A CH 279731 A CH279731 A CH 279731A CH 279731D A CH279731D A CH 279731DA CH 279731 A CH279731 A CH 279731A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
combustion
chamber
zone
vortex chamber
vortex
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Power Jets Research De Limited
Original Assignee
Power Jets Res & Dev Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Power Jets Res & Dev Ltd filed Critical Power Jets Res & Dev Ltd
Publication of CH279731A publication Critical patent/CH279731A/de

Links

Classifications

    • 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 
    • F23C1/00Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Description


  Verbrennungseinrichtung.    Die Erfindung bezieht sieh auf eine Ver  brennungseinrichtung und ist vor allem an  wendbar bei Verbrennung von pulverförmi  gem, festem Brennstoff oder von Schweröl.  



  Es ist eine Einrichtung bekannt, bei     wel-          eher    zwecks Durchführung einer Reaktion  zwischen einem Fluidum und fein     verteiltem     festem Material, z. B. zur Verbrennung von  fein verteiltem festem Brennstoff, dem Flui  dum eine Wirbelbewegung erteilt wird und die  Brennstoffteilchen an einer Stelle des Wirbels  so eingeführt werden, dass die Brennstoffteil  chen mit entweder keiner oder nur verhältnis  mässig geringer radialer Geschwindigkeit rela  tiv zur Wirbelachse strömen, so dass die  Gleichgewichtsbahnen der Materialteilchen  unter der kombinierten WV irkung der Zentri  fugalkräfte und der Kräfte, welche sie gegen  die W irbelaclhse bewegen wollen, innerhalb  der Kammer verlaufen, in welcher der Wirbel.

    erzeugt wird, während das Fluidum eine     ver-          hältnisnmässig    hohe radiale Gesehwindigkeit  relativ zur Achse besitzt, so dass eine relative  Radialbewegung zwisehen Fluidum und Mate  rial erhalten wird. Ferner sind bei dieser     Ein-          riehtttng    die Bedingungen bezüglich der Ge  schwindigkeit des Fluidums im Wirbel und  der physikalischen Eigenschaften des in den  selben eingeführten     Materials    in einem solchen  Zusammenbang. dass beim Fortschreiten der  Reaktion das Material sich allmählich gegen  die Wirbelachse bewegt; diese Bewegung ent  steht, weil die Teilehen während der Reaktion    kleiner werden und eine Gleiehgewiclhtsbahn  näher der Achse annehmen.  



  Eine     Verbrennungseinrichtung        dieser    be  schriebenen Art gibt für sich noch keine Strö  mungsverhältnisse, welche für die Fälle ge  eignet sind, in welchen die Verbrennung  durch einen rasch fliessenden Strom des Flui  dums (das nachstehend als Luft angenommen  ist) unterhalten wird.

   Der Ausdruck  rasch  fliessend , wie er bei dem die Verbrennung  unterhaltenden Strom von Verbrennungsluft  angewendet wird, soll angeben, dass die mitt  lere Geschwindigkeit des Luftstromes in der  Hauptströmungsrichtung durch eine die Ver  brennung einleitende Zone und berechnet aus  dem in der Zeiteinheitdurehströmenden Luft  volumen dividiert durch den     Querschnitt    des       Strömungskanals    genügend gross ist im Ver  hältnis zur Fortpflanzungsgeschwindigkeit der  Flamme in dem betreffenden     Brennstoff-Luft-          Gemisch,    um die Flamme auszulöschen.

   Für       Kohlenwasserstoff-Brennstoffe,    welche in Luft  verbrennen, ist. diese     Flammen-Fortpflan-          zungsgesehwindigkeit    von der Grössenordnung  von 30 ein pro Sekunde bei Atmosphärentem  peratur. Bei Verbrennungseinrichtungen für  Gasturbinen und     Strahl-Antriebsaggregaten     kann die Geschwindigkeit des     Luftstromes    in  der     Hauptst.römungsriehtung    durch eine Ver  brennungszone, auf der vorstehenden Basis  berechnet, 3 bis 100 Meter pro Sekunde und  sogar mehr, je nach der Konstruktion, be  tragen.

        Die     erfindungsgemässe    Verbrennungsein  richtung für die     Verbrennung    von Brennstoff  in einem schnell strömenden Luftstrom ist ge  kennzeichnet durch eine     Brennkammer,    die  eine Wirbelkammer von kreisförmigem Quer  schnitt aufweist mit einem axialen Auslass,  dessen Durchmesser kleiner als der maximale  Durchmesser der Wirbelkammer ist, und mit  einem Einlass, durch den Luft     tangential    in  die Wirbelkammer einströmen kann, um einen  radial einwärts gerichteten Wirbelstrom um  die Achse der Wirbelkammer zu erzeugen,  durch Mittel zur Brennstoffeinspritzung in  einen Teil der Einrichtung und durch Mittel,  um in dem Teil der Einrichtung, in den der  Brennstoff eingespritzt wird, eine Zone stabi  lisierter Verbrennung gebildet wird.

   Diese  Zone stabilisierter Verbrennung kann mittels  Schikanen gebildet werden, welche eine lokale       Umkehr    der Strömung erzeugen, damit heisse  Gase gegen die Wurzel der Flamme hin zir  kulieren können.  



       Vorzugsweise    kann die genannte Wirbel  kammer eine     sekundäre    Verbrennungszone  bilden in Verbindung mit einer primären  Verbrennungszone, innerhalb welcher die  Zone stabilisierter Verbrennung vorgesehen  ist, wobei die Verbrennungsprodukte mit den       unverbrannten        Brennstoffteilchen    von der  primären Verbrennungszone in die Wirbel  kammer     strömen.     



  In der Wirbelkammer selbst brauchen  dann keine Flammenstabilisierungsmittel vor  gesehen sein. Für die Primärverbrennung  kann eine weitere Kammer in Form eines  Flammrohres vorgesehen sein. Jedes     Flamm-          rohr    kann in einem separaten     Luftgehäuse,     das mit der     Wirbelkammer    verbunden ist,  angeordnet sein oder alle Flammrohre können  in einem einzigen Luftgehäuse, das mit der  Wirbelkammer verbunden ist, angeordnet sein.  



  Ein     Ausführungsbeispiel    der Erfindung  ist auf der beiliegenden Zeichnung dargestellt,  in welcher  Fig. 1 einen Transversalschnitt,  Fig. 2 in grösserem Massstab ein Detail  von Fig. 1 zeigt.    Fig. 3 zeigt. einen Apparat zur Entfer  nung von Asche.  



  Fig. 1 zeigt eine Verbrennungseinrich  tung, welche ein zylindrisches Flammrohr 1  aufweist, welches von einem rasch fliessenden  Luftstrom, z. B. der Förderluft des Luftkom  pressors einer Gasturbinenanlage, durchströmt  wird.  



  Das Flammrohr 1 enthält einen Druckluft  brenner 23 zur Verbrennung von Rohöl, wobei  unter  Druckluftbrenner  in diesem Fall ein  Brenner verstanden wird, in     welchem    die     Zer-          stäubung    des Brennstoffes durch einen Druck  luftstrom erfolgt. Diesem Brenner wird der  flüssige Brennstoff durch ein Rohr 21 und       komprimierte        Luft    durch die Leitung 22 zu  geleitet, um den Brennstoff zu zerstäuben.  Das Flammrohr 1 bildet die primäre Verbren  nungszone, und die darin gebildeten Verbren  nungsgase     werden    über eine spiralförmige  Leitung 5 in eine Wirbelkammer 4l von kreis  förmigem Querschnitt geleitet., in welcher die  sekundäre Verbrennung stattfindet.  



       Fig.    2 zeigt, das     Flammrohr    1 in grösserem.  Massstab. Der Luftstrom wird durch die Lei  tung 25 geleitet und durch eine koaxiale  innere Leitung 26 in zwei Teile     geteilt.;    der  äussere Teil geht direkt durch den ringförmi  gen Raum zwischen 25 und 26 in die     Spiral-          leitung    5 über, während der mittlere Teil teil  weise an den     Drallscha:ufeln   <B>'23-1</B> vorbei und  teilweise durch Öffnungen     27a    einer koni  schen Schikane 27 in die Leitung 5 strömt.  



  Die     Dra.llsehaufeln        23a,        erteilen    der an  ihnen     vorbeiströmenden    Luft. einen Drall und  erzeugen in der Leitung 5 eine Wirbelströ  mung um die Leitungsachse. In der Kernzone  dieser Wirbelströmung ist die axiale Strö  mungsgeschwindigkeit bekanntlich     Null    oder  es tritt sogar Rückströmung auf, so dass in  dieser Zone eine stabile Verbrennung des zu  geführten Brennstoffes     erfolgen    kann. Auch  die Schikane 27 bewirkt     Rückströmiina-    und  Turbulenz und trägt somit zur     Stabilisierung     der Verbrennung bei.  



  Die durch die Schaufeln     23a.    und Öffnun  gen 27a strömende Luft bildet. die Primär  luft zur teilweisen     Verbrennun-    der Brenn-      stofftröpfchen,welche vom Brenner 23 einge  spritzt werden; die Gase, welche durch diese  primäre Verbrennung gebildet werden, zusam  men mit unverbrannten Brennstofftröpfchen  und der durch den Ringraum     zwischen    den  Leitungen 25 und<B>26</B> strömenden Sekundär  luft, gelangen über die spiralförmige Leitungcp  5i nach der Wirbelkammer 4, um die Verbren  nung zu vervollständigen.  



  Innerhalb der Kammer 4 zirkulieren die  Gase um eine Achse 7 in einem Wirbel, wo  bei die Brennstoffteilchen während der Ver  brennung in spiraligen Bahnen sich langsam  der Achse nähern, bis sie entweder ganz ver  brannt sind oder ein sehr feiner     Aschenrück-          stand    übrigbleibt, welcher zusammen mit den  Verbrennungsgasen durch den axialen Auslass  8 strömt, dessen Durchmesser kleiner ist als  der maximale Durchmesser der Kammer 4.  



  Bei einer Gasturbine ist es wichtig, dass  unverbrannte Teile daran gehindert werden,  zu den Turbinenschaufeln zu gelangen; ander  seits sind die     Strömungsbedingungen    in der  Kammer 4 derart, dass unabhängig von ihren  Abmessungen immer eine Anzahl von Teilchen  einer     gewissen    Grösse vorhanden ist, welche  den Auslass 8 passieren, wo sie jedoch einer  Zentrifugalkraft unterworfen sind und gegen  den Umfang sieh bewegen.

   Wie in Fig. 3 ge  zeigt, können diese Teilchen entfernt werden  durch Abzapfen der     Grenzschicht    vor der  Turbine 13 mittels eines ringförmigen Kanals  9, der radial ausserhalb der     Turbinenschaufeln     12 liegt und der, falls gewünscht, als Umlei  tung wirken kann und stromabwärts der Tur  bine 13 wieder in die Abgasleitung einmündet.  



  Anstatt, wie in der Zeichnung dargestellt,  getrennte Brennkammerteile für die     Primär-          und    Sekundärverbrennung vorzusehen, kön  nen diese beiden Verbrennungen in der Wir  belkammer herbeigeführt werden. In diesem  Fall kann die     Kammer    im Längsschnitt radial  nach aussen     verjüngt    sein, wobei an einem  Axialende ein Einlass für Brennstoff und  Primärluft, am Kammerumfang ein Einlass  für Sekundärluft und am andern Axialende  ein Auslass, dessen Durchmesser kleiner ist als  der maximale Kammerdurchmesser, vorge-    sehen sein können.

   Bei einer solchen Bauart       können    in der Kammer entweder beide Luft  ströme oder nur der sekundäre einen radial  einwärts gerichteten Wirbelstromweg zum  Kammerauslass einschlagen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verbrennungseinrichtung für die Verbren nung von Brennstoff in einem schnell strö- mnenden Luftstrom, gekennzeichnet durch eine Brennkammer, die eine Wirbelkammer von kreisförmigem Querschnitt aufweist mit einem axialen Auslass, dessen Durchmesser kleiner als der maximale Durchmesser der Wirbel kammer ist, und mit einem Einlass, durch den Luft tangential in die Wirbelkammer einströ men kann, um einen radial einwärts gerich teten Wirbelstrom um die Achse der Wirbel kammer zu erzeugen, durch Mittel zur Brenn stoffeinspritzung in einen Teil der Einrich- tutg- und durch Mittel, um in dem Teil der Einrichtung, in den. der Brennstoff einge spritzt wird, eine Zone stabilisierter Verbren nung zu bilden.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Verbrennungseinrichtung nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss zur Bildung der genannten Zone Schikanen v or- gYesehen sind, um eine lokale Umkehr der Strö- mung zu erzeugen, damit heisse Gase gegen die Wurzel der Flamme hin zirkulieren können.
    ?. Verbrennungseinrichtung nach Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.ss die genannte Zone in einem eine Primärverbren- nungszone bildenden Kammerteil vorgesehen ist, wobei die Verbrennungsprodukte zusam- inen mit. unv erbrannten Brennstoffteilchen von diesem Kammerteil in die Wirbelkammer, in welcher die sekundäre Verbrennung er folgt, strömen. 3.
    Verbrennungseinrichtung nach Unter anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die Primärverbrennungszone bildende Kam merteil in einer Einlassleitung angeordnet ist, welche über eine spiralförmigge Leitung tangen- tial in die Wirbelkammer führt.. 4. Verbrennungseinrichtung nach Unter anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Mehr zahl von Primärverbrennungszonen darstellen den Flammrohren, wobei jedes Flammrohr in einem separaten, mit der Wirbelkammer ver bundenen Luftgehäuse angeordnet ist. 5.
    Verbrennungseinrichtung nach Unter anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Mehr zahl von Primärverbrennungszonen darstellen den Flammrohren, wobei alle Flammrohre in einem einzigen, mit der Wirbelhammer ver bundenen Luftgehäuse angeordnet sind. 6. Verbrennungseinrichtung nach Patent anspruch, dadurch gekennzeiehnet, dass der axiale Auslass der Wirbelkammer mit einer Leitung verbunden ist, welehe einen erwei terten Teil aufweist, der am Umfang einen ringförmigen Kanal für die Ableitung der an der Leitung anliegenden Grenzschieht bildet.
CH279731D 1947-04-18 1948-04-13 Verbrennungseinrichtung. CH279731A (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB279731X 1947-04-18
GB20148X 1948-01-02
GB230248X 1948-02-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH279731A true CH279731A (de) 1951-12-15

Family

ID=27253980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH279731D CH279731A (de) 1947-04-18 1948-04-13 Verbrennungseinrichtung.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH279731A (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3029095C2 (de) Doppelbrennstoffinjektor für ein Gasturbinentriebwerk
DE69306950T2 (de) Brennkammer und verfahren dafür
EP0625673B1 (de) Vormischbrenner zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, einer Brennkammer einer Gasturbogruppe oder Feuerungsanlage
DE3888222T2 (de) Mischen unter Anwendung eines Fluidstrahls.
DE2933060C2 (de) Brenner zur Verbrennung von staubförmigen Brennstoffen
DE69210715T2 (de) Brenner mit geringer NOx-Produktion
CH698470B1 (de) Sekundär-Brennstoffdüse sowie Brennkammer für einen Gasturbinenmotor.
DE2901099A1 (de) Kraftstoffverdampfungsvorrichtung, damit ausgeruestete brennkammer und verfahren zum betreiben derselben
CH703765A2 (de) Düse und Verfahren zum Mischen von Brennstoff und Luft in einer Düse.
DE4212810A1 (de) Brenner mit zusaetzlicher zufuehrungsmoeglichkeit fuer fluidische stoffe, insbesondere fuer gasturbinen, und verfahren zu seinem betrieb
DE4326802A1 (de) Brennstofflanze für flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe sowie Verfahren zu deren Betrieb
DE112011103722T5 (de) Brennkammer für Gasturbine für niederkalorischen Teibstoff
US2552492A (en) Air ducting arrangement for combustion chambers
DE102006060867A1 (de) Drehofenbrenner
US2577918A (en) Air jacketed combustion chamber flame tube
EP2439447A1 (de) Brennstoffdüse, Gasturbinenbrennkammer und Brenner mit einer solchen Brennstoffdüse
EP2171354B1 (de) Brenner
CH279731A (de) Verbrennungseinrichtung.
EP0043908B1 (de) Zerstäuberdüse für kontinuierliche Brennstoffeinspritzung
DE967203C (de) Verbrennungseinrichtung, insbesondere fuer Gasturbinen
DE1292631B (de) Vorrichtung zum Zerstaeuben oder Vermischen von Feststoffteilchen oder einer Fluessigkeit in einem gasfoermigen Traegermittel
DE915880C (de) Brennkammer fuer grosse Luftueberschusszahlen, insbesondere fuer Gasturbinen
DE4303720C2 (de) Partikelfiltersystem
DE2733519A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur verbrennung von staubfoermigen brennstoffen
DE69208079T2 (de) Mischvorrichtung und verfahren für gasförmige, flüssige oder pulverisierte feste substanzen