DE2350338B1 - Einrichtung zur Vermeidung von Brennkammerschwingungen - Google Patents

Description

schätzten Eigenfrequenzen des Brennschachtes bei der Inbetriebnahme abweichende Werte zeigen.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 schematisch den Aufbau einer Winderhitzeranlage,

Fig.2 den Einbau des erfindungsgemäßen Hohlraumes in der Heizgasleitung,

Fig.3 die Abtrennung des unteren Teils des Brennschachtes als erfindungsgemäßen Hohlraum und

Fig.4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A gemäß Fig. 3.

In den Zeichnungen sind 1 der Brennschacht und 2 der Gitterschacht der Winderhitzeranlage. Mit 3 ist die Heizgasleitung bezeichnet, die von der Gassammelleitung 4 abzweigt. Dabei ergibt sich ein Querschnittssprung 5. Die Verbrennungsluft wird dem Brenner 9, dessen Mündung mit 6 bezeichnet ist, durch das Gebläse 7 über Leitung 8 zugeführt. 10 ist die Drosselklappe, 11 die Meßblende in der Heizgasleitung.

Der gemäß der Erfindung in der Heizgasleitung angeordnete Hohlraum ist in der Fig.2 mit 12 bezeichnet, sein Abstand von der Brennermündung 6 mit«. Die Drosselklappe 10 und die Meßblende 11 sind hierbei zwischen der Gassammelleitung 4 und · dem Hohlraum 12 vorgesehen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.3 und4 ist der Hohlraum als vom untersten Teil des Brennschachtes 1 abgetrennter und vom Heizgas durchströmter Raum 12 α ausgebildet. Die Leitung 13 von dem Raum 12 a zur Brennermündung 6 weist hierbei ebenfalls die Länge« auf.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 dabei der Querschnittssprung zwischen der Gassam- Patentansprüche: melleitung und der zum Brennschacht abzweigenden Stichleitung sowie das Verbrennungsluftgebläse be-

1. Einrichtung zur Vermeidung von Brenn- trachtet. Dabei wird näherungweise ideal »hartes« kammerschwingungen, insbesondere bei Winder- 5 akustisches Verhalten des Gebläses und ideal »weihitzeranlagen, bei der die Heizgasleitung zum ches« akustisches Verhalten des Querschnittssprun-Brenner so ausgebildet ist, daß die akustische Im- ges angenommen. Der Einfluß von Einbauten wie pedanz der Einmündung der Heizgasleitung in der Drosselklappe im Zuge der Heizgasleitung bleibt die Brennkammer einen Wert hat, der die Selbst- unberücksichtigt. Bei Einhaltung der empfohlenen erregung von Schwingungen nicht zuläßt,da- ic Abstände zwischen Brennermündung und Haupt-Redurch gekennzeichnet, daß in der Heiz- flexionsstellen sollen die Impedanzen der Leitungen gasleitung ein Hohlraum zur Reflexion vom in der Brennermündung Werte annehmen, die die Brenner ausgehender akustischer Wellen vorgese- Selbsterregung von Schwingungen nicht zulassen, hen ist, dessen Volumen etwa gleich dem vierzig- Tatsächlich wurden jedoch Brennkammerschwingunfachen Produkt aus Querschnittsfläche und 15 gen auch an Winderhitzer-Anlagen beobachtet, deren Durchmesser der Heizgasleitung oder größer ist, Leitungssystem nach den zitierten Empfehlungen und daß die Leitung zwischen Hohlraum und ausgelegt wurde.

Brennermündung frei von Einbauten ist, die den Wie Untersuchungen ergaben, liegt die Ursache für

freien Querschnitt dieser Leitung während des das Versagen der bekannten Einrichtung im wesentli-

Beheizens verringern oder vergrößern sowie eine ao chen im akustischen Verhalten der Einbauten in der

Länge hat, die etwa gleich einem Viertel der WeI- Heizgasleitung zwischen dem Querschnittssprang am

lenlänge des Schalls im Heizgas ist, die sich bei Abzweig von der Sammelleitung und dem Brenner.

Selbsterregung einstellen würde. ' Diese Einbauten (Drosselklappe zum Einstellen des

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Heizgaszuflusses und Meßblende zum Messen des kennzeichnet, daß bei Winderhitzeranlagen der as Heizgaszuflusses) sind zum Betrieb der Anlage zwinunterste Teil des Brennschachtes abgetrennt und gend an diesem Ort erforderlich. Als weiterer Grund als Hohlraum ausgebildet ist, der vom Heizgas für das Versagen der zitierten Empfehlungen wurde durchflossen wird. ermittelt, daß bei der Ableitung der Empfehlungen

ein unzulässig großer Impedanzbereich als schwin-30 gungsdämpf end angenommen worden ist.

Erfindungsgemäß wird nun die gewünschte Impedanz in der Mündung der Heizgasleitung dadurch erzeugt, daß in der Heizgasleitung ein Hohlraum zur

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ver- Reflexion vom Brenner ausgehender akustischer meidung von Brennkammerschwingungen, bei der 35 Wellen vorgesehen ist, dessen Volumen etwa gleich die Gaszuleitung zum Brenner so ausgebildet ist, daß dem vierzigfachen Produkt aus Querschnittsfläche die akustische Impedanz (vgl. E. Meyer und E. G. und Durchmesser der Heizgasleitung oder größer ist, Neumann: »Physikalische und Technische Aku- und daß die Leitung zwischen Hohlraum und Brenstik« Friedr. Vieweg&Sohn, Braunschweig, 1967) nermündung frei von Einbauten ist, die den freien der Einmündung der Heizgaszuleitung in die Brenn- 40 Querschnitt dieser Leitung während des Beheizens kammer einen Wert hat, der die Selbsterregung von wesentlich verringern oder vergrößern sowie eine Schwingungen nicht zuläßt. Länge hat, die etwa gleich einem Viertel der Wellen-

Bei der Beheizung beispielsweise von Hochofen- länge des Schalls im Heizgas ist, die sich bei Selbster-Winderhitzern treten häufig Brennkammerschwin- regung einstellen würde.

gungen vom Typ der Orgelpfeifenschwingungen auf, 45 Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird die die zu Schaden an der Anlage führen können (vgl. Impedanz der Mündung der Heizgasleitung bei vor-A. A. Putnam and W.R. Dennis: »Survey of gegebener Frequenz der Schwingungen nur noch von Organ-Pipe Oscillations in Combustion Systems«, der Impedanz des Gas-Austrittes des Hohlraumes Journal of the Acoustic Society of America 28 und der Länge des Leitungsweges zwischen Hohl-(1956). Es handelt sich um selbsterregte akustische 50 raum und Brennermündung bestimmt und bleibt unSchwingungen der Gassäulen im Brennschacht, im abhängig von den erforderlichen Einbauten, die hier Gitterschacht und in den das Heizgas sowie die Ver- im Zuge der Gaszuleitung zum Hohlraum angeordnet brennungsluft zuführenden Rohrleitungen. Im Selbst- werden und so die akustischen Eigenschaften der erregungsmechanismus spielen die Eigenschaften der Abströmseite des Hohlraumes nicht mehr nennens-Flamme, die Größe und Form des Brennschachtes 55 wert beeinflussen.

sowie die akustischen Impedanzen der Mündungen Der Einbauort des Hohlraumes in der Anlage

von Heizgas- und Verbrennungsluftleitung in den kann im Prinzip beliebig gewählt werden, wenn nur Brennschacht dominierende Rollen. Von diesen Ein- die Bedingung für die Länge des Leitungsweges zwiflußgrößen sind die akustischen Impedanzen am ehe- sehen Hohlraum und Brennermündung eingehalten sten zugänglich und veränderbar. 60 wird. Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform

Im Forschungsbericht der IRSID (vgl. J.-M. Pariel der Erfindung ist vorgesehen, daß der unterste Teil et L. de Saint Martin: »Contribution ä l'etude des in- des Brennschachtes abgetrennt und als Hohlraum stabilites de combustion dans las Foyers industriels«, ausgebildet ist, der vom Heizgas durchflossen wird. Revue Generale de Thermique, Vol. VI, No. 69, Diese Unterbringung vermeidet zusätzlichen Platzbe-Septembre 1967) werden deshalb Empfehlungen für 65 darf für den Hohlraum. Außerdem gestattet diese die Wahl der Leitungslängen zwischen Brennermün- Anordnung, die Leitungslänge zwischen Hohlraum dung akustisch reflektierenden Punkten des Lei- und Brennermündung auf einfache Art zu verändern tungssystems gegeben. Als Reflexionsstellen werden für den Fall, daß die vor dem Bau der Anlage abge-