DE2925961A1 - Swirl burner - Google Patents
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Description
BAYER AKTIENGESELLSCHAFT 5090 Leverkusen, BayerwerkBAYER AKTIENGESELLSCHAFT 5090 Leverkusen, Bayerwerk
Zentralbereich Dp/bc/c 26. JuniCentral area Dp / bc / c June 26th
Patente, Marken und LizenzenPatents, trademarks and licenses
DrallbrennerSwirl burner
Die vorliegende Erfindung betrifft einen universell einsetzbaren Drallbrenner mit einem Regelbereich, der es erlaubt, bei stark unterschiedlichen Massenstrombeaufschlagungen, eingesetzten Brennstoffen und Gehalten an brennbaren Stoffen in der Verbrennungsluft jeweils optimale Verbrennungs^ und Ausbrandergebnisse zu erhalten. The present invention relates to a universally usable swirl burner with a control range that allows it allowed, with widely differing mass flow rates, fuels used and contents combustible substances in the combustion air to obtain optimal combustion and burnout results.
Seit den grundlegenden Arbeiten von Averbuch (s. z.B. V. Averbuch: Beiträge zur Verbrennungstechnik - Fraktionierte Verbrennung, drallüberlagerte Schwingungen-, Supratherm- Combustorenbau, Paris 1973) werden Drallbrenner für Verbrennungsvorgänge mit hoher räumlicher Leistungsdichte eingesetzt. Solche Brenner sind unter dem Begriff "Combuster" bzw. "Pulsocombuster" bekannt geworden.Since the fundamental work of Averbuch (see e.g. V. Averbuch: Contributions to Combustion Technology - Fractional combustion, swirl superimposed vibrations, Supratherm combustor construction, Paris 1973) swirl burners are used for combustion processes with high spatial power density. Such burners have become known under the term "Combuster" or "Pulsocombuster".
In Combustoren werden die Verbrennungsluft und/oder die zu verbrennenden Gase unter einem solchen Drall eingeführt, daß sich im Verbrennungsraum ein überkritisches Drallströmungsfeld mit peripherer Vorwärts- und axialer Rückströmung ausbildet. Aufgrund der dadurch stark verlängerten Strömungswege einzelner Gas-In combustors, the combustion air and / or the gases to be burned are subject to such a swirl introduced that a supercritical swirl flow field with peripheral forward and axial backflow forms. Due to the greatly lengthened flow paths of individual gas
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moleküle und der erhöhten Durchmischung der Reaktionspartner ist die Wahrscheinlichkeit für das Aufeinandertreffen der Reaktionspartner gegenüber der Verbrennung in herkömmlichen Brennern wesentlich erhöht und damit die hohe Leistungsdichte bewirkt.molecules and the increased mixing of the reaction partners is the probability for the meeting the reaction partner compared to the combustion in conventional burners is significantly increased and thus the causes high power density.
Für die Verbrennungscharakteristik, insbesondere einen optimalen Ausbrand, des Combustors ist die Einstellung optimaler Strömungsverhältnisse im Verbrennungsraum notwendig. Die Strömungsverhältnisse werden insbesondere durch die Verteilung von axialen und tangentialen Strömungskomponenten sowie deren Absolutwerten beschrieben.For the combustion characteristics, in particular an optimal burnout, of the combustor is the setting optimal flow conditions in the combustion chamber are necessary. The flow conditions are in particular described by the distribution of axial and tangential flow components and their absolute values.
Bei einem vorgegebenen Combustor sind die Strömungsverhältnisse im Verbrennungsraum durch die Einströmgeschwindigkeit und den Winkel unter dem die Verbrennungsluft und/oder zu verbrennenden Gase in die dem Verbrennungsraum vorgeschaltete Vorkammer eingeleitet werden, bestimmt .With a given combustor, the flow conditions in the combustion chamber are determined by the inflow velocity and the angle at which the combustion air and / or gases to be burned into the combustion chamber upstream antechamber are initiated, determined.
In den bekannten Combustoren können daher nur innerhalb eines engen Regelbereichs für den durchgesetzten Massenstrom optimale Verbrennungscharakteristiken gewährleistet werden. Ein größerer Regelbereich wird verlangt, wenn nicht nur unterschiedliche Massenströme durchgesetzt werden, sondern auch chemisch unterschiedliche Brennstoffe und/oder zu verbrennende Gase verbrannt werden sollen.In the known combustors, therefore, can only be used within a narrow control range for the enforced Mass flow optimal combustion characteristics are guaranteed. A larger control range becomes required if not only different mass flows are enforced, but also chemically different ones Fuels and / or gases to be burned are to be burned.
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Es wurde nun ein Drallbrenner gefunden, der diesen großen Regelbereich zur Verfügung stellt.A swirl burner has now been found that makes this large control range available.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Drallbrenner, bestehend ausThe present invention therefore relates to a swirl burner consisting of
einer zylindrischen Brennkammer (1) einer Vorkammer (2)a cylindrical combustion chamber (1) an antechamber (2)
einer in der Achse der Vorkammer (2) angeordneten zylindrischen Durchführung (3) zur Brennkammer (3) für die Aufnahme von Brennstoffzufuhr-, Zünd- sowie gegebenenfalls Flammenüberwachungseinrichtungen, einer freien Durchtrittsöffnung zwischen Vorkammer (2) und Brennkammer (1) in Form eines konzentrisch um die Durchführung (3) angeordneten Ringspaltes (4) sowie einer außen am Mantel der Vorkammer (2) angebrachten Einströmkammer (5) für die Verbrennungsluft und/oder zu verbrennenden Gase, wobei die Einströmkammer (5) zwei parallele, am Mantel der Vorkammer (2) längs je einer Mantellinie parallel zur Brennerachse drehbar befestigte Drallklappen (6a, 6b) enthält,a cylindrical duct (3) to the combustion chamber (3) arranged in the axis of the antechamber (2) for the inclusion of fuel supply, ignition and if necessary, flame monitoring devices, a free passage opening between antechamber (2) and combustion chamber (1) in the form of an annular gap (4) arranged concentrically around the duct (3) and an inflow chamber (5) for the combustion air attached to the outside of the jacket of the antechamber (2) and / or gases to be burned, the inflow chamber (5) having two parallel, on the jacket of the antechamber (2) swirl flaps (6a, 6b) contains,
sodaß ein Einströmkanal (7) gebildet wird, der dem einströmenden Gas einen durch Drehung der Drallklappen (6a, 6b) einstellbaren Einströmwinkel (x) zwischen senkrecht zur Brennerachse ( eC= 0°) und tangential in die Vorkammer (2) [(L ~ 90°) aufprägt, wobei sich der Qurschnitt des Einströmkanals (7) mit dem Einströmwinkel K.yC) proportional cos X, verändert.so that an inflow channel (7) is formed, which gives the inflowing gas an inflow angle (x) adjustable by rotating the swirl flaps (6a, 6b) between perpendicular to the burner axis (eC = 0 °) and tangential into the antechamber (2) [(L ~ 90 °), the cross section of the inflow channel (7) changing with the inflow angle K.yC) proportional to cos X.
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Prinzipskizzen einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drallbrenners sind in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Schematic sketches of an embodiment of the invention Swirl burners are shown in FIGS.
Figur 1 zeigt einen Schnitt in einer Ebene, die die Brennerachse enthält.Figure 1 shows a section in a plane that the Includes burner axis.
Figur 2 zeigt einen Schnitt A-A nach FigurFIG. 2 shows a section A-A according to FIG
Die in den Figuren angegebenen Ziffern und Buchstaben bezeichnen im Einzelnen:The numbers and letters given in the figures designate in detail:
1 Brennkammer1 combustion chamber
2 Vorkammer2 antechamber
3 zylindrische Durchführung durch die Vorkammer3 cylindrical passage through the antechamber
4 Ringspalt4 annular gap
5 Einströmkammer 6a,6b Drallklappen5 inflow chamber 6a, 6b swirl flaps
7 Einströmkanal7 inlet duct
R Innenradius der BrennkammerR inner radius of the combustion chamber
R. größter Innenradius der VorkammerR. largest inner radius of the antechamber
R-. Radius der äußeren RingspaltbegrenzungR-. Radius of the outer annular gap limitation
Rp, Radius der zylindrischen DurchführungRp, radius of the cylindrical bushing
L Länge der BrennkammerL length of the combustion chamber
M 1 Meßebene 1M 1 measuring plane 1
M 2 Meßebene 2M 2 measuring plane 2
Der Brennraum kann aus hitzebeständigem anorganischem oxidischem Material bestehen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn korrosive Gase und/oder Flüssig-The combustion chamber can consist of heat-resistant inorganic oxidic material. This is particular advantageous when corrosive gases and / or liquid
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keiten verbrannt werden. Die korrosiven Gase können mit der Verbrennungsluft über die Einströmkammer unter Drall eingeführt werden, oder durch gegebenenfalls in der zylindrischen Durchführung durch die Vorkammer vorgesehene Zufuhrorgane.to be burned. The corrosive gases can with the combustion air can be introduced via the inflow chamber with a swirl, or possibly through the cylindrical Feeding organs provided through the antechamber.
Korrosive Flüssigkeiten werden durch in der zylindrischen Durchführung vorgesehene Zufuhrorgane vorzugsweise unter Verdüsung eingeführt.Corrosive liquids are preferably under by means of supply elements provided in the cylindrical passage Atomization introduced.
Werden z.B. Schwelgase verbrannt, wird bei einer kramisehen Brennerwand die Anbackung von Teer an dieser aufgrund der hohen Temperatur und eines gegebenenfalls katalytischen Selbstreinigungseffektes verhindert.If, for example, smoldering gases are burned, a junk will be seen Burner wall the caking of tar on this due to the high temperature and possibly one catalytic self-cleaning effect prevented.
Der Brennraum kann aber auch aus einem doppelwandigen Metallzylinder bestehen, wobei die Verbrennungsluft und/oder zu verbrennenden Gase vor der Einleitung in die Einströmkammer im Gegenstrom durch den durch den doppelwandigen Metallzylinder gebildeten Ringkanal geleitet werden, wobei die Gase unter Kühlung des Brennkammermantels vorerhitzt werden. Dabei kann die Brennkammerwand zur Vermeidung eines Angriffs durch korrosive Gase durch eine Beschichtung aus hitzebeständigem anorganischem oxidischem Material, wie z.B. hochschmelzende Emaillierungen usw., beschichtet sein.The combustion chamber can also consist of a double-walled one There are metal cylinders, the combustion air and / or gases to be burned before being introduced into the inflow chamber in counterflow through the ring channel formed by the double-walled metal cylinder are conducted, wherein the gases are preheated while cooling the combustion chamber jacket. The Combustion chamber wall to avoid attack by corrosive gases with a coating made of heat-resistant inorganic oxidic material, such as high-melting enamels, etc., be coated.
Zur Vermeidung der Anbackung von Teer bei der Verbrennung von Schwelgasen kann die Erennerwand ferner mit katalytischen selbstreinigenden Beschichtungen versehenTo avoid the caking of tar during the combustion of carbonization gases, the Erennerwand can also catalytic self-cleaning coatings
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sein. Solche Beschichtungen sind z.B. aus der Emailindustrie zur Herstellung von Küchenherden bekannt.be. Such coatings are known, for example, from the enamel industry for the production of kitchen stoves.
Das Verhältnis von Brennkammerradius R zu Brennkammerlänge beträgt im allgemeinen zwischen 0,2 und 0,3.The ratio of the combustion chamber radius R to the combustion chamber length is generally between 0.2 and 0.3.
Die Vorkammer, besteht, wie in Figur 1 dargestellt, aus einem oberen, zylindrischen Teil mit einem Durchmesser R- von dem 1- bis 1,5-fachen des Brennraumdurchmessers R. Daran schließt sich ein im wesentlichen sich konisch zur Brennkammer hin verengender Teil an, dessen Radius R am Eintrittsort in den Brennraum die äußere Ringspaltbegrenzung bildet. Der Radius Rn am Eintritt der Vorkammer in die Brennkammer beträgt vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,7 des Radius R der Brennkammer.The prechamber consists, as shown in FIG. 1, of an upper, cylindrical part with a diameter R of 1 to 1.5 times the combustion chamber diameter R. This is followed by a part that narrows essentially conically towards the combustion chamber , the radius R of which forms the outer annular gap delimitation at the point of entry into the combustion chamber. The radius R n at the entry of the antechamber into the combustion chamber is preferably between 0.5 and 0.7 of the radius R of the combustion chamber.
Der Radius Rg der zylindrischen Durchführung durch die Vorkammer zur Aufnahme von Brennstoffzufuhr-, Zünd- und Flammenüberwachungseinrichtungen kann etwa 0,4 bis 0,6 R2. betragen.The radius Rg of the cylindrical passage through the antechamber for receiving the fuel supply, ignition and flame monitoring devices can be approximately 0.4 to 0.6 R 2 . be.
Die Einströmkammer mit den Drallklappen ist am oberen zylindrischen Teil der Vorkammer angebracht. Die öffnung, mit der der durch die Drallklappen und die obere und untere Begrenzung der Einströmkammer gebildete Einströmkanal in die Vorkammer mündet, erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkelbereich zwischen 30 und 45° des Vorkammermantels. Die Querschnittsfläche der öffnung soll etwa der Querschnittsfläche des Ringspaltes, der den Durchtritt von der Vorkammer zur Brenn-The inflow chamber with the swirl flaps is attached to the upper cylindrical part of the antechamber. The opening, with the inflow channel formed by the swirl flaps and the upper and lower boundaries of the inflow chamber opens into the antechamber, preferably extends over an angular range between 30 and 45 ° of the antechamber jacket. The cross-sectional area of the opening should be approximately the cross-sectional area of the annular gap, the passage from the antechamber to the combustion
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kammer bildet, entsprechen. Die Länge der Drallklappen in Strömungsrichtung soll das 1,8- bis 2,5-fache der Breite der Eintrittsöffnung in die Vorkammer betragen, so daß sich eine Strömungsrichtung parallel zu den Drallklappen am Eintrittsort zur Vorkammer ausbilden kann.chamber forms, correspond. The length of the swirl flaps in the direction of flow should be 1.8 to 2.5 times the width of the inlet opening into the antechamber, so that a flow direction is formed parallel to the swirl flaps at the point of entry to the antechamber can.
Wesentliches erfindungsgemäßes Bestandteil des Drallbrenners ist die neuartige Einströmkammer, die zwei parallelogrammartig um getrennte Achsen drehbare Drallklappen aufweist. Durch gleichzeitige parallelogrammartige Verdrehung der Drallklappen wird einerseits der Einströmwinkel der Verbrennungsluft und/oder zu verbrennenden Gase in die Vorkammer eingestellt und gleichzeitig der Querschnitt des Einströmkanals in charakteristischer Weise verändert, so daß durch Verstellen nur einer Stellgröße, nämlich des Drallklappenwinkels cC/ sowohl die Einströmgeschwindigkeit als auch der Einströmwinkel charakteristisch so verändert werden können, daß in der Brennkammer für einen extrem weiten Regelbereich jeweils optimale Strömungsverhältnisse gewährleistet werden können.An essential component of the swirl burner according to the invention is the novel inflow chamber, the two Has swirl flaps rotatable around separate axes like a parallelogram. By simultaneous parallelogram-like Rotation of the swirl flaps becomes on the one hand the inflow angle of the combustion air and / or to be burned Gases set in the antechamber and at the same time the cross section of the inflow channel in characteristic Way changed, so that by adjusting only one manipulated variable, namely the swirl flap angle cC / both the inflow velocity and the inflow angle are characteristically changed in this way can that in the combustion chamber for an extremely wide Control range in each case optimal flow conditions can be guaranteed.
Die in Figur 1 dargestellte Ausbildung der vorliegenden Erfindung stellt lediglich das einfachste Prinzip dar. Je nach der gestellten Aufgabe umfaßt der erfindungsge-The embodiment of the present invention shown in Figure 1 represents only the simplest principle. Depending on the task at hand, the invention
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mäße Drallbrenner eine Vielzahl von Variationen.swirl burner would have a multitude of variations.
Wird z.B. eine Vorwärmung der Verbrennungsluft und/oder der zu verbrennenden Gase verlangt, so kann die Vorkammer als konzentrisch um die Brennkammer angeordneter Ringkanal ausgebildet sein, wobei Brennkammer und Ringkammer durch 2 konzentrische Metallzylinder gebildet werden. Die Einströmkammer kann in diesem Fall in der Höhe des Brenneraustritts außen an der als Ringkanal ausgebildeten Vorkammer angebracht sein. Dabei kann es zweckmäßig sein, auf dem Umfang des Vorkammermantels mehrere Einströmkammern bzw. mehrere parallelogrammartig verstellbare Drallklappen anzuordnen, so daß jeder dadurch gebildete Einströmkanal eine entsprechend geringere Querschnittsfläche aufweist.If, for example, the combustion air is preheated and / or requires the gases to be burned, the antechamber can be arranged concentrically around the combustion chamber Ring channel be formed, the combustion chamber and ring chamber formed by 2 concentric metal cylinders will. In this case, the inflow chamber can be at the level of the burner outlet on the outside as an annular channel trained antechamber be attached. It can be useful on the circumference of the antechamber jacket to arrange several inflow chambers or several parallelogram-like adjustable swirl flaps, so that each inflow channel thus formed has a correspondingly smaller cross-sectional area.
Wenn die Verbrennung zumindest zeitweise explosibler Gase verlangt wird, wobei die Gase durch die Einströrnkammer eingeführt werden, kann er den Durchgang von der Vorkammer zur Brennkammer bildende Ringspalt rückzündsicher ausgebildet sein (z.B. gemäß DE-OS 2 745 493) '. If the combustion of explosive gases is required at least at times, the gases being introduced through the inflow chamber, the annular gap forming the passage from the antechamber to the combustion chamber can be designed to be backfire-proof (e.g. according to DE-OS 2 745 493 ) '.
Eine besondere Eigenschaft der erfindungsgemäßen Einströmkammer ist, daß diese dem einströmenden Gas bei konstantem Gasdurchsatz in Abhängigkeit von dem Drallklappenwinkel °ύ einen,linear" abhängigen Drallgrad ο aufprägt. Durch diese lineare Abhängigkeit wird die Einstellung des optimalen Arbeitspunktes des Brenners erleichtert.A special property of the inflow chamber according to the invention is that this is the inflowing gas constant gas throughput depending on the swirl flap angle ° ύ a linearly dependent degree of swirl ο imprints. This linear dependency enables the setting of the optimal operating point of the burner relieved.
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Die besonderen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Einströmorgans machen dies auch für eine Vielzahl anderer Anwendungsgebiete geeignet, bei denen Gase und/oder Flüssigkeiten unter Drall behandelt werden.The special properties of the inflow element according to the invention make this suitable for a variety of other areas of application in which gases and / or Liquids are treated under swirl.
Der erfindungsgemäße Brenner wird anhand des nachfolgenden Beispiels näher erläutert.The burner according to the invention is based on the following Example explained in more detail.
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ΛΑΛΑ
Es wird ein Brenner entsprechend Figur 1 mit folgenden Abmessungen eingesetzt:A burner according to Figure 1 with the following dimensions is used:
Brennkammerradius R = 5 äußerer Ringspaltradius R7. = Radius der zylindrischen Durchführung R„ = Brennkammerlänge L =Combustion chamber radius R = 5 outer ring gap radius R 7 . = Radius of the cylindrical bushing R "= combustion chamber length L =
Versuch 1Attempt 1
O Abhängigkeit des Drallgrades von dem DrallklappenwinkelO Dependence of the degree of swirl on the swirl flap angle
Der Brenner wird mit einem konstanten Gasstrom beaufschlagt und die Geschwindigkeitsprofile im Brennraum mit Hilfe der Hitzdrahttechnik ermittelt. Aus den gewonnenen Daten läßt sich der Drallgrad am Ringspalt zurückrechnen. Der Drallgrad ist definiert als:A constant gas flow is applied to the burner and the velocity profiles in the combustion chamber determined with the help of hot wire technology. The degree of twist at the annular gap can be determined from the data obtained calculate back. The degree of twist is defined as:
r (D r (D
mitwith
D = Dralistrom um die Ringspaltachse I = Impuls strom in Richtung Ringspaltachse R' = Geometrxekonstante der Dimension Länge (<vD = twist current around the annular gap axis I = impulse current in the direction of the annular gap axis R '= geometry constant of the dimension length (<v
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κικι
η -η -
Der ermittelte Drallgrad O BE in Abhängigkeit vom Drallklappenwinkel cL ist in Figur 3 dargestellt. Es ergibt sich ein im wesentlichen linearer Verlauf im Bereich oL = 20° bis oC= 68°. Der Drallklappenwinkel cL= entspricht dem Winkel, bei dem die äußere Drallklappe eine Tangentenfläche am Vorkammermantel bildet.The determined degree of swirl O BE as a function of the swirl flap angle cL is shown in FIG. The result is an essentially linear course in the range oL = 20 ° to oC = 68 °. The swirl flap angle cL = corresponds to the angle at which the outer swirl flap forms a tangent surface on the antechamber jacket.
Versuch 2Attempt 2
Mit Hilfe der Hitzdrahttechnik (Gas-Wärme-International Nr. 1 (1977), Seite 5 bis 12) werden die mittleren Geschwindigkeitsprofile in tangentialer und axialer Richtung in der Brennkammer über den Brennkammerradius in Höhe der in Figur 1 eingezeichneten Meßebene M ermittelt. Die Ergebnisse sind in den Figuren 4 bis 6 dargestellt. Dabei ist auf der Abszisse jeweils der Abstand r von der Brennraumachse aufgetragen und auf der Ordinate die erhaltene mittlere Geschwindigkeit in m/s.With the help of hot wire technology (Gas-Wärme-International No. 1 (1977), pages 5 to 12), the mean velocity profiles in tangential and axial directions in the combustion chamber over the combustion chamber radius at the level of Measuring plane M drawn in FIG. 1 is determined. The results are shown in FIGS. The distance r from the combustion chamber axis is plotted on the abscissa and on the ordinate the mean speed obtained in m / s.
Figur 4 zeigt die Tangential- und Axialgeschwindigkeitsprofile in Abhängigkeit von dem Gasmassenstrom m bei einem Drallklappenwinkel </>- = 27°. Der Verlauf der Axialgeschwindigkeit zeigt positive Werte in der Nähe des Brennkammermantels, d.h. eine periphere Vorwärtsströmung. Die axiale Rückströmung ist durch die negativen Werte der Axialgeschwindigkeitskomponente im Bereich zwischen r = 0 bis 50 charakterisiert. Sowohl die Tangential- als auch die Axial-Figure 4 shows the tangential and axial velocity profiles as a function of the gas mass flow m at a swirl flap angle </> - = 27 °. The history the axial velocity shows positive values in the vicinity of the combustion chamber jacket, i.e. a peripheral one Forward flow. The axial return flow is due to the negative values of the axial velocity component characterized in the range between r = 0 to 50. Both the tangential and the axial
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geschwindigkeitsprofile behalten ihre wesentliche Charakteristik bei unterschiedlichen Massenströmen bei. Lediglich die Absolutwerte verschieben sich.speed profiles retain their essential characteristics at different mass flows. Only the absolute values shift.
In Figur 5 sind die Äxialgeschwindigkeitsprofile bei einem Gasmassenstrom von 600 kg/h in Abhängigkeit vom Drallklappenwinkel $£, dargestellt.FIG. 5 shows the axial velocity profiles for a gas mass flow of 600 kg / h as a function of the swirl flap angle $ £ .
In Figur 6 sind die Tangentialgeschwindigkeitsprofile bei ebenfalls konstantem Gasmassenstrom von 600 kg/h in Abhängigkeit vom Drallklappenwinkel dargestellt. Die Geschwindigkeitsprofile unterscheiden sich im wesentlichen durch die unterschiedlichen Absolutwerte der Strömungskomponente, wobei wieder die charakteristischen Profilverläufe beibehalten worden sind.In Figure 6 are the tangential velocity profiles with a constant gas mass flow of 600 kg / h as a function of the swirl flap angle. The speed profiles differ essentially in the different absolute values the flow component, with the characteristic profile courses being retained again.
Es sei noch bemerkt, daß die Geschwindigkeitsprofile der Figuren 4 bis 6 durch Einführen kalter Luft ohne Verbrennung ermittelt wurden. Die angewandte Meßmethode der Hitzdrahttechnik erlaubt keine Ermittlung der Geschwindigkeitsprofile im heißen Brenner. Es ist jedoch davon auszugehen, daß die ermittelten Geschwindigkeitsprofile auch für den heißen Brenner charakteristisch sind, wobei sich lediglich die Absolutwerte der Geschwindigkeitskomponenten infolge der bei höhe- - rer Temperatur anderen Vo.lumenerfüllung- der Gase ändern werden. Weitere Änderungen der Geschwindigkeitsprofile können durch die zusätzliche Brennstoffzufuhr bedingt sein.It should also be noted that the velocity profiles 4 to 6 were determined by introducing cold air without combustion. The measurement method used the hot wire technology does not allow the determination of the speed profiles in the hot burner. However, it is it can be assumed that the determined velocity profiles are also characteristic of the hot burner are, with only the absolute values of the speed components due to the - Change the temperature of the other volume fulfillment of the gases will. Further changes in the speed profile can be made by the additional fuel supply be conditional.
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- VS -- VS -
Hat man nun z.B. für ein bestimmtes Brennstoff/Luftgemisch das optimale Geschwindigkeitsprofil im Verbrennungsraum für einen optimalen Ausbrand ermittelt, so kann wie Figur 4 zeigt, dieses Geschwindigkeitsprofil bei konstantem Drallklappenwinkel nur bei einem bestimmten Gasmassenstrom verifiziert werden. Ändert sich der Gasmassenstrom, so kann das optimale Profil durch Variation des Drallklappenwinkels in weiten Bereichen eingestellt werden, indem bei höherem Massenstrom ein geringerer Drallklappenwinkel und bei niedrigerem Massenstrom ein größerer Drallklappenwinkel eingestellt wird. Der optimale Drallklappenwinkel bei konstantem Massenstrom ist ebenfalls abhängig von der chemischen Zusammensetzung der Brennerbeschickung. Insbesondere bei der Abgasverbrennung fallen sowohl chemisch als auch mengenmäßig unterschiedliche zu verbrennende Gase an. Werden die verbrannten Abgase nun automatisch kontinuierlich analysiert, so kann der Analysenwert für eine automatische Regulierung des Drallklappenwinkels eingesetzt werden, so daß für die unterschiedlichen zu verbrennenden Gase jeweils ein optimaler Ausbrand erreicht wird.You now have e.g. for a certain fuel / air mixture determines the optimal speed profile in the combustion chamber for optimal burnout, so can As FIG. 4 shows, this speed profile at a constant swirl flap angle is only given at a specific one Gas mass flow can be verified. If the gas mass flow changes, the optimum profile can be achieved through variation the swirl flap angle can be set in a wide range, with a lower mass flow rate at a higher mass flow rate Swirl flap angle and with a lower mass flow a larger swirl flap angle is set. Of the optimal swirl flap angle with constant mass flow is also dependent on the chemical composition the burner loading. Particularly in the case of exhaust gas combustion, both chemically and quantitatively fall different gases to be burned. The burned exhaust gases are now automatically continuous analyzed, the analysis value can be used for automatic regulation of the swirl flap angle so that an optimal burnout is achieved for the different gases to be burned.
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Claims (1)
sodaß ein Einströmkanal (7) gebildet wird, der dem einströmenden Gas einen durch Drehung der Drallklappen (6a, 6b) einstellbaren Einströmwinkel te) zwischen senkrecht zur Brennerachse' ( eC= 0°) und tangential in die Vorkammer (2) {(L ~ 90°) aufprägt, wobei sich der Qurschnitt des Einströmkanals (7) mit dem Einströmwinkel (^) proportional cos -Xl verändert.(2) and combustion chamber (1) in the form of an annular gap (4) arranged concentrically around the passage (3) and an inlet chamber (5) for the combustion air and / or gases to be burned, which The inflow chamber (5) contains two parallel swirl flaps (6a, 6b) which are rotatably attached to the jacket of the antechamber (2) along a surface line each parallel to the burner axis,
so that an inflow channel (7) is formed which gives the inflowing gas an inflow angle te) between perpendicular to the burner axis' (eC = 0 °) and tangential into the antechamber (2) {(L ~ 90 °), the cross section of the inflow channel (7) changing proportionally with the inflow angle (^) cos -Xl.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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