DE29819778U1

DE29819778U1 - Swirl burner

Info

Publication number: DE29819778U1
Application number: DE29819778U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2000-03-09
Anticipated expiration: 2008-11-06

Description

R. 34225R.34225

28.07.98 Ki/Se/Me28.07.98 Ki/Se/Me

ROBERT BOSCH GMBH, 70442 StuttgartROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart

DrallbrennerSwirl burner

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Drallbrenner nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Drallbrennern dieser Gattung wird üblicherweise die Verdrallung des Brennstoff-Luftgemisches bei der Konstruktion des Brenners nach Art und Stärke festgelegt. Dabei wird von vorgegebenen Daten für die wichtigsten Einflußparameter des 2O^- Verbrennungsprozesses, wie Brennerbelastung, Gemischzusammensetzung, Temperatur und Brennraumgeometrie ausgegangen. Dadurch werden jedoch auch wichtige Randbedingungen für den Verbrennungsablauf in der Flamme und das Schwingungsverhalten der Flamme vorgegeben. Dies führt 5 beim Betrieb des Brenners in der Praxis oft zu Schwingungsproblemen, wodurch der Betriebsbereich des Verbrennungssystems eingeschränkt wird.The invention is based on a swirl burner according to the type of the main claim. In known swirl burners of this type, the type and strength of the swirl of the fuel-air mixture is usually determined when the burner is designed. This is based on predetermined data for the most important influencing parameters of the ^2O combustion process, such as burner load, mixture composition, temperature and combustion chamber geometry. However, this also specifies important boundary conditions for the combustion process in the flame and the vibration behavior of the flame. In practice, this often leads to vibration problems when the burner is operated, which limits the operating range of the combustion system.

Vorteile der Erfindung
30Advantages of the invention
30

Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Drallbrenners gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die Brennerbelastung und die
Flammenstabilisierungscharakteristik entkoppelt und so dieThe inventive design of a swirl burner according to the features of the main claim has the advantage that the burner load and the
Flame stabilization characteristics are decoupled and thus the

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Empfindlichkeit des Brennersystems gegenüber selbsterregten Verbrennungsschwingungen verringert werden kann.The sensitivity of the burner system to self-excited combustion vibrations can be reduced.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Hauptanspruchs möglich.The features listed in the subclaims enable advantageous embodiments of the subject matter of the main claim.

Eine große Variationsbreite der Drallwirkung ergibt sich, wenn der Leitschaufelkranz aus zwei Gruppen von Leitschaufeln mit unterschiedlichem Anstellwinkel gebildet ist und jede Leitschaufelgruppe ein eigenes Tragteil hat, von denen mindestens eines beweglich gelagert und steuerbar ist.A large range of variation in the swirl effect results when the guide vane ring is formed from two groups of guide vanes with different angles of attack and each guide vane group has its own supporting part, of which at least one is movably mounted and controllable.

Die Teilung des Leitschaufelkranzes in zwei Gruppen kann vorteilhaft dadurch realisiert werden, daß das Tragteil der einen Leitschaufelgruppe ein in das Brennerrohr beziehungsweise den Brennerkopf einsetzbarer, die Ausströmöffnung für das Brennstoff-Luftgemisch 0 umschließender Ringkörper ist, von dem die Leitschaufeln nach innen abstehen. Das Tragteil der anderen Leitschaufelgruppe kann ein zentral im Brennerrohr beziehungsweise Brennerkopf vorzugsweise beweglich gelagerter und steuerbarer Nabenkörper sein, von dem 5 Leitschaufeln nach außen abstehen.The division of the guide vane ring into two groups can be advantageously achieved by the supporting part of one guide vane group being an annular body which can be inserted into the burner tube or the burner head and which encloses the outflow opening for the fuel-air mixture 0, from which the guide vanes protrude inwards. The supporting part of the other guide vane group can be a hub body which is preferably movably mounted and controllable centrally in the burner tube or burner head, from which 5 guide vanes protrude outwards.

Bei Drallbrennern mit einem Leitschaufelkranz, der durch entsprechende Krümmung der Leitschaufeln eine radiale Drallkomponente erzeugt, ergibt sich eine einfache Lösung 0 für die Modifizierung der Drallwirkung, wenn der Leitschaufelkranz als ganzes derart axial verstellbar gelagert und steuerbar ist, daß seine die radialen Austrittsöffnungen begrenzenden Leitschaufelkanten mehr oder weniger weit über den Mündungsrand des Brennerrohrs beziehungsweise Brennerkopfes hervortreten.In the case of swirl burners with a guide vane ring which generates a radial swirl component by appropriate curvature of the guide vanes, a simple solution 0 for modifying the swirl effect is obtained if the guide vane ring as a whole is mounted and controllable in such an axially adjustable manner that its guide vane edges delimiting the radial outlet openings protrude more or less far beyond the mouth edge of the burner tube or burner head.

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Zeichnungdrawing

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur l einen aus zwei gegeneinander verstellbaren Gruppen von Leitschaufeln gebildeten Leitschaufelkranz nach dem ersten Ausführungsbeispiel, Figur 2 die eine Leitschaufelgruppe des Leitschaufelkranzes nach Figur 1 in Ansicht und in Draufsicht, Figur 3 die andere Leitschaufelgruppe des Leitschaufelkranzes nach Figur 1 in Ansicht und in Draufsicht und die Figur 4 als zweites Ausführungsbeispiel eine Anordnung mit einen eine radiale Drallkomponente erzeugenden Leitschaufelkranz.Two embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Figure 1 shows a guide vane ring formed from two mutually adjustable groups of guide vanes according to the first embodiment, Figure 2 shows one guide vane group of the guide vane ring according to Figure 1 in view and in plan view, Figure 3 shows the other guide vane group of the guide vane ring according to Figure 1 in view and in plan view and Figure 4 shows a second embodiment of an arrangement with a guide vane ring generating a radial swirl component.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Der in Figur 1 dargestellte Leitschaufelkranz 10 besteht aus zwei Leitschaufelgruppen 12 und 14, deren mit gleicher Umfangsteilung angeordnete Leitschaufeln 16 beziehungsweise 18 mit unterschiedlichen Anstellwinkeln ausgeführt sind. Die Leitschaufeln 16 der Leitschaufelgruppe 12 sind an einem Ringkörper 20 befestigt, der passend in ein Brennerrohr beziehungsweise einen Brennerkopf einsetzbar ist. Die Leitschaufeln 18 der Leitschaufelgruppe 14 sind an einem Nabenkörper 22 befestigt, der beweglich gelagert und gesteuert zentral im Brennerrohr beziehungsweise Brennerkopf angeordnet ist. Im zusammengebauten Zustand sind zwischen den Leitschaufeln 16, 18 Ausströmöffnungen 24 für das Brennstoffluftgemisch gebildet, deren drallerzeugende Wirkung durch Verdrehen der einen Leitschaufelgruppe gegenüber der anderen im gewünschten Sinn veränderbar ist.The guide vane ring 10 shown in Figure 1 consists of two guide vane groups 12 and 14, whose guide vanes 16 and 18 are arranged with the same circumferential pitch and are designed with different angles of attack. The guide vanes 16 of the guide vane group 12 are attached to an annular body 20, which can be inserted into a burner tube or a burner head. The guide vanes 18 of the guide vane group 14 are attached to a hub body 22, which is movably mounted and controlled centrally in the burner tube or burner head. In the assembled state, outlet openings 24 for the fuel-air mixture are formed between the guide vanes 16, 18, the swirl-generating effect of which can be changed in the desired direction by rotating one guide vane group relative to the other.

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Bei der Ausführung nach Figur 4 ist im brennraumseitigen Mündungsbereich eines Brennerrohres 26 ein Leitschaufelkranz 28 angeordnet, der über ein Gestänge 30 axial verschoben werden kann. Der Leitschaufelkranz 2 8 hat radial gekrümmte Leitschaufeln 32, zwischen denen axiale Austrittsöffnungen 34 und radiale Austrittsöffnungen 36 gebildet sind. Der Verschiebeweg des Leitschaufelkranzes 28 ist so bemessen, daß seine die radialen Austrittsöffnungen 3 6 begrenzenden Leitschaufelkanten 38 mehr oder weniger weit über den Mündungsrand 40 des Brennerrohres 26 hervortreten. Dadurch kann das Verhältnis zwischen dem axial und radial austretenden Gemischmengenanteilen im gewünschten Sinn verändert werden.In the embodiment according to Figure 4, a guide vane ring 28 is arranged in the combustion chamber-side mouth area of a burner tube 26, which can be moved axially via a rod 30. The guide vane ring 28 has radially curved guide vanes 32, between which axial outlet openings 34 and radial outlet openings 36 are formed. The displacement path of the guide vane ring 28 is dimensioned such that its guide vane edges 38 delimiting the radial outlet openings 36 protrude more or less far beyond the mouth edge 40 of the burner tube 26. In this way, the ratio between the axially and radially exiting mixture quantities can be changed in the desired direction.

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Claims

1. Drallbrenner, mit einem ein Brennstoff-Luftgemisch zuführenden Brennerrohr beziehungsweise einem Brennerkopf, in dessen Ausströmöffnung ein die Gemischströmung verdrallender Leitschaufelkranz eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallwirkung des Leitschaufelkranzes (10, 28) zum Zweck der Flammenstabilisierung durch Verstellen von Leitschaufeln (16, 18, 32) variierbar ist. 1. Swirl burner, with a burner tube supplying a fuel-air mixture or a burner head, in the outlet opening of which a guide vane ring is installed which swirls the mixture flow, characterized in that the swirl effect of the guide vane ring ( 10 , 28 ) can be varied for the purpose of flame stabilization by adjusting guide vanes ( 16 , 18 , 32 ).

2. Drallbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitschaufelkranz (10) aus zwei Gruppen (12, 14) von Leitschaufeln (16, 18) mit unterschiedlichem Anstellwinkel gebildet ist und jede Leitschaufelgruppe (12, 14) ein eigenes Tragteil (20, 22) hat, von denen mindestens eines beweglich gelagert und steuerbar ist. 2. Swirl burner according to claim 1, characterized in that the guide vane ring ( 10 ) is formed from two groups ( 12 , 14 ) of guide vanes ( 16 , 18 ) with different angles of attack and each guide vane group ( 12 , 14 ) has its own support part ( 20 , 22 ), of which at least one is movably mounted and controllable.

3. Drallbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (20) der einen Leitschaufelgruppe (12) ein in das Brennerrohr beziehungsweise in einen Brennerkopf einsetzbarer, die Ausströmöffnung für das Brennstoff- Luftgemisch umschließender Ringkörper ist, von dem die Leitschaufeln (16) nach innen abstehen. 3. Swirl burner according to claim 2, characterized in that the supporting part ( 20 ) of one guide vane group ( 12 ) is an annular body which can be inserted into the burner tube or into a burner head and which encloses the outflow opening for the fuel-air mixture, from which the guide vanes ( 16 ) protrude inwards.

4. Drallbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (22) der einen Leitschaufelgruppe (14) ein zentral im Brennerrohr beziehungsweise Brennerkopf vorzugsweise beweglich gelagerter und steuerbarer Nabenkörper ist, von dem die Leitschaufeln (18) nach außen abstehen. 4. Swirl burner according to claim 2, characterized in that the supporting part ( 22 ) of one guide vane group ( 14 ) is a hub body which is preferably movably mounted and controllable centrally in the burner tube or burner head and from which the guide vanes ( 18 ) protrude outwards.

5. Drallbrenner nach Anspruch 1, mit einem Leitschaufelkranz, der durch entsprechende Krümmung der Leitschaufeln eine radial Drallkomponente erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitschaufelkranz (28) als ganzes derart axial verstellbar gelagert und steuerbar ist, daß seine die radialen Austrittsöffnungen (36) begrenzenden Leitschaufelkanten (38) mehr oder weniger weit über den Mündungsrand (40) des Brennerrohres (26) beziehungsweise Brennerkopfes hervortreten. 5. Swirl burner according to claim 1, with a guide vane ring which generates a radial swirl component by corresponding curvature of the guide vanes, characterized in that the guide vane ring ( 28 ) as a whole is mounted and controllable in an axially adjustable manner such that its guide vane edges ( 38 ) delimiting the radial outlet openings ( 36 ) protrude more or less far beyond the mouth edge ( 40 ) of the burner tube ( 26 ) or burner head.