EP0780630A2 - Brenner für einen Wärmeerzeuger - Google Patents
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- EP0780630A2 EP0780630A2 EP96810827A EP96810827A EP0780630A2 EP 0780630 A2 EP0780630 A2 EP 0780630A2 EP 96810827 A EP96810827 A EP 96810827A EP 96810827 A EP96810827 A EP 96810827A EP 0780630 A2 EP0780630 A2 EP 0780630A2
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- F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
- F23D17/002—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel
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- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
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- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
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- F23D11/40—Mixing tubes or chambers; Burner heads
- F23D11/402—Mixing chambers downstream of the nozzle
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- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/07002—Premix burners with air inlet slots obtained between offset curved wall surfaces, e.g. double cone burners
Definitions
- the present invention relates to a burner according to the preamble of claim 1.
- the invention seeks to remedy this.
- the object of the invention is to achieve flame stabilization in a premix burner of the type mentioned at the outset with maximized efficiency and minimization of pollutant emissions.
- the essential measure of the invention relates to the position of the head-side fuel nozzle, which is set back upstream by a certain distance from the inflow of the combustion air, this distance depending on the spray angle selected.
- the mouth of the fuel nozzle comes to a standstill in the area of a fixed casing, which means that openings can be provided radially around the nozzle mouth, through which purging air flows into the cross section induced by the fuel nozzle.
- the flow cross-section of these openings is selected such that the air mass flow flowing through these openings in gas operation is not sufficient to shift the backflow zone further downstream.
- the fuel spray acts practically as a jet pump, which increases the air mass flow through the openings mentioned. This causes a larger axial impulse that shifts the backflow zone further downstream.
- Another advantage of the invention is that the fuel spray with a larger cone radius enters the main flow, that is to say into the combustion air flowing through the tangential air inlet slots, due to the setback of the fuel nozzle.
- the fuel spray has already decayed from a film into drops in this plane and the conical surface area of this fuel spray has increased by a factor of 3 when entering the combustion air area from the tangential air inlet slots. This improves the spread of the fuel spray and does not hinder the inflow of the combustion air.
- Another important advantage of the invention is that by varying the opening cross sections for the air mass flow in the area of the fuel nozzle, the backflow zone and thus the flame position can be directly influenced during operation.
- Fig. 1 shows the overall structure of a burner.
- a swirl generator 100a is effective, the design of which is shown and described in more detail in the following FIGS. 2-5.
- This swirl generator 100a is a conical structure which is acted upon tangentially several times by a tangentially flowing combustion air flow 115.
- the flow formed here is seamlessly transferred to a transition piece 200 using a transition geometry provided downstream of the swirl generator 100a, in such a way that no separation areas can occur there.
- the configuration of this transition geometry is described in more detail in FIG. 6.
- This transition piece 200 is extended on the outflow side of the transition geometry by a tube 20, both parts forming the actual mixing tube 220, also called the mixing section, of the burner.
- the mixing tube 220 can consist of a single piece, that is to say then that the transition piece 200 and tube 20 are fused into a single coherent structure, the characteristics of each part being retained. Become transition piece 200 and tube 20 from two parts created, they are connected by a bushing ring 10, the same bushing ring 10 serving on the head side as an anchoring surface for the swirl generator 100a. Such a bushing ring 10 also has the advantage that different mixing tubes can be used.
- the actual combustion chamber 30 is located on the outflow side of the tube 20 and is here only symbolized by the flame tube.
- the mixing tube 220 fulfills the condition that a defined mixing section is provided downstream of the swirl generator 100a, in which a perfect premixing of fuels of different types is achieved.
- This mixing section i.e. the mixing tube 220, furthermore enables loss-free flow guidance, so that no backflow zone can initially form even in operative connection with the transition geometry, so that the length of the mixing tube 220 can influence the quality of the mixture for all types of fuel.
- this mixing tube 220 has yet another property, which consists in the fact that in the mixing tube 220 itself the axial speed profile has a pronounced maximum on the axis, so that the flame cannot be re-ignited from the combustion chamber. However, it is correct that with such a configuration this axial speed drops towards the wall.
- the mixing tube 220 is provided with a number of regularly or irregularly distributed bores 21 of various cross-sections and directions in the flow and circumferential direction, through which an amount of air flows into the interior of the mixing tube 220 and along the wall in the Inducing an increase in speed in the sense of filming.
- Another possibility of achieving the same effect is that the flow cross section of the mixing tube 220 is narrowed on the downstream side of the transition channels 201, which form the transition geometry already mentioned, as a result of which the overall speed level within the mixing tube 220 is increased.
- these bores 21 run under one acute angle with respect to the burner axis 60.
- the outlet of the transition channels 201 corresponds to the narrowest flow cross-section of the mixing tube 220.
- the transition channels 201 mentioned therefore bridge the respective cross-sectional difference without adversely affecting the flow formed. If the selected precaution triggers an intolerable pressure loss when guiding the pipe flow 40 along the mixing pipe 220, this can be remedied by providing a diffuser (not shown in the figure) at the end of the mixing pipe.
- a combustion chamber 30 adjoins the end of the mixing tube 220, a cross-sectional jump occurring between the two flow cross sections. Only here does a central backflow zone 50 form, which has the properties of a flame holder.
- FIG. 2 shows a schematic illustration of a swirl generator 100a, which is described in more detail in the following FIGS. 3-5 becomes.
- 1 is the representation of the fuel nozzle 103 placed in the center, which is set back upstream relative to the beginning 125 of the conical flow cross section, the path 126 depending on the spray angle 105 selected.
- the mouth 104 of the fuel nozzle 103 comes to rest in the region of the fixed casing 101a, 102a on the head side.
- the fuel spray 105 resulting from the displacement of the fuel nozzle 103 enters the area covered by the main flow of the combustion air into the interior 114 of the burner with a larger cone radius, so that the fuel spray 105 no longer behaves as a solid, compact body in this area.
- radially or quasi-radially arranged openings 124 are provided in the area of the plane of the fuel spray orifice 104, through which a purge air flows into the cross section induced by the size of the fuel nozzle 103.
- the flow cross-section of these openings 124 is selected such that, in gas operation, the air mass flow flowing through these openings is not sufficient to shift the return flow zone (cf. FIG. 1) further downstream.
- the fuel spray 105 acts practically as a jet pump, which increases the air mass flow through the openings 124 mentioned. This causes a larger axial impulse, which shifts the backflow zone further downstream, which acts as a good measure against back-ignition of the flame.
- the schematically illustrated conical partial bodies 101, 102 are discussed in more detail in FIGS. 2-5.
- the configuration and mode of operation of the tangential air inlet slots 119, 120 are also dealt with in more detail there.
- FIG. 3 is used at the same time as FIG. 2. Furthermore, in order not to make this FIG. 2 unnecessarily confusing, the guide plates 121a, 121b shown schematically according to FIG. 3 have only been hinted at in it. In the description of FIG. 2, reference is made below to the figures mentioned as required.
- the first part of the burner according to FIG. 1 forms the swirl generator 100a shown in FIG. 2.
- This consists of two hollow, conical partial bodies 101, 102 which are nested in one another in a staggered manner.
- the number of conical partial bodies can of course be greater than two, as shown in FIGS. 4 and 5; This depends on the mode of operation of the entire burner, as will be explained in more detail below. In certain operating constellations, it is not excluded to provide a swirl generator consisting of a single spiral.
- the offset of the respective central axis or longitudinal symmetry axes 201b, 202b of the tapered partial bodies 101, 102 to one another creates a tangential channel, that is to say an air inlet slot 119, 120 (FIG.
- the combustion air 115 in Interior of the swirl generator 100a ie flows into the cone cavity 114 of the same.
- the conical shape of the partial bodies 101, 102 shown in the flow direction has a specific fixed angle.
- the partial bodies 101, 102 can have an increasing or decreasing cone inclination in the direction of flow, similar to a trumpet or. Tulip. The last two forms are not included in the drawing, since they can be easily understood by a person skilled in the art.
- the two conical partial bodies 101, 102 each have a cylindrical starting part 101a, 102a, which likewise, analogously to the conical partial bodies 101, 102, run offset from one another, so that the tangential air inlet slots 119, 120 are present over the entire length of the swirl generator 100a.
- a nozzle 103 is preferably accommodated for a liquid fuel 112, the injection 104 of which coincides approximately with the narrowest cross section of the conical cavity 114 formed by the conical partial bodies 101, 102.
- the injection capacity and the type of this nozzle 103 depend on the given parameters of the respective burner.
- the swirl generator 100a can be made purely conical, that is to say without cylindrical starting parts 101a, 102a.
- the tapered partial bodies 101, 102 further each have a fuel line 108, 109, which are arranged along the tangential air inlet slots 119, 120 and are provided with injection openings 117, through which a gaseous fuel 113 is preferably injected into the combustion air 115 flowing through there, such as arrows 116 symbolize this.
- These fuel lines 108, 109 are preferably placed at the latest at the end of the tangential inflow, before entering the cone cavity 114, in order to obtain an optimal air / fuel mixture.
- the fuel 112 brought in through the nozzle 103 is normally a liquid fuel, and it is readily possible to form a mixture with another medium. This fuel 112 is injected into the cone cavity 114 at an acute angle.
- a cone-shaped fuel spray 105 is thus formed from the nozzle 103 and is enclosed by the rotating combustion air 115 flowing in tangentially.
- the concentration of the injected fuel 112 is continuously reduced by the inflowing combustion air 115 to mix in the direction of evaporation.
- a gaseous fuel 113 is introduced via the opening nozzles 117, the fuel / air mixture is formed directly at the end of the air inlet slots 119, 120.
- the combustion air 115 is additionally preheated or, for example, with a recirculated one Enriched with flue gas or exhaust gas, this sustainably supports the evaporation of the liquid fuel 112 before this mixture flows into the downstream stage.
- liquid fuels should be supplied via lines 108, 109.
- the conical partial bodies 101, 102 with regard to the cone angle and the width of the tangential air inlet slots 119, 120, narrow limits must be observed per se so that the desired flow field of the combustion air 115 can be set at the outlet of the swirl generator 100a.
- reducing the tangential air inlet slots 119, 120 already favors the faster formation of a backflow zone in the area of the swirl generator.
- the axial speed within the swirl generator 100a can be changed by a corresponding supply, not shown, of an axial combustion air flow.
- a corresponding swirl generation prevents the formation of flow separations within the mixing tube downstream of the swirl generator 100a.
- the design of the swirl generator 100a is furthermore particularly suitable for changing the size of the tangential air inlet slots 119, 120, with which a relatively large operational bandwidth can be recorded without changing the overall length of the swirl generator 100a.
- the partial bodies 101, 102 can also be displaced relative to one another in another plane, as a result of which an overlap thereof can even be provided. It is also possible to interleave the partial bodies 101, 102 in a spiral manner by counter-rotating movement. It is thus possible to vary the shape, size and configuration of the tangential air inlet slots 119, 120 as desired, with which the swirl generator 100a can be used universally without changing its overall length.
- the guide plates 121a, 121b have a flow initiation function whereby, depending on their length, they extend the respective end of the tapered partial bodies 101, 102 in the direction of flow towards the combustion air 115.
- the channeling of the combustion air 115 into the cone cavity 114 can be optimized by opening or closing the guide plates 121a, 121b about a pivot point 123 located in the region of the entry of this channel into the cone cavity 114, in particular this is necessary if the original gap size of the tangential air inlet slots 119, 120 should be changed dynamically.
- these dynamic arrangements can also be provided statically, in that guide baffles as required form a fixed component with the tapered partial bodies 101, 102.
- the swirl generator 100a can also be operated without baffles, or other aids can be provided for this.
- the swirl generator 100a is now composed of four partial bodies 130, 131, 132, 133.
- the associated longitudinal symmetry axes for each partial body are marked with the letter a.
- this configuration it should be said that, due to the lower swirl strength generated in this way and in cooperation with a correspondingly enlarged slot width, it is ideally suited to prevent the vortex flow from bursting in the mixing tube on the downstream side of the swirl generator, so that the mixing tube can best fulfill the role intended for it .
- FIG. 6 differs from FIG. 5 in that the partial bodies 140, 141, 142, 143 have a blade profile shape which is provided to provide a certain flow. Otherwise the mode of operation of the swirl generator has remained the same.
- the admixture of the fuel 116 in the combustion air flow 115 takes place from the inside of the blade profiles, ie the fuel line 108 is now integrated in the individual blades. Also here the longitudinal symmetry axes to the individual partial bodies are marked with the letter a.
- the transition geometry is constructed for a swirl generator 100a with four partial bodies, corresponding to FIG. 4 or 5. Accordingly, the transition geometry as a natural extension of the upstream partial body four transition channels 201, whereby the conical quarter surface of the partial body is extended until it the wall of the tube 20 or. of the mixing tube 220 cuts.
- the same considerations also apply if the swirl generator is constructed from a principle other than that described under FIG. 2.
- the surface of the individual transition channels 201 which runs downward in the flow direction has a shape which runs spirally in the flow direction and which describes a crescent-shaped course, corresponding to the fact that in the present case the flow cross section of the transition piece 200 widens conically in the flow direction.
- the swirl angle of the transition channels 201 in the flow direction is selected such that the pipe flow then still has a sufficiently large distance up to the cross-sectional jump at the combustion chamber inlet in order to achieve a perfect premixing with the injected fuel. Furthermore, the above-mentioned measures also increase the axial speed on the mixing tube wall downstream of the swirl generator. The transition geometry and the measures in the area of the mixing tube bring about a significant increase in the axial speed profile towards the center of the mixing tube, so that the risk of early ignition is decisively counteracted.
- the flow cross section of the tube 20 receives a transition radius R in this area, the size of which basically depends on the flow within the Tube 20 depends.
- This radius R is selected so that the flow is applied to the wall and the swirl number can increase sharply.
- the size of the radius R can be quantitatively defined so that it is> 10% of the inner diameter d of the tube 20.
- the backflow bladder 50 now increases enormously.
- This radius R extends to the exit plane of the tube 20, the angle ⁇ between the beginning and end of the curvature being ⁇ 90 °.
- the tear-off edge A runs along one leg of the angle ⁇ into the interior of the tube 20 and thus forms a tear-off step S with respect to the front point of the tear-off edge A, the depth of which is> 3 mm.
- the edge running parallel to the exit plane of the tube 20 can be brought back to the exit plane level by means of a curved course.
- the angle ⁇ ' which extends between the tangent of the tear-off edge A and perpendicular to the exit plane of the tube 20, is the same size as the angle ⁇ .
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Wird bei drallstabilisierten Brennern, wie ein solcher beispielsweise aus EP-B1-0 321 809 als Vormischbrenner hervorgeht, auf der Brennerachse ein flüssiger Brennstoff eingedüst, so wirkt die sich von der Brennstoffdüse stromabwärts bildende Flüssigkeitsäule für den tangential in den Innenraum des Vormischbrenners einströmenden Verbrennungsluftstrom insbesondere im ersten Bereich stromab der Eindüsung wie ein Festkörper. Gegenüber der Strömung ohne Flüssigbrennstoffeindüsung wird die Verbrennungsluftzuströmung im Brennerkopf behindert, wodurch sich die Tangentialkomponente der sich bildenden Drallströmung verstärkt. Dies führt zu einer Aenderung der Flammenposition, welche weiter stromauf wandert. Wird entlang der tangentialen Lufteintrittsschlitze eine weitere Eindüsung eines Brennstoffes vorgenommen, so ist der Betrieb einer solchen Brennstoffeindüsung auf höchste gefährdet, weil einer in diesem Bereich wirkende Flammenfront unweigerlich zu einer Rückzündung in das System führt. Des weiteren kommt es zu einer Anfettung des Flammenzentrum, welche mannigfaltig den Betrieb eines solchen Vormischbrenners benachteiligt. Bei einer solchen Betrieb lassen sich verschiedentliche Nachteile ausmachen, welche sich, nicht abschliessend aufgezählt, wie folgt erfassen lassen:
- a) Es findet eine nicht zu unterschätzende Erhöhung der Gefahr eines Flammenrückschlages statt, wobei dies leicht zu einem Abbrennen von Teilen des Vormischbrenners führen kann. Findet eine solche statt, so entsteht ein Gefahrenpotential, insoweit, als abbröckelnde Teile eine schwerwiegende Havarie der Maschine auslösen können;
- b) Ein Betrieb bei optimaler Flammenposition mit einem Flüssigbrennstoff darf aus Sicherheitsgründen nicht breit ausgelegt sein, womit der Vormischbrenner einen kleinen Betriebsbereich aufweist;
- c) Das Fehlen einer integralen Durchmischung von Anbeginn zwischen dem Spraykegel und dem Verbrennungsluftstrom aus obengenannten Gründen führt unweigerlich zu einer Steigerung der NOx-Emissionen;
- d) Die inhomogene Gemischverteilung führt darüber hinaus zu weiteren Nachteilen, welche erhöhte Schadstoff-Emissionen sowie die Entstehung von Pulsationen auslösen;
- e) Von den optimalen Strömungsbedingungen für eine sichere und effiziente Verbrennung sind grosse Abweichungen auszumachen.
- Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen geknnnzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Vormischbrenner der eingangs genannten Art eine Flammenstabilisation bei maximiertem Wirkungsgrad und Minimierung der Schadstoff-Emissionen zu erzielen.
- Die wesentliche Massnahme der Erfindung betrifft die Stellung der kopfseitigen Brennstoffdüse, welche um eine bestimmte Strecke gegenüber der Einströmung der Verbrennungsluft stromauf zurückversetzt wird, wobei diese Strecke von dem gewählten Spraywinkel abhängt. Durch diese Versetzung kommt die Mündung der Brennstoffdüse im Bereich einer festen Ummantelung zu stehen, womit hier gleichzeitig radial um die Düsenmündung Oeffnungen vorgesehen werden können, durch welche Spülluft in den von der Brennstoffdüse induzierten Querschnitt einströmt. Der Durchflussquerschnitt dieser Oeffnungen wird so gewählt, dass im Gasbetrieb der durch diese Oeffnungen strömende Luftmassenstrom nicht ausreicht, um die Rückströmzone weiter stromab zu verschieben. Im Flüssigbrennstoffbetrieb wirkt das Brennstoffspray praktisch als Strahlpumpe, womit sich der Luftmassenstrom durch die genannten Oeffnungen erhöht. Dies bewirkt einen grösseren axialen Impuls, der die Rückströmzone weiter stromab verschiebt.
- Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Rückversetzung der Brennstoffdüse das Brennstoffspray mit einem grösseren Kegelradius in die Hauptströmung, also in die durch die tangentialen Lufteintrittsschlitze strömende Verbrennungsluft eintritt. Das Brennstoffspray ist in dieser Ebene bereits von einem Film zu Tropfen zerfallen und die Kegelmantelfläche dieses Brennstoffsprays hat sich beim Eintreten in den Bereich der Verbrennungsluft aus den tangentialen Lufteintrittsschlitze um einen Faktor 3 vergrössert. Dadurch wird die Ausbreitung des Brennstoffsprays verbessert und die Zuströmung der Verbrennungsluft nicht behindert.
- Schliesslich ist darauf hinzuweisen, dass der durch die Oeffnungen im Bereich der Brennstoffdüse angesaugte Luftmassenstrom eine Benetzung der Kegelinnenspitze verhindert, da er sich als Film zwischen Brennstoffspray und Wand legt und vor allem den Oeffnungswinkel des Sprays definiert. Dieser bleibt über einen grossen Lastbereich konstant.
- Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass durch varieren der Oeffnungsquerschnitte für den Luftmassenstrom im Bereich der Brennstoffdüse die Rückströmzone und somit die Flammenposition während des Betriebes direkt beinflusst werden kann.
- Vorteilhafte und zweckmässige Weiterbildungen der erfindungsgemässen Aufgabenlösung sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet.
- Im folgenden wird anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der erfindung näher erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind weggelassen worden. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Strömungsrichtung der Medien ist mit Pfeilen angegeben.
- Es zeigt:
- Fig. 1
- einen als Vormischbrenner ausgelegten Brenner mit einer Mischstrecke stromab eines Drallerzeugers,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung des Drallerzeugers mit Positionierung der Brennstoffeindüsung,
- Fig. 3
- einen Drallerzeuger als Bestandteil des Vormischbrenners nach Fig. 1, in perspektivischer Darstellung, entsprechend aufgeschnitten,
- Fig. 4
- eine Schnittebene durch den als zweischalig ausgebildeten Drallerzeuger nach Fig. 3,
- Fig. 5
- eine Schnittebene durch einen vierschaligen Drallerzeuger,
- Fig. 6
- eine Schnittebene durch einen Drallerzeuger, dessen Schalen schaufelförmig profiliert sind,
- Fig. 7
- eine Darstellung der Form der Uebergangsgeometrie zwischen Drallerzeuger und nachgeschalteter Mischstrecke und
- Fig. 8
- eine Abrisskante zur räumlichen Stabilisierung der Rückströmzone.
- Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau eines Brenners. Anfänglich ist ein Drallerzeuger 100a wirksam, dessen Ausgestaltung in den nachfolgenden Fig. 2-5 noch näher gezeigt und beschrieben wird. Es handelt sich bei diesem Drallerzeuger 100a um ein kegelförmiges Gebilde, das tangential mehrfach von einem tangential einströmenden Verbrennungsluftstromes 115 beaufschlagt wird. Die sich hierein bildende Strömung wird anhand einer stromab des Drallerzeugers 100a vorgesehenen Uebergangsgeometrie nahtlos in ein Uebergangsstück 200 übergeleitet, dergestalt, dass dort keine Ablösungsgebiete auftreten können. Die Konfiguration dieser Uebergangsgeometrie wird unter Fig. 6 näher beschrieben. Dieses Uebergangsstück 200 ist abströmungsseitig der Uebergangsgeometrie durch ein Rohr 20 verlängert, wobei beide Teile das eigentliche Mischrohr 220, auch Mischstrecke genannt, des Brenners bilden. Selbstverständlich kann das Mischrohr 220 aus einem einzigen Stück bestehen, d.h. dann, dass das Uebergangsstück 200 und Rohr 20 zu einem einzigen zusammenhängenden Gebilde verschmolzen sind, wobei die Charakteristiken eines jeden Teils erhalten bleiben. Werden Uebergangsstück 200 und Rohr 20 aus zwei Teilen erstellt, so sind diese durch einen Buchsenring 10 verbunden, wobei der gleiche Buchsenring 10 kopfseitig als Verankerungsfläche für den Drallerzeuger 100a dient. Ein solcher Buchsenring 10 hat darüber hinaus den Vorteil, dass verschiedene Mischrohre eingesetzt werden können. Abströmungsseitig des Rohres 20 befindet sich die eigentliche Brennkammer 30, welche hier lediglich durch das Flammrohr versinnbildlicht ist. Das Mischrohr 220 erfüllt die Bedingung, dass stromab des Drallerzeugers 100a eine definierte Mischstrecke bereitgestellt wird, in welcher eine perfekte Vormischung von Brennstoffen verschiedener Art erzielt wird. Diese Mischstrecke, also das Mischrohr 220, ermöglicht des weiteren eine verlustfreie Strömungsführung, so dass sich auch in Wirkverbindung mit der Uebergangsgeometrie zunächst keine Rückströmzone bilden kann, womit über die Länge des Mischrohres 220 auf die Mischungsgüte für alle Brennstoffarten Einfluss ausgeübt werden kann. Dieses Mischrohres 220 hat aber noch eine andere Eigenschaft, welche darin besteht, dass im Mischrohr 220 selbst das Axialgeschwindigkeits-Profil ein ausgeprägtes Maximum auf der Achse besitzt, so dass eine Rückzündung der Flamme aus der Brennkammer nicht möglich ist. Allerdings ist es richtig, dass bei einer solchen Konfiguration diese Axialgeschwindigkeit zur Wand hin abfällt. Um Rückzündung auch in diesem Bereich zu unterbinden, wird das Mischrohr 220 in Strömungs- und Umfangsrichtung mit einer Anzahl regelmässig oder unregelmässig verteilten Bohrungen 21 verschiedenster Querschnitte und Richtungen versehen, durch welche eine Luftmenge in das Innere des Mischrohres 220 strömt, und entlang der Wand im Sinne einer Filmlegung eine Erhöhung der Geschwindigkeit induzieren. Eine andere Möglichkeit die gleiche Wirkung zu erzielen, besteht darin, dass der Durchflussquerschnitt des Mischrohres 220 abströmungsseitig der Uebergangskanäle 201, welche die bereits genannten Uebergangsgeometrie bilden, eine Verengung erfährt, wodurch das gesamte Geschwindigkeitsniveau innerhalb des Mischrohres 220 angehoben wird. In der Figur verlaufen diese Bohrungen 21 unter einem spitzen Winkel gegenüber der Brennerachse 60. Des weiteren entspricht der Auslauf der Uebergangskanäle 201 dem engsten Durchflussquerschnitt des Mischrohres 220. Die genannten Uebergangskanäle 201 überbrücken demnach den jeweiligen Querschnittsunterschied, ohne dabei die gebildete Strömung negativ zu beeinflussen. Wenn die gewählte Vorkehrung bei der Führung der Rohrströmung 40 entlang des Mischrohres 220 einen nicht tolerierbaren Druckverlust auslöst, so kann hiergegen Abhilfe geschaffen werden, indem am Ende des Mischrohres ein in der Figur nicht gezeigter Diffusor vorgesehen wird. Am Ende des Mischrohres 220 schliesst sich eine Brennkammer 30 an, wobei zwischen den beiden Durchflussquerschnitten ein Querschnittssprung vorhanden ist. Erst hier bildet sich eine zentrale Rückströmzone 50, welche die Eigenschaften eines Flammenhalters aufweist. Bildet sich innerhalb dieses Querschnittssprunges während des Betriebes eine strömungsmässige Randzone, in welcher durch den dort vorherrschenden Unterdruck Wirbelablösungen entstehen, sq führt dies zu einer verstärkten Ringstabilisation der Rückströmzone 50. Stirnseitig weist die Brennkammer 30 eine Anzahl Oeffnungen 31 auf, durch welche eine Luftmenge direkt in den Querschnittssprung strömt, und dort unteren anderen dazu beiträgt, dass die Ringstabilisation der Rückströmzone 50 gestärkt wird. Danebst darf nicht unerwähnt bleiben, dass die Erzeugung einer stabilen Rückströmzone 50 auch eine ausreichend hohe Drallzahl in einem Rohr erfordert. Ist eine solche zunächst unerwünscht, so können stabile Rückströmzonen durch die Zufuhr kleiner stark verdrallter Luftströmungen am Rohrende, beispielsweise durch tangentiale Oeffnungen, erzeugt werden. Dabei geht man hier davon aus, dass die hierzu benötigte Luftmenge in etwa 5-20% der Gesamtluftmenge beträgt. Was die Ausgestaltung der Abrisskante am Ende des Mischrohres 220 betrifft, wird auf die Beschreibung unter Fig. 8 verwiesen.
- Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Drallerzeugers 100a, der in den nachfolgenden Fig. 3-5 näher beschrieben wird. Wesentlich an Fig. 1 ist die Darstellung der mittig plazierten Brennstoffdüse 103, welche gegenüber dem Anfang 125 des kegeligen Durchflussquerschnittes stromauf zurückversetzt ist, wobei die Strecke 126 von dem gewählten Spraywinkel 105 abhängt. Durch diese Versetzung kömmt die Mündung 104 der Brennstoffdüse 103 im Bereich der kopfseitigen festen Ummantelung 101a, 102a zu stehen. Das durch die Rückversetzung der Brennstoffdüse 103 entstehende Brennstoffspray 105 tritt mit einem grösseren Kegelradius in den von der Hauptströmung der Verbrennungsluft in den Innenraum 114 des Brenners abgedeckten Bereich ein, so dass sich das Brennstoffspray 105 in diesem Bereich nicht mehr als einen festen kompakten Körper verhält, sondern bereits zu Tropfen zerfallen ist und demnach leicht durchdringbar ist. Die Zuströmung der Verbrennungsluft 115 in das Brennstoffspray 105 wird nicht mehr behindert, was sich auf die Mischungsqualität im positiven Sinne niederschlägt, dadurch, dass das Brennstoffspray 105 leichter durch die Verbrennungsluft durchdrungen werden kann. Darüber hinaus, im Bereich der Ebene der Brennstoffspray-Mündung 104 sind radial oder quasi-radial angeordnete Oeffnungen 124 vorgesehen, durch welche eine Spülluft in den von der Grösse der Brennstoffdüse 103 induzierten Querschnitt einströmt. Der Durchflussquerschnitt dieser Oeffnungen 124 wird so gewählt, dass im Gasbetrieb der durch diese Oeffnungen strömenden Luftmassenstrom nicht ausreicht, um die Rückströmzone (Vgl. Fig. 1) weiter stromab zu verschieben. Im Flüssigbrennstoffbetrieb wirkt das Brennstoffspray 105 praktisch als Strahlpumpe, womit sich der Luftmassenstrom durch die genannten Oeffnungen 124 erhöht. Dies bewirkt einen grösseren axialen Impuls, der die Rückströmzone weiter stromab verschiebt, was als gute Massnahme gegen eine Rückzündung der Flamme wirkt. Auf die schematisch dargestellten kegelförmigen Teilkörper 101, 102 wird in Fig. 2-5 näher eingegangen. Dort werden auch Konfiguration und Wirkungsweise der tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 näher behandelt.
- Um den Aufbau des Drallerzeugers 100a besser zu verstehen, ist es von Vorteil, wenn gleichzeitig zu Fig. 2 mindestens Fig. 3 herangezogen wird. Des weiteren, um diese Fig. 2 nicht unnötig unübersichtlich zu gestalten, sind in ihr die nach den Figur 3 schematisch gezeigten Leitbleche 121a, 121b nur andeutungsweise aufgenommen worden. Im folgenden wird bei der Beschreibung von Fig. 2 nach Bedarf auf die genannten Figuren hingewiesen.
- Der erste Teil des Brenners nach Fig. 1 bildet den nach Fig. 2 gezeigten Drallerzeuger 100a. Dieser besteht aus zwei hohlen kegelförmigen Teilkörpern 101, 102, die versetzt zueinander ineinandergeschachtelt sind. Die Anzahl der kegelförmigen Teilkörper kann selbstverständlich grösser als zwei sein, wie die Figuren 4 und 5 zeigen; dies hängt jeweils, wie weiter unten noch näher zur Erläuterung kommen wird, von der Betreibungsart des ganzen Brenners ab. Es ist bei bestimmten Betriebskonstellationen nicht ausgeschlossen, einen aus einer einzigen Spirale bestehenden Drallerzeuger vorzusehen. Die Versetzung der jeweiligen Mittelachse oder Längssymmetrieachsen 201b, 202b der kegeligen Teilkörper 101, 102 zueinander schafft bei der benachbarten Wandung, in spiegelbildlicher Anordnung, jeweils einen tangentialen Kanal, d.h. einen Lufteintrittsschlitz 119, 120 (Fig. 3), durch welche die Verbrennungsluft 115 in Innenraum des Drallerzeugers 100a, d.h. in den Kegelhohlraum 114 desselben strömt. Die Kegelform der gezeigten Teilkörper 101, 102 in Strömungsrichtung weist einen bestimmten festen Winkel auf. Selbstverständlich, je nach Betriebseinsatz, können die Teilkörper 101, 102 in Strömungsrichtung eine zunehmende oder abnehmende Kegelneigung aufweisen, ähnlich einer Trompete resp. Tulpe. Die beiden letztgenannten Formen sind zeichnerisch nicht erfasst, da sie für den Fachmann ohne weiteres nachempfindbar sind. Die beiden kegeligen Teilkörper 101, 102 weisen je einen zylindrischen Anfangsteil 101a, 102a, die ebenfalls, analog den kegeligen Teilkörpern 101, 102, versetzt zueinander verlaufen, so dass die tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 über die ganze Länge des Drallerzeugers 100a vorhanden sind. Im Bereich des zylindrischen Anfangsteils ist eine Düse 103 vorzugsweise für einen flüssigen Brennstoff 112 untergebracht, deren Eindüsung 104 in etwa mit dem engsten Querschnitt des durch die kegeligen Teilkörper 101, 102 gebildeten Kegelhohlraumes 114 zusammenfällt. Die Eindüsungskapazität und die Art dieser Düse 103 richtet sich nach den vorgegebenen Parametern des jeweiligen Brenners. Selbstverständlich kann der Drallerzeuger 100a rein kegelig, also ohne zylindrische Anfangsteile 101a, 102a, ausgeführt sein. Die kegeligen Teilkörper 101, 102 weisen des weiteren je eine Brennstoffleitung 108, 109 auf, welche entlang der tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 angeordnet und mit Eindüsungsöffnungen 117 versehen sind, durch welche vorzugsweise ein gasförmiger Brennstoff 113 in die dort durchströmende Verbrennungsluft 115 eingedüst wird, wie dies die Pfeile 116 versinnbildlichen wollen. Diese Brennstoffleitungen 108, 109 sind vorzugsweise spätestens am Ende der tangentialen Einströmung, vor Eintritt in den Kegelhohlraum 114, plaziert, dies um eine optimale Luft/Brennstoff-Mischung zu erhalten. Bei dem durch die Düse 103 herangeführten Brennstoff 112 handelt es sich, wie erwähnt, im Normalfall um einen flüssigen Brennstoff, wobei eine Gemischbildung mit einem anderen Medium ohne weiteres möglich ist. Dieser Brennstoff 112 wird unter einem spitzen Winkel in den Kegelhohlraum 114 eingedüst. Aus der Düse 103 bildet sich sonach ein kegeliges Brennstoffspray 105, das von der tangential einströmenden rotierenden Verbrennungsluft 115 umschlossen wird. In axialer Richtung wird die Konzentration des eingedüsten Brennstoffes 112 fortlaufend durch die einströmenden Verbrennungsluft 115 zu einer Vermischung Richtung Verdampfung abgebaut. Wird ein gasförmiger Brennstoff 113 über die Oeffnungsdüsen 117 eingebracht, geschieht die Bildung des Brennstoff/Luft-Gemisches direkt am Ende der Lufteintrittsschlitze 119, 120. Ist die Verbrennungsluft 115 zusätzlich vorgeheizt, oder beispielsweise mit einem rückgeführten Rauchgas oder Abgas angereichert, so unterstützt dies nachhaltig die Verdampfung des flüssigen Brennstoffes 112, bevor dieses Gemisch in die nachgeschaltete Stufe strömt. Die gleichen Ueberlegungen gelten auch, wenn über die Leitungen 108, 109 flüssige Brennstoffe zugeführt werden sollten. Bei der Gestaltung der kegeligen Teilkörper 101, 102 hinsichtlich des Kegelwinkels und der Breite der tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 sind an sich enge Grenzen einzuhalten, damit sich das gewünschte Strömungsfeld der Verbrennungsluft 115 am Ausgang des Drallerzeugers 100a einstellen kann. Allgemein ist zu sagen, dass eine Verkleinerung der tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 die schnellere Bildung einer Rückströmzone bereits im Bereich des Drallerzeugers begünstigt. Die Axialgeschwindigkeit innerhalb des Drallerzeugers 100a lässt sich durch eine entsprechende nicht gezeigte Zuführung eines axialen Verbrennungsluftstromes verändern. Eine entsprechende Drallerzeugung verhindert die Bildung von Strömungsablösungen innerhalb des dem Drallerzeuger 100a nachgeschalteten Mischrohr. Die Konstruktion des Drallerzeugers 100a eignet sich des weiteren vorzüglich, die Grösse der tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 zu verändern, womit ohne Veränderung der Baulänge des Drallerzeugers 100a eine relativ grosse betriebliche Bandbreite erfasst werden kann. Selbstverständlich sind die Teilkörper 101, 102 auch in einer anderen Ebene zueinander verschiebbar, wodurch sogar eine Ueberlappung derselben vorgesehen werden kann. Es ist des weiteren möglich, die Teilkörper 101, 102 durch eine gegenläufig drehende Bewegung spiralartig ineinander zu verschachteln. Somit ist es möglich, die Form, die Grösse und die Konfiguration der tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 beliebig zu variieren, womit der Drallerzeuger 100a ohne Veränderung seiner Baulänge universell einsetzbar ist.
- Aus Fig. 4 geht nunmehr die geometrische Konfiguration der Leitbleche 121a, 121b hervor. Sie haben Strömungseinleitungsfunktion, wobei diese, entsprechend ihrer Länge, das jeweilige Ende der kegeligen Teilkörper 101, 102 in Anströmungsrichtung gegenüber der Verbrennungsluft 115 verlängern. Die Kanalisierung der Verbrennungsluft 115 in den Kegelhohlraum 114 kann durch Oeffnen bzw. Schliessen der Leitbleche 121a, 121b um einen im Bereich des Eintritts dieses Kanals in den Kegelhohlraum 114 plazierten Drehpunkt 123 optimiert werden, insbesondere ist dies vonnöten, wenn die ursprüngliche Spaltgrösse der tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 dynamisch verändert werden soll. Selbstverständlich können diese dynamische Vorkehrungen auch statisch vorgesehen werden, indem bedarfsmässige Leitbleche einen festen Bestandteil mit den kegeligen Teilkörpern 101, 102 bilden. Ebenfalls kann der Drallerzeuger 100a auch ohne Leitbleche betrieben werden, oder es können andere Hilfsmittel hierfür vogesehen werden.
- Fig. 5 zeigt gegenüber Fig. 4, dass der Drallerzeuger 100a nunmehr aus vier Teilkörpern 130, 131, 132, 133 aufgebaut ist. Die dazugehörigen Längssymmetrieachsen zu jedem Teilkörper sind mit der Buchstabe a gekennzeichnet. Zu dieser Konfiguration ist zu sagen, dass sie sich aufgrund der damit erzeugten, geringeren Drallstärke und im Zusammenwirken mit einer entsprechend vergrösserten Schlitzbreite bestens eignet, das Aufplatzen der Wirbelströmung abströmungsseitig des Drallerzeugers im Mischrohr zu verhindern, womit das Mischrohr die ihm zugedachte Rolle bestens erfüllen kann.
- Fig. 6 unterscheidet sich gegenüber Fig. 5 insoweit, als hier die Teilkörper 140, 141, 142, 143 eine Schaufelprofilform haben, welche zur Bereitstellung einer gewissen Strömung vorgesehen wird. Ansonsten ist die Betreibungsart des Drallerzeugers die gleiche geblieben. Die Zumischung des Brennstoffes 116 in den Verbrennungsluftstromes 115 geschieht aus dem Innern der Schaufelprofile heraus, d.h. die Brennstoffleitung 108 ist nunmehr in die einzelnen Schaufeln integriert. Auch hier sind die Längssymmetrieachsen zu den einzelnen Teilkörpern mit der Buchstabe a gekennzeichnet.
- Fig. 7 zeigt das Uebergangsstück 200 in dreidimensionaler Ansicht. Die Uebergangsgeometrie ist für einen Drallerzeuger 100a mit vier Teilkörpern, entsprechend der Fig. 4 oder 5, aufgebaut. Dementsprechend weist die Uebergangsgeometrie als natürliche Verlängerung der stromauf wirkenden Teilkörper vier Uebergangskanäle 201 auf, wodurch die Kegelviertelfläche der genannten Teilkörper verlängert wird, bis sie die Wand des Rohres 20 resp. des Mischrohres 220 schneidet. Die gleichen Ueberlegungen gelten auch, wenn der Drallerzeuger aus einem anderen Prinzip, als den unter Fig. 2 beschriebenen, aufgebaut ist. Die nach unten in Strömungsrichtung verlaufende Fläche der einzelnen Uebergangskanäle 201 weist eine in Strömungsrichtung spiralförmig verlaufende Form auf, welche einen sichelförmigen Verlauf beschreibt, entsprechend der Tatsache, dass sich vorliegend der Durchflussquerschnitt des Uebergangsstückes 200 in Strömungsrichtung konisch erweitert. Der Drallwinkel der Uebergangskanäle 201 in Strömungsrichtung ist so gewählt, dass der Rohrströmung anschliessend bis zum Querschnittssprung am Brennkammereintritt noch eine genügend grosse Strecke verbleibt, um eine perfekte Vormischung mit dem eingedüsten Brennstoff zu bewerkstelligen. Ferner erhöht sich durch die oben genannten Massnahmen auch die Axialgeschwindigkeit an der Mischrohrwand stromab des Drallerzeugers. Die Uebergangsgeometrie und die Massnahmen im Bereich des Mischrohres bewirken eine deutliche Steigerung des Axialgeschwindigkeitsprofils zum Mittelpunkt des Mischrohres hin, so dass der Gefahr einer Frühzündung entscheidend entgegengewirkt wird.
- Fig. 8 zeigt die bereits angesprochene Abrisskante, welche am Brenneraustritt gebildet ist. Der Durchflussquerschnitt des Rohres 20 erhält in diesem Bereich einen Uebergangsradius R, dessen Grösse grundsätzlich von der Strömung innerhalb des Rohres 20 abhängt. Dieser Radius R wird so gewählt, dass sich die Strömung an die Wand anlegt und so die Drallzahl stark ansteigen lässt. Quantitativ lässt sich die Grösse des Radius R so definieren, dass dieser > 10% des Innendurchmessers d des Rohres 20 beträgt. Gegenüber einer Strömung ohne Radius vergrössert sich nun die Rückströmblase 50 gewaltig. Dieser Radius R verläuft bis zur Austrittsebene des Rohres 20, wobei der Winkel β zwischen Anfang und Ende der Krümmung < 90° beträgt. Entlang des einen Schenkels des Winkels β verläuft die Abrisskante A ins Innere des Rohres 20 und bildet somit eine Abrissstufe S gegenüber dem vorderen Punkt der Abrisskante A, deren Tiefe > 3 mm beträgt. Selbstverständlich kann die hier parallel zur Austrittsebene des Rohres 20 verlaufende Kante anhand eines gekrümmten Verlaufs wieder auf Stufe Austrittsebene gebracht werden. Der Winkel β', der sich zwischen Tangente der Abrisskante A und Senkrechte zur Austrittsebene des Rohres 20 ausbreitet, ist gleich gross wie Winkel β. Auf die Vorteile dieser Ausbildung ist bereits oben unter dem Kapitel "Darstellung der Erfindung" näher eingegangen.
-
- 10
- Buchenring
- 20
- Rohr
- 21
- Bohrungen, Oeffnungen
- 30
- Brennkammer
- 31
- Oeffnungen
- 40
- Strömung, Rohrströmung im Mischrohr
- 50
- Rückströmzone, Rückströmblase
- 60
- Brennerachse
- 100a
- Drallerzeuger
- 101, 102
- Teilkörper
- 101a, 102b
- Zylindrische Anfangsteile
- 101b, 102b
- Längssymmetrieachsen
- 103
- Brennstoffdüse
- 104
- Brennstoffeindüsung
- 105
- Brennstoffspray (Brennstoffeindüsungsprofil)
- 108, 109
- Brennstoffleitungen
- 112
- Flüssiger Brennstoff
- 113
- Gasförmiger Brennstoff
- 114
- Kegelhohlraum
- 115
- Verbrennungsluft (Verbrennungsluftstrom)
- 116
- Brennstoff-Eindüsung aus den Leitungen 108, 109
- 117
- Brennstoffdüsen
- 119, 120
- Tangentiale Lufteintrittsschlitze
- 121a, 121b
- Leitbleche
- 123
- Drehpunkt der Leitbleche
- 124
- Oeffnungen
- 125
- Kegelinnenspitze
- 126
- Versetzung der Brennstoffdüse 103 stromauf gegenüber 125
- 130, 131, 132, 133
- Teilkörper
- 131a, 131a, 132a, 133a
- Längssymmetrieachsen
- 140, 141, 142, 143
- Schaufelprofilförmige Teilkörper
- 140a, 141a, 142a, 143a
- Längssymmetrieachsen
- 200
- Uebergangsstück
- 201
- Uebergangskanäle
- 220
- Mischrohr
- d
- Innendurchmesser des Rohres 20
- R
- Uebergangsradius
- T
- Tangentiale der Abrisskante
- A
- Abrisskante
- S
- Abrissstufe
- β
- Uebergangswinkel von R
- β'
- Winkel zwischen T und A
Claims (18)
- Brenner für einen Wärmeerzeuger, im wesentlichen bestehend aus einem Drallerzeuger für einen Verbrennungsluftstrom und aus Mitteln zur Eindüsung eines Brennstoffes in den Verbrennungsluftstrom, dadurch gekennzeichnet, dass stromab des Drallerzeugers (100a) eine Mischstrecke (220) angeordnet ist, welche innerhalb eines ersten Streckenteils (200) in Strömungsrichtung verlaufende Uebergangskanäle (201) zur Ueberführung einer im Drallerzeuger (100a) gebildeten Strömung (40) in ein stromab der Uebergangsgangskanäle (201) nachgeschaltetes Rohr (20) aufweist, und dass als ein Mittel zur Eindüsung eines Brennstoffes eine Düse (103) dient, welche gegenüber dem Anfang des Drallerzeugers (100a) um eine Strecke (126) stromauf versetzt ist.
- Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Anzahl der Uebergangskanäle (201) in der Mischstrecke (220) der Anzahl der vom Drallerzeuger (100a) gebildeten Teilströme entspricht.
- Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsebene des Rohres (20) mit einer Abrisskante (A) zur Stabilisierung und Vergrösserung einer sich stromab bildenden Rückströmzone (50) ausgebildet ist.
- Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrisskante (A) aus einem Uebergangsradius (R) im Bereich der Austrittsebene des Rohres (20) und einer von dieser Austrittsebene abgesetzten Abrissstufe (S) besteht.
- Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Uebergangsradius (R) > 10% des Innendurchmessers des Rohres (20) beträgt, und dass die Abrissstufe (S) eine Tiefe > 3 mm aufweist.
- Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf der Abrisskante (A) ein Diffusor und/oder eine Venturistrecke angeordnet sind.
- Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Uebergangskanäle (201) nachgeschaltete Rohr (20) in Strömungs- und Umfangsrichtung mit Oeffnungen (21) zur Eindüsung eines Luftstromes ins Innere des Rohres versehen ist.
- Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungen (21) unter einem spitzen Winkel gegenüber der Brennerachse (60) verlaufen.
- Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt des Rohres (20) stromab der Uebergangskanäle (201) kleiner, gleich gross oder grösser als der Querschnitt der im Drallerzeuger (100a) gebildeten Strömung (40) ist.
- Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stromab der Mischstrecke (220) eine Brennkammer (30) angeordnet ist, dass zwischen der Mischstrecke (220) und der Brennkammer (30) ein Querschnittssprung vorhanden ist, der den anfänglichen Strömungsquerschnitt der Brennkammer (30) induziert, und dass im Bereich dieses Querschnittssprunges eine Rückströmzone (50) wirkbar ist.
- Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallerzeuger (100a) aus mindestens zwei hohlen, kegelförmigen, in Strömungsrichtung ineinandergeschachtelten Teilkörpern (101, 102; 130, 131, 132, 133; 140, 141, 142, 143) besteht, dass die jeweiligen Längssymmetrieachsen (101b, 102b; 130a, 131a, 132a, 133a; 140a, 141a, 142a, 143a) dieser Teilkörper gegeneinander versetzt verlaufen, dergestalt, dass die benachbarten Wandungen der Teilkörper in deren Längserstreckung tangentiale Kanäle (119, 120) für einen Verbrennungsluftstromes (115) bilden, und dass kopfseitig stromauf des vom Drallerzeuger (100a) induzierten Kegelanfangs die Brennstoffdüse (103) angeordnet ist.
- Brenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffdüse (103) auf der Brennerachse (60) angeordnet ist.
- Brenner nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffdüse (103) mit einem flüssigen Brennstoff (112) und die Brennstoffdüsen (117) mit einem gasförmigen Brennstoff (113) betreibbar sind.
- Brenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der tangentialen Kanäle (119, 120) in deren Längserstreckung weitere Brennstoffdüsen (117) angeordnet sind.
- Brenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkörper (140, 141, 142, 143) im Querschnitt eine schaufelförmige Profilierung aufweisen.
- Brenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkörper in Strömungsrichtung einen festen Kegelwinkel, oder eine zunehmende Kegelneigung, oder eine abnehmende Kegelneigung aufweisen.
- Brenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkörper spiralförmig ineinandergeschachtelt sind.
- Brenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt der tangentialen Lufteintrittsschlitze (119, 120) in Längsrichtung des Brenners abnimmt.
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