EP1534997A2 - Brenner - Google Patents

Brenner

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EP1534997A2
EP1534997A2 EP03794901A EP03794901A EP1534997A2 EP 1534997 A2 EP1534997 A2 EP 1534997A2 EP 03794901 A EP03794901 A EP 03794901A EP 03794901 A EP03794901 A EP 03794901A EP 1534997 A2 EP1534997 A2 EP 1534997A2
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EP
European Patent Office
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burner
fuel
longitudinal axis
channel
radial direction
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EP03794901A
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Peter Berenbrink
Malte Blomeyer
Werner Krebs
Bernd Prade
Holger Streb
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34—Feeding into different combustion zones
    • F23R3/343—Pilot flames, i.e. fuel nozzles or injectors using only a very small proportion of the total fuel to insure continuous combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
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    • F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
    • F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
    • F23R3/14—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex by using swirl vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014—Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators

Definitions

  • the invention relates to a burner according to the preamble of claims 1 and 2.
  • Such combustion instabilities can be suppressed actively, for example by increasing the power of the pilot flame, or passively, for example by resonators.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a swirl vane for a burner designed according to the invention
  • FIG. 4 shows a swirl vane for a burner designed according to the invention
  • Figure 5 velocity vectors of a flowing fuel air-gas mixture
  • FIG. 1 shows a burner 1, in particular a premix burner 1, in particular for a gas turbine.
  • the burner 1 has a burner longitudinal axis 46.
  • a diffusion or pilot burner 43 is arranged centrally along the longitudinal axis 46 of the burner. In the premix mode, the pilot burner 43 is operated to support the burner 1.
  • fuel 7 and / or air 4 is fed to a premixing section 10 and / or a combustion chamber 19 via a channel 13 (FIG. 6) that is annular, for example, to the longitudinal axis 46.
  • a channel 13 annular, for example, to the longitudinal axis 46.
  • oxygen or another gas can also be supplied, which together with fuel 7 results in a combustible fuel-gas mixture.
  • air 4 is first supplied to channel 13 and then fuel 7.
  • the air 4 flows in the channel 13, for example, at least on one
  • the swirl blades 16 are arranged, for example, in a ring shape, in particular equidistantly, around the longitudinal axis 46 of the burner (FIG. 6).
  • the air 4 and the fuel 7 mix in the premixing section 10, which is indicated by dashed lines.
  • FIG. 2 shows the radial end 49 of the diffusion / pilot burner 43 with the annular channel 13.
  • the fuel 7 is fed to the channel 13 via at least two fuel nozzles 31 and flows there in a flow direction 88.
  • the fuel is preferably supplied via fuel nozzles 31 which are arranged in the swirl vane 16.
  • the fuel 7 can also be supplied to the channel 13 via other distribution units.
  • the combustion instabilities result from a distribution of the fuel concentration 58 according to the prior art.
  • the concentration of the fuel is approximately the same.
  • the operating range for burner 1 can thus be expanded.
  • the fuel concentration changes, for example, in a radial direction
  • Fuel concentration for example, linearly from or to.
  • FIG. 3 shows a swirl vane 16 with which this can be achieved.
  • the operating range can also be expanded if a discharge angle ⁇ of a medium, ie the angle between the resulting speed and peripheral speed (FIG. 5), for example the air / fuel / 7 mixture, has a distribution similar to the concentration of the fuel 7 has, ie seen from the burner longitudinal axis 46, the outflow angle ⁇ decreases, for example, in a radial direction 55 from a maximum value to a minimum value or vice versa. This is done, for example, by twisting the swirl blade 16 as described in FIG. 4.
  • the outflow angle ⁇ is also the angle between the flow direction of the medium flowing in the channel (air, oxygen, fuel, mixtures thereof) and a plane whose normal is the burner longitudinal axis 46.
  • the distribution 52 of the fuel concentration and the outflow angle ⁇ can also be combined with one another in order to expand and improve the operating range of the burner 1.
  • FIG. 3 shows a swirl vane 16 for a burner 1 according to the invention.
  • the swirl vane 16 has a leading edge 67 and a trailing edge 70.
  • the medium flows in in channel 13
  • Flow direction 88 first past the leading edge 67 and then past the trailing edge 70.
  • FIG. 4 shows a further swirl vane 16 for a burner 1 according to the invention.
  • the swirl vane 16 is designed, for example, with respect to the size and distribution of the fuel nozzles 31, like the swirl vane in FIG. 3.
  • the airfoil 61 can still be wound around a winding axis 76.
  • the winding axis 76 forms a non-zero cutting angle with the flow direction 88 and is in particular 90 °.
  • ⁇ 1 At one end of the swirl vane 16 in the region of the trailing edge 70, a different outflow angle ⁇ 1 is generated than at the other end, an outflow angle ⁇ 2 (not equal to ⁇ l), viewed in the direction of a longitudinal axis of the feed 64.
  • the outflow angle ⁇ decreases linearly. There may also be a non-linear increase or decrease.
  • This distribution in the radial direction 55 of the outflow angle ⁇ likewise suppresses combustion instabilities, so that the operating range for the burner 1 is expanded.
  • the flowing medium on the swirl vane 16 with the flow direction 88 in the channel 13 forms the outflow angle ⁇ .
  • the swirl vane 16 can be both twisted and have different diameters for the fuel nozzles.
  • FIG. 5 shows the arrangement of the different flow vectors of the gas flowing in the channel 13.
  • the vector 79 represents the meridional speed component.
  • the vector 82 represents the peripheral speed, so that a resulting speed sector 85 results.
  • the angle between the resulting speed 85 and the peripheral speed 82 represents the outflow angle ⁇ .
  • the angle 90 ° - ⁇ is the complementary angle.
  • the outflow angle ⁇ is also the angle between the direction of flow of the flowing medium and a plane which is perpendicular to the longitudinal axis 46 of the burner.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Abstract

Brenner nach dem Stand der Technik weisen in bestimmten Betriebsbereichen Verbrennungsinstabilitäten auf. Durch diese Instabilitäten ist der Betriebsbereich von Brennern begrenzt. Bei einem erfindungsgemässen Brenner (1) weist der Brennstoff (7) eine Konzentrationsverteilung auf, wobei die Konzentration des Brennstoffes (7) in radialer Richtung (55) von innen nach aussen abnimmt.

Description

Brenner
Die Erfindung betrifft einen Brenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 2.
Der Betriebsbereich von Brennern mit Vormischungen, insbesondere in Gasturbinen, wird durch selbsterregte Flammenschwingungen begrenzt.
Solche Verbrennungsinstabilitäten können aktiv, beispielsweise durch Erhöhung der Leistung der Pilotflamme, oder passiv, beispielsweise durch Resonatoren, unterdrückt werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Brenner aufzuzeigen, bei dem auf einfache Art und Weise ein stabiler Bereich für die Verbrennung erweitert wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Brenner gemäß Anspruch 1 und 2. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Brenners sind in den Unteransprüchen aufgelistet.
Es zeigen
Figur 1 einen Brenner,
Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1,
Figur 3 eine Drallschaufel für einen erfindungsgemäß ausgebildeten Brenner, Figur 4 eine Drallschaufel für einen erfindungsgemäß ausgebildeten Brenner, Figur 5 Geschwindigkeitsvektoren eines strömenden Brennstoffs Luft-Gasgemisches, und
Figur 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der Figur 2.
Figur 1 zeigt einen Brenner 1, insbesondere einen Vormischbrenner 1, insbesondere für eine Gasturbine.
Der Brenner 1 weist eine Brennerlängsachse 46 auf. Längs der Brennerlängsachse 46 ist mittig beispielsweise ein Diffusions- oder Pilotbrenner 43 angeordnet. Im Vormischbetrieb wird der Pilotbrenner 43 zur Unterstützung des Brenners 1 betrieben.
An einem radialen Ende 49 des Diffusionsbrenners 43 wird über einen bspw. zur Längsachse 46 ringförmigen Kanal 13 (Fig. 6) Brennstoff 7 und/oder Luft 4 einer Vormischstrecke 10 und/oder einem Brennraum 19 zugeführt. Anstatt Luft kann auch Sauerstoff oder ein anderes Gas zugeführt werden, das mit dem Brennstoff 7 ein brennbares Brennstoff-Gasgemisch ergibt. Beispielsweise wird zuerst Luft 4 dem Kanal 13 und dann der Brennstoff 7 zugeführt . Die Luft 4 strömt im Kanal 13 bspw. zumindest an einer
Drallschaufel 16 vorbei, wobei die Drallschaufel 16 bspw. Brennstoff 7 dem Kanal 13 zuführt.
Die Drallschaufeln 16 sind bspw. ringförmig, insbesondere äquidistant, um die Brennerlängsachse 46 angeordnet (Fig. 6) . Die Luft 4 und der Brennstoff 7 vermischen sich in der Vormischstrecke 10, die gestrichelt angedeutet ist.
Es kann aber auch zuerst der Brennstoff 7 und dann die Luft 4 in dem Kanal 13 zugeführt werden. Figur 2 zeigt das radiale Ende 49 des Diffusions- /Pilotbrenners 43 mit dem ringförmigen Kanal 13. Der Brennstoff 7 wird über zumindest zwei Brennstoffdüsen 31 dem Kanal 13 zugeführt und strömt dort in einer Strömungsrichtung 88.
Vorzugsweise erfolgt die BrennstoffZuführung über Brennstoffdüsen 31, die in der Drallschaufel 16 angeordnet sind.
Der Brennstoff 7 kann auch über andere Verteilungseinheiten dem Kanal 13 zugeführt werden.
Die Verbrennungsinstabilitäten entstehen durch eine Verteilung der Brennstoffkonzentration 58 nach dem Stand der Technik. In radialer Richtung 55, d.h. senkrecht zur einer Längsachse 46 ist die Konzentration des Brennstoffes ungefähr gleich groß.
Durch eine erfindungsgemäße Verteilung 52 für die
Brennstoffkonzentration, die in radialer Richtung 55 zu zumindest einem Zeitpunkt während des Betriebes des Brenners
1 nicht konstant ist, werden die Stärke der
Verbrennungsschwingungen reduziert .
Somit kann der Betriebsbereich für den Brenner 1 erweitert werden. Die Brennstoffkonzentration verändert sich bspw. in radialer
Richtung 55 gesehen ausgehend von der Mitte, d.h. von der
Brennerlängsachse 46, nach außen, insbesondere nimmt die
Brennstoffkonzentration bspw. linear ab oder zu.
Es kann auch eine nichtlineare Ab- oder Zunahme vorliegen. Figur 3 zeigt eine Drallschaufel 16, mit der dies realisiert werden kann.
Der Betriebsbereich kann auch erweitert werden, wenn ein Abströmwinkel α eines Mediums, d.h. der Winkel zwischen resultierender Geschwindigkeit und Umfangsgeschwindigkeit (Fig. 5), bspw. des Luft- 4 /Brennstoff- 7 Gemisches, eine ähnliche Verteilung wie die Konzentration des Brennstoffes 7 aufweist, d.h. von der Brennerlängsachse 46 aus gesehen, nimmt der Abströmwinkel α bspw. in einer radialen Richtung 55 von einem maximalen Wert zu einem minimalen Wert ab oder umgekehrt. Dies geschieht bspw. durch eine Verwindung der Drallschaufel 16 wie in Figur 4 beschrieben. Der Abströmwinkel α ist auch der Winkel zwischen der Strömungsrichtung des im Kanal strömenden Mediums (Luft, Sauerstoff, Brennstoff, Gemische davon) und einer Ebene, deren Normale die Brennerlängsachse 46 ist.
Es kann auch gleichzeitig die Verteilung 52 der Brennstoffkonzentration und des Abströmwinkels α miteinander kombiniert werden, um den Betriebsbereich des Brenners 1 zu erweitern und verbessern.
Figur 3 zeigt eine Drallschaufel 16 für einen erfindungsgemäßen Brenner 1.
Die Drallschaufel 16 weist eine Anströmkante 67 und eine Abströmkante 70 auf. Im Kanal 13 strömt das Medium in
Strömungsrichtung 88 zuerst an der Anströmkante 67 und dann an der Abströmkante 70 vorbei.
Im Bereich der Anströmkante 67 ist ein Kern 73 vorhanden, in dem eine Zufuhr 64 für Brennstoff 7 vorhanden ist. Die Zufuhr 64 ist beispielsweise ein Sackloch. In radialer Richtung 55 gesehen, parallel zur Abströmkante 70, sind in der Zufuhr 64 Löcher vorhanden, die die Brennstoffdüsen 31 darstellen. Durch diese Brennstoffdüsen 31 gelangt der Brennstoff 7 in den Kanal 13. Die Durchmesser der Löcher der Brennstoffdüsen 31 der im Brenner eingebauten Drallschaufel 1 verändern sich in radialer Richtung 55 entsprechend der Konzentrationsverteilung 52 und nimmt bspw. in radialer Richtung 55 von innen nach aussen gesehen ab. Das Medium, das an der Drallschaufel 16 vorbeiströmt, erfährt einen Abströmwinkel α. Figur 4 zeigt eine weitere Drallschaufel 16 für einen erfindungsgemäßen Brenner 1.
Die Drallschaufel 16 ist bspw. bezüglich der Größe und Verteilung der Brennstoffdüsen 31 wie die Drallschaufel in Figur 3 ausgebildet.
Darüber hinaus kann das Schaufelblatt 61 um eine Windungsachse 76 noch gewunden sein.
Die Windungsachse 76 bildet mit der Strömungsrichtung 88 einen von null verschiedenen Schnittwinkel und liegt insbesondere bei 90°.
Ein Gas oder ein Brennstoff-Luftgemisch, das an der Drallschaufel 16 von der Anströmkante 67 zur Abströmkante 70 strömt, erfährt in radialer Richtung 55 gesehen verschiedene Abströmwinkel α, d.h. an einem Ende der Drallschaufel 16 im Bereich der Abströmkante 70 wird ein anderer Abströmwinkel αl erzeugt als an dem anderen Ende, einem Abströmwinkel α2 (ungleich αl) , in Richtung einer Längsachse der Zufuhr 64 betrachtet. Insbesondere nimmt der Abströmwinkel α linear ab. Es kann auch eine nichtlineare Zu- oder Abnahme vorliegen.
Diese Verteilung in radialer Richtung 55 des Abströmwinkels α unterdrückt ebenso Verbrennungsinstabilitäten, so dass der Betriebsbereich für den Brenner 1 erweitert wird.
Im Kanal 13 bildet das strömende Medium an der Drallschaufel 16 mit der Strömungsrichtung 88 in dem Kanal 13 den Abströmwinkel α. Die Drallschaufel 16 kann sowohl verwunden sein als auch verschiedene Durchmesser für die Brennstoffdüsen aufweisen.
Figur 5 zeigt die Anordnung der verschiedenen Strömungsvektoren des in dem Kanal 13 strömenden Gases. Der Vektor 79 stellt die meridionale Geschwindigkeitskomponente dar. Der Vektor 82 stellt die Umfangsgeschwindigkeit dar, so dass sich eine resultierender Geschwindigkeitssektor 85 ergibt. Der Winkel zwischen der resultierenden Geschwindigkeit 85 und der Umfangsgeschwindigkeit 82 stellt den Abströmwinkel α dar. Der Winkel 90°-α ist der komplementäre Winkel .
Der Abströmwinkel α ist auch der Winkel zwischen der Strömungsrichtung des strömenden Mediums und einer Ebene, die senkrecht zur Brennerlängsachse 46 verläuft.

Claims

Patentansprüche
1. Brenner (1) , bei dem zumindest ein Brennstoff (7) zugeführt wird, der in einer Strömungsrichtung (88) strömt, wobei der Brennstoff (7) in einer Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung (88) eine Konzentrationsverteilung (58) aufweist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Konzentrationsverteilung (52) nicht konstant ist, um Verbrennungsinstabilitäten beim Betrieb des Brenners (1) zu vermeiden.
2. Brenner (1) , bei dem Luft und/oder Sauerstoff (4) zugeführt wird, das in einer Strömungsrichtung (88) strömt, wobei die Luft und/oder der Sauerstoff (4) in einer Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung (88) eine Verteilung eines Abströmwinkels aufweist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Verteilung des Abströmwinkels nicht konstant ist, um Verbrennungsinstabilitäten beim Betrieb des Brenners (1) zu vermeiden.
3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Brenner (1) eine Brennerlängsachse (46) aufweist, dass der Brenner (1) eine zur Brennerlängsachse (46) senkrecht angeordnete radiale Richtung (55) aufweist, und dass sich die Konzentrationsverteilung (52) des Brennstoffs (7) in der radialen Richtung (55) verändert.
4. Brenner nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Brenner (1) eine Brennerlängsachse (46) aufweist, die den inneren Bereich des Brenners (1) darstellt, und dass die Konzentrationsverteilung (52) des Brennstoffs (7) von innen nach außen abnimmt.
5. Brenner nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Brennstoff (7) in einem Kanal (13) zuführbar ist, und dass Luft (4) und/oder Sauerstoff in den Kanal (13) zuführbar ist.
6. Brenner nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Luft und/oder Sauerstoff (4) in einem Kanal (13) zuführbar ist, und dass Brennstoff (7) in den Kanal (13) zuführbar ist.
7. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Brenner (1) eine Brennerlängsachse (46) aufweist, dass der Brennstoff (7) oder die Luft oder der Sauerstoff
(4) einem Kanal (13) zuführbar ist, und dass der Kanal (13) ringförmig um die Brennerlängsachse
(46) ausgebildet ist.
. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Brenner (1) eine Brennerlängsachse (46) aufweist, dass der Brenner (1) eine zur Brennerlängsachse (46) senkrecht angeordnete radiale Richtung (55) aufweist, dass der Brenner (1) einen Kanal (13) aufweist, in dem ein Medium strömt, und dass das strömende Medium einen Abströmwinkel (α) zwischen seiner Strömungsrichtung und einer Ebene senkrecht zur Brennerlängsachse (46) aufweist, der sich in radialer Richtung (55) verändert.
9. Brenner nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Brenner (1) eine Brennerlängsachse (46) aufweist, die den inneren Bereich des Brenners (1) darstellt, und dass der Abströmwinkel (α) in radialer Richtung (55) von innen nach aussen abnimmt.
10. Brenner nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
in dem Kanal (13) ein Brennstoff -Gasgemisch strömt.
11. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Brenner (1) ein Gasturbinenbrenner ist.
12. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Brenner (1) einen Diffusions- oder Pilotbrenner (43) aufweist .
13. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Brenner (1) ein Vormischbrenner ist.
14. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Brenner (1) einen Kanal (13) aufweist, und dass in dem Kanal (13) zumindest eine Drallschaufel (16) angeordnet ist.
15. Brenner nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Brennstoff (7) über zumindest eine Brennstoffdüse (31) in der Drallschaufel (16) in den Kanal (13) zuführbar ist.
16. Brenner nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Drallschaufel (16) Brennstoffdüsen (31) aufweist, deren Durchmesser unterschiedlich ist, so dass die Konzentrationsverteilung (52) des Brennstoffs (7) nicht konstant ist.
17. Brenner nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Brenner (1) eine Brennerlängsachse (46) aufweist, die den inneren Bereich des Brenners (1) darstellt, dass der Brenner (1) eine zur Brennerlängsachse (46) senkrecht angeordnete radiale Richtung (55) aufweist, und dass der Durchmesser der Brennstoffdüsen (31) der eingebauten Drallschaufel (16) in der radialen Richtung (55) von innen nach aussen abnimmt.
18. Brenner (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Brenner (1) zumindest eine Drallschaufel (16) aufweist, wobei die Drallschaufel (16) ein Schaufelblatt (61) aufweist, das um eine Windungsachse (76) verwunden ist, so dass das in der Strömungsrichtung (88) an der
Drallschaufel (16) vorbeiströmende Gas längs einer Kante des Schaufelblatts (61), die mit der Strömungsrichtung (88) einen von null verschiedenen Schnittwinkel aufweist, verschiedene Abströmwinkel (α) aufweist.
9. Brenner (1) nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Brenner (1) eine Brennerlängsachse (46) aufweist, die den inneren Bereich des Brenners (1) darstellt, dass der Brenner (1) eine zur Brennerlängsachse (46) senkrecht angeordnete radiale Richtung (55) aufweist, dass der Abströmwinkel (α) eines an einer Drallschaufel (16) vorbeiströmenden Gases in radialer Richtung (55) an der Drallschaufel (16) verschiedene Abströmwinkel (α) aufweist, wobei der Abströmwinkel (α) in radialer Richtung (55) von innen nach außen abnimmt.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004059882A1 (de) * 2004-12-10 2006-06-22 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Magervormischbrenner mit integriertem Stützbrenner
JP4476176B2 (ja) * 2005-06-06 2010-06-09 三菱重工業株式会社 ガスタービンの予混合燃焼バーナー
US20070269755A2 (en) * 2006-01-05 2007-11-22 Petro-Chem Development Co., Inc. Systems, apparatus and method for flameless combustion absent catalyst or high temperature oxidants
US20080078182A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Andrei Tristan Evulet Premixing device, gas turbines comprising the premixing device, and methods of use
KR100820233B1 (ko) * 2006-10-31 2008-04-08 한국전력공사 연소기 및 이를 포함하는 멀티 연소기, 그리고 연소방법
EP1992878A1 (de) * 2007-05-18 2008-11-19 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffverteiler
US9016601B2 (en) 2007-05-18 2015-04-28 Siemens Aktiengesellschaft Fuel distributor
EP2042807A1 (de) * 2007-09-25 2009-04-01 Siemens Aktiengesellschaft Vormischstufe für einen Gasturbinenbrenner
JP5172468B2 (ja) * 2008-05-23 2013-03-27 川崎重工業株式会社 燃焼装置および燃焼装置の制御方法
EP2312215A1 (de) * 2008-10-01 2011-04-20 Siemens Aktiengesellschaft Brenner und Verfahren zum Betrieb eines Brenners
KR101049359B1 (ko) * 2008-10-31 2011-07-13 한국전력공사 삼중 스월형 가스터빈 연소기
US20100180599A1 (en) * 2009-01-21 2010-07-22 Thomas Stephen R Insertable Pre-Drilled Swirl Vane for Premixing Fuel Nozzle
IT1393555B1 (it) * 2009-04-07 2012-04-27 Ansaldo Energia Spa Impianto a turbina a gas e metodo per operare detto impianto a turbina a gas
EP2270398A1 (de) * 2009-06-30 2011-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Brenner, insbesondere für Gasturbinen
DE102009038848A1 (de) * 2009-08-26 2011-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Brenner, insbesondere für Gasturbinen
DE102009038845A1 (de) * 2009-08-26 2011-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Drallschaufel, Brenner und Gasturbine
AU2009352303B2 (en) * 2009-09-13 2015-07-30 Lean Flame Inc. Method of fuel staging in combustion apparatus
DE102009045950A1 (de) * 2009-10-23 2011-04-28 Man Diesel & Turbo Se Drallerzeuger
US9163841B2 (en) * 2011-09-23 2015-10-20 Siemens Aktiengesellschaft Cast manifold for dry low NOx gas turbine engine
RU2633475C2 (ru) * 2012-08-06 2017-10-12 Сименс Акциенгезелльшафт Локальное улучшение перемешивания воздуха и топлива в горелках, снабженных завихрителями, имеющими скрещенные в наружной области концы лопаток
EP2728260A1 (de) 2012-11-06 2014-05-07 Alstom Technology Ltd Axialverwirbeler
US20150316266A1 (en) 2014-04-30 2015-11-05 Siemens Aktiengesellschaft Burner with adjustable radial fuel profile
EP2966350B1 (de) * 2014-07-10 2018-06-13 Ansaldo Energia Switzerland AG Axialverwirbeler
CN107514636B (zh) * 2017-10-10 2023-09-08 安徽科达洁能股份有限公司 一种悬浮焙烧炉用烧嘴及其应用
DE102018205874A1 (de) * 2018-04-18 2019-10-24 Siemens Aktiengesellschaft Brenner mit selektiver Anpassung des Bohrungsmusters für die Gaseindüsung
CN112088277B (zh) * 2018-05-15 2022-06-14 气体产品与化学公司 提高燃气涡轮中的燃烧稳定性的***和方法
CN113272594B (zh) 2019-01-22 2022-11-22 三菱电机株式会社 空气调和装置
EA039073B1 (ru) * 2020-09-07 2021-11-30 Некоммерческое Акционерное Общество "Алматинский Университет Энергетики И Связи Имени Гумарбека Даукеева" Двухъярусная горелка
US20230243502A1 (en) * 2022-01-31 2023-08-03 General Electric Company Turbine engine fuel mixer

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1126654A (en) * 1915-01-26 Babcock & Wilcox Co Apparatus for burning finely-divided fuel.
US746525A (en) * 1902-11-21 1903-12-08 Peter M Kling Hydrocarbon-burner.
US1086715A (en) * 1911-07-03 1914-02-10 Babcock & Wilcox Co Apparatus for burning finely-divided fuel.
US1102510A (en) * 1911-07-15 1914-07-07 Babcock & Wilcox Co Apparatus for burning finely-divided fuel.
JPS6099933A (ja) * 1983-11-04 1985-06-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スワラの製作方法
DE3446211A1 (de) * 1984-12-19 1986-07-03 MAN Gutehoffnungshütte GmbH, 4200 Oberhausen Zahnradgetriebe
JPH0780216B2 (ja) * 1987-08-13 1995-08-30 東芝機械株式会社 樹脂材料の焼け，分解防止方法
JPH0647954B2 (ja) * 1988-09-07 1994-06-22 株式会社日立製作所 ガスタービンの予混合器
CH687347A5 (de) * 1993-04-08 1996-11-15 Abb Management Ag Wärmeerzeuger.
US5435126A (en) * 1994-03-14 1995-07-25 General Electric Company Fuel nozzle for a turbine having dual capability for diffusion and premix combustion and methods of operation
JPH07332621A (ja) 1994-06-13 1995-12-22 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器用旋回バーナ
US5511375A (en) * 1994-09-12 1996-04-30 General Electric Company Dual fuel mixer for gas turbine combustor
JPH08158892A (ja) * 1994-12-02 1996-06-18 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ガスタービン用燃料噴射弁
DE19640818B4 (de) * 1996-10-02 2006-04-27 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zur Verbrennung eines Brennstoffs in Luft
EP0925470B1 (de) * 1996-09-09 2000-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und verfahren zur verbrennung eines brennstoffs in luft
GB2324147B (en) * 1997-04-10 2001-09-05 Europ Gas Turbines Ltd Fuel-injection arrangement for a gas turbine combuster
JPH1183016A (ja) * 1997-09-10 1999-03-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ３次元スワーラ
KR100550689B1 (ko) * 1998-02-10 2006-02-08 제너럴 일렉트릭 캄파니 가스 터빈의 연소 시스템용 버너 및 연료와 공기의 예비혼합 방법
US6092363A (en) * 1998-06-19 2000-07-25 Siemens Westinghouse Power Corporation Low Nox combustor having dual fuel injection system
DE19948673B4 (de) * 1999-10-08 2009-02-26 Alstom Verfahren zum Erzeugen von heissen Gasen in einer Verbrennungseinrichtung sowie Verbrennungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP1096201A1 (de) * 1999-10-29 2001-05-02 Siemens Aktiengesellschaft Brenner
US6684641B2 (en) * 1999-12-15 2004-02-03 Osaka Gas Co., Ltd. Fluid distributor, burner device, gas turbine engine, and cogeneration system
DE10056243A1 (de) * 2000-11-14 2002-05-23 Alstom Switzerland Ltd Brennkammer und Verfahren zum Betrieb dieser Brennkammer
DE10064893A1 (de) * 2000-12-23 2002-11-14 Alstom Switzerland Ltd Brenner mit gestufter Brennstoffeindüsung
DE10108560A1 (de) * 2001-02-22 2002-09-05 Alstom Switzerland Ltd Verfahren zum Betrieb einer Ringbrennkammer sowie eine diesbezügliche Ringbrennkammer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2004025183A2 *

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Publication number Publication date
JP4369370B2 (ja) 2009-11-18
EP1534997B1 (de) 2015-07-29
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