CZ262799A3 - Zařízení a způsob pro spalování paliva - Google Patents
Zařízení a způsob pro spalování paliva Download PDFInfo
- Publication number
- CZ262799A3 CZ262799A3 CZ19992627A CZ262799A CZ262799A3 CZ 262799 A3 CZ262799 A3 CZ 262799A3 CZ 19992627 A CZ19992627 A CZ 19992627A CZ 262799 A CZ262799 A CZ 262799A CZ 262799 A3 CZ262799 A3 CZ 262799A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- air
- air supply
- flame tube
- tube
- pipes
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 22
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 11
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- NMFHJNAPXOMSRX-PUPDPRJKSA-N [(1r)-3-(3,4-dimethoxyphenyl)-1-[3-(2-morpholin-4-ylethoxy)phenyl]propyl] (2s)-1-[(2s)-2-(3,4,5-trimethoxyphenyl)butanoyl]piperidine-2-carboxylate Chemical compound C([C@@H](OC(=O)[C@@H]1CCCCN1C(=O)[C@@H](CC)C=1C=C(OC)C(OC)=C(OC)C=1)C=1C=C(OCCN2CCOCC2)C=CC=1)CC1=CC=C(OC)C(OC)=C1 NMFHJNAPXOMSRX-PUPDPRJKSA-N 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2206/00—Burners for specific applications
- F23D2206/10—Turbines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Description
Oblast techniky
Vynález se týká hořáku pro rozprašování vhodných, zejména plynných paliv, který je opatřen v podstatě válcovou plamencovou trubkou, na konci plamencové trubky proti směru proudění uspořádaným plamencovým krytem, centrálně do plamencové trubky ústící palivovou trysJcou a množinou prvních a druhých prostředků pro zavádění spalovacího vzduchu do plamencové trubky. Vynález se dále. týká způsobu spalování rozprášení způsobilého, zejména plynného paliva, které se centrálně zavádí do spalovací zóny a tam se směšuje se' spalovacím vzduchem.
Dosavadní stav techniky
Popsaná konstrukce je běžná jako standardní 'hořák pro plynové turbiny.
Hořák tohoto druhu je znám například z .dokumentu FR-A2 272 338. Plamencová trubka obsahuje dvě spalovací zóny, do kterých se spalovací vzduch přivádí množinou prvních a druhých otvorů.
Významný úkol moderní spalovací techniky spočívá v tom, aby docílilo spalin s nepatrným obsahem škodlivých látek. Kromě snahy o dokonalé vyhoření, čímž se předejde vytváření oxidu uhelnatého, je dále také snaha zejména o dosažení nízkých hodnot obsahu oxidů dusíku N0x.
V hlavové oblasti hořáku se obvykle vytváří spalovací zóna, do které se odpovídajícími otvory v plamencovém víku a
Λ
-A v plamencové trubce vhání spalovací vzduch, čímž se také dosahuje chlazení materiálu plamencové trubky. Další spalovací vzduch se
| přivádí šupinovými otvory, plamencové trubce. | které | j sou | rozloženy | po | celé |
| Zjistilo se, že taková | zařízení a | způsoby | lze | ještě | |
| zdokonalit. Úkolem vynálezu | je | proto | dosáhnout | vyšší | |
| rovnoměrnosti rozložení teplot | v plamencové | trubce a | tím - | snížit |
obsah škodlivin ve spalinách.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol řeší a nedostatky známých řešení tohoto druhu do značné míry odstraňuje hořák pro rozprašování vhodných, zejména plynných paliv, opatřený v podstatě válcovou plamencovou trubkou, na konci plamencové uspořádaným plamencovým. krytem, trubky proti směru . proudění centrálně do plamencové trubky ústící palivovou·tryskou a množinou prvních a druhých 'prostředků pro zavádění spalovacího vzduchu do plamencové trubky, podle vynálezu, jehož podstata spočívá ' v tom, že prostředky pro zavádění spalovacího vzduchu do plamencové trubky jsou provedeny jako přívodní trubky pro vzduch, první a druhé přívodní trubky pro vzduch jsou proti směru proudění skloněny k ose plamencové trubky, první přívodní trubky pro vzduch končí na plamencové trubce, zatímco druhé přívodní trubky pro vzduch do plamencové trubky vyčnívají, a ke každé druhé přívodní trubce pro vzduch je proti směru proudění těsně přiřazena první přívodní trubka pro vzduch.
Ke každé druhé přívodní trubce pro vzduch je po směru proudění těsně přiřazena třetí přívodní trubka . pro vzduch, přičemž třetí přívodní trubky pro vzduch jsou proti směru
fo &
proudění skloněny k ose plamencové trubky a končí na této plamencové trubce.
Při pohledu v axiálním směru je mezi dvěma sousedními druhými přívodními trubkami pro vzduch uspořádána čtvrtá přívodní trubka pro vzduch, přičemž čtvrté přívodní trubky pro vzduch jsou proti směru proudění skloněny k ose plamencové trubky a končí na této plamencové trubce.
První přívodní irubky pro vzduch jsou uspořádány v první k ose plamencové trubky kolmé řadě, přičemž axiální vzdálenost mezi palivovou tryskou a ústími prvních přívodních trubek pro vzduch činí přibližně 0,70 až 0,85-násobek průměru plamencové trubky.
Přívodní trubky pro vzduch jsou k ose plamencové trubky skloněny, s výhodou pod týmtéž· úhlem. Je přitom výhodné, jestliže přívodní trubky pro vzduch jsou k ose plamencové trubky skloněny pod úhlem 55 až 60°. i
Ústí do plamencové trubky vyčnívajících druhých přívodních trubek pro vzduch jsou uspořádána od stěny plamencové trubky ve vzdálenosti, která činí přibližně 0,15 až 0,18-násobek průměru plamencové trubky.
Celkový průřez druhých přívodních trubek pro vzduch činí s výhodou přibližně 0,6 až 0,7-násobek celkového průřezu prvních a popřípadě třetích a čtvrtých přívodních trubek pro vzduch.
První a popřípadě třetí a čtvrté přívodní trubky pro vzduch mohou mít různé průřezy, přičemž nejméně některé z těchto průřezů
• · jsou protáhlé ve směru osy plamencové trubky.
První a popřípadě třetí a čtvrté přívodní trubky pro vzduch jsou s výhodou opatřeny vždy nejvýše dvěma vodícími přepážkami, které jsou s výhodou orientovány napříč k ose plamencové trubky.
Příslušné výstupní otvory druhých přívodních trubek pro vzduch leží s výhodou v rovině kolmé k osám příslušných druhých přívodních trubek pro vzduch.
Plamencový kryt se na vnitřní straně směrem od palivové trysky s výhodou kuželovité rozšiřuje k plamencové trubce.
Palivová tryska je s výhodou opatřena prstencem výstupních otvorů, které se ve směru proudění rozbíhají od osy plamencové trubky.
Sklon výstupních otvorů palivové trysky k ose 'plamencové trubky je s výhodou v rozsahu 40 až 45°.
Je výhodné, jestliže .plamencová trubka je proti směru proudění za přívodními trubkami opatřena více prstencově uspořádanými-.otvory pro spalovací vzduch.
Předmětem vynálezu je rovněž způsob spalování rozprášení způsobilého, zejména plynného paliva, které se centrálně zavádí do spalovací zóny a tam se směšuje se spalovacím vzduchem, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že spalovací vzduch se do spalovací zóny vhání tak, že v rovině kolmé ke směru proudění ve spalovací zóně -vzniká vysoce turbulentní toroidní víření, jehož směr otáčení je ve vnitřní oblasti orientován proti směru proudění ve spalovací zóně.
····
Palivo se do toroidního víření zavádí v podstatě ve tvaru rozevírajícího se kužele.
Vysoce turbulentní toroidní víření zaujímá centrální oblast spalovací zóny.
Toroidní víření nebo vířivý prstenec, který vzniká v oblasti hlavy hořáku, zajišťuje velmi intenzivní turbulentní proudění a tím dobré promísení paliva se vzduchem. Zvýšením homogennosti směsi paliva se vzdu.chem se snižuje množství takových místních oblastí, ve kterých je stechiometrická nebo téměř stechiometrická koncentrace směsi a které jsou v důsledku svých extrémně vysokých teplot hlavními zdroji emisí oxidů dusíku N0x.
Spalovací komora podle vynálezu náleží k tak zvaným difuzním komorám, ve kterých je rychlost procesu spalování určována rychlostí . víření směsi paliva se vzduchem a nikoliv -tedy rychlostí chemických reakcí. Vysoce turbulentní toroidní vířeni v proti směru proudění se nacházející oblasti plamencové trubky vede ke kratší době setrvání produktů spalování v oblasti vysoké teploty, což se příznivě projeví snížením tvorby oxidů dusíku N0x.
Řešením podle vynálezu se kromě toho dosahuje výraznějšího pronikání proudu paliva skrze proudy vzduchu, které vystupují z prvních a druhých přívodních trubek pro vzduch a které s výhodou představují podstatnou část veškerého spalovacího vzduchu. K vytváření víření přispívají zejména druhé přívodní trubky pro vzduch, které zasahují do vnitřního prostoru plamencové trubky. Dosáhne se tím rovnoměrného rozdělení vzduchu po průřezu plamencové trubky a tímto také zmírnění nerovnoměrností teplotního pole plynů ve spalovací zóně. Toto má podstatný význam zejména tehdy, spalovací komora jejího použití, lopatek turbiny a jestliže turbiny,
Teplotní zkracují je spalovací komora použita jako kde je ve skutečnosti hlavní oblast špičky představují značné namáhání životnost turbiny.
Proudy vzduchu, které vystupují z druhých přívodních trubek pro vzduch, pronikají hluboko do proudu horkých plynů. Proudy vzduchu takto ochlazují oblast vysoké teploty až k ose plamencové trubky.
Druhé přívodní trubky pro vzduch sice vyčnívají do spalovací zóny, tepelné namáhání je však přesto regulováno tím, že bezprostředně u každé druhé přívodní trubky pro vzduch je proti směru proudění uspořádána první přívodní trubka pro vzduch a s výhodou po směru proudění také třetí přívodní trubka pro vzduch. Druhé přívodní trubky pro vzduch jsou tedy chlazeny vzduchem vystupujícím „z .prvních a případně také ze třetích přívodních trubek pro vzduch. Počet prvních a třetích'přívodních trubek pro vzduch, které jsou podobně konstruovány a mají podobný účel, může být ještě zvýšen o stejně provedené čtvrté přívodní trubky pro . vzduch, které jsou při pohledu ve směru obvodu usopořádány vždy mezi sousedními druhými přívodními trubkami pro vzduch. Zjistilo se, že rovnoměrnost rozložení, teploty na výstupu spalovací komory je do značné míry ovlivněna také poměrem průřezů obou základních druhů přívodních trubek pro vzduch.
Kritickou okolností pro vytváření optimálního, vysoce turbulentního toroidního víření je kromě uspořádání přívodních trubek pro vzduch také úhel jejich sklonu k ose plamencové trubky. Zvláště výhodným se ukázal být úhel v rozsahu 55 až 60°. Kritický význam má dále axiální vzdálenost prvních přívodních trubek pro vzduch od palivové trysky. Zjistilo se, že tato * · · · * · vzdálenost závisí na průměru plamencové trubky a činí s výhodou 0,70 až 0,85-násobek tohoto průměru.
Řešení podle vynálezu umožňuje nejen zvýšení intenzity zvíření směsi paliva se vzduchem a tím i spalovacího procesu, ale také vysokou stabilitu zapalovacího plamene ve všech stupních zatížení.
Z hlediska příznivého rozdělení vzduchu po průřezu plamencové trubky a . tím i velmi rovnoměrného teplotního pole plynů na výstupu spalovací komory, má kromě uspořádání přívodních trubek pro vzduch kritický význam také jejich vzdálenost od osy plamencové trubky. Také tyto hodnoty se orientují podle průměru plamencové trubky. Zatímco výstupní ústí prvních a případně také třetích a čtvrtých přívodních trubek pro vzduch lícují se stěnou plamencové trubky, měla by se výstupní ústí druhých přívodních .trubek, pro . vzduch . nacházet v určité vzdálenosti od· stěny plamencové trubky, která s výhodou činí přibližně 0,'15 a 0,18 násobek průměru této plamencové trubky. Kritický je v této souvislosti i také poměr mezi celkovými průřezy obou typů přívodních trubek pro vzduch. Ukázalo se , že je zvláště výhodné, jestliže celkový průřez druhých přívodních trubek pro vzduch činí přibližně 0,6 až 0,7-násobek celkového průřezu prvních a případně také třetích a čtvrtých přívodních trubek pro vzduch.
Spalovací vzduch se může přídavně zavádět také do oblasti plamencového krytu, která se tím ochlazuje. Kromě toho je možno, aby se spalovací vzduch zaváděl otvory uspořádanými od přívodních trubek pro vzduch po směru prudění. Toto opatření se ukázalo být výhodným- zejména pro snížení tvorby oxidu uhelnatého.
···· • 4 44 4» »· 4 4 • · 4 4 4 4 4
4 4 4 4 4 4
4 · 4 444 444
4 4 4 * • 4 4 44 44
Přehled obrázků na výkresech
Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladech jeho: provedení, které jsou popsány na základě připojených výkresů, které znázorňují
- na obr. 1 schematický dílčí axiální řez hořákem podle prvního provedení;
- na obr. 2 pohled ve směru šipky A z obr. 1;
- na obr. 3 schematický dílčí axiální řez hořákem podle druhého provedení;
- na obr. 4 pohled ve směru šipky A z obr. 3.
Příklady- provedení vynálezu - -Hořák podle obr. 1 a 2 je opatřen plamencovým krytem 1, v jehož středu ústí palivová tryska* 2, která je připojena k plynovému potrubí. Na- plamencový kryt 1 navazuje plamencová trubka 3 válcového tvaru o průměru d.
Na plamencové trubce 3 je uspořádána řada prvních přívodních trubek 4 pro vzduch a druhých přívodních trubek 5 pro vzduch. První přívodní trubky 4 pro vzduch tvoří proti směru proudění položenou první řadu 6, zatímco druhé přívodní trubky 5 pro vzduch tvoří po směru proudění položenou druhou řadu 7. Všechny přívodní trubky 4, 5 pro vzduch směřují šikmo proti směru proudění k ose plamencové trubky 3, a to pod společným úhlem cp, který v příkladu provedení činí 60°.
*· >··· ·· » · » · · • · 9 9 • · · · 9
9 9 9 9
999 9 9 9 9 9 ·· ··
99
9 9 9 9
9 9 9 9
9 999 999
9 9
99 99
Spalovací vzduch je přívodními trubkami 4, 5 pro vzduch zaváděn do spalovací zóny převážně tak, že se vytváří vysoce turbulentní toroidní vír nebo vířivý prstenec, který je na obr. 1 naznačen čerchovanými čarami. Intenzivní promísení vede k homogennímu rozložení paliva ve spalovacím vzduchu, což zásluhou zkrácení doby pobytu ve spalovací zóně přináší snížení tvorby oxidů dusíku N0x a je to také spojeno s rovnoměrnějším rozložením teploty již v plamencové trubce 3.
Vzdálenost x mezi prvními přívodními trubkami 4 první řady 6 a palivovou tryskou 2 činí 0,70-násobek průměru d plamencové trubky 3. Tato volba přispívá ke stabilizaci vířivého prstence a kromě toho v celém rozsahu výkonu Zajišťuje stabilní zapalování.
Jak je zřetelně patrné z obr. 1, ústí prvních přívodních .trubek 4 první řady -6 lícují s plamencovou trubkou 3, zatímco druhé přívodní trubky 5 druhé řady 7 do plamencové' trubky 3 vyčnívají, a to radiálně do vzdálenosti y, která činí 0,17násobek průměru d plamencové trubky 3. Proudy vzduchu, které vystupují z druhých přívodních trubek 5 pro vzduch druhé řady 7 tedy ve spalovací zóně pronikají až k ose plamencové trubky 3, zasahují centrální oblast spalovací zóny a vytvářejí tam v průběhu svého pohybu proti směru proudění spolu s proudy vzduchu vystupujícími z 'prvních přívodních trubek 5 pro vzduch zmíněný vysoce turbulentní toroidní vír. Tento způsob zavádění spalovacího vzduchu pomocí vyvážené kombinace prvních přívodních trubek 4 pro vzduch a druhých přívodních trubek 5 pro vzduch zajišťuje velmi rovnoměrné rozložení koncentrace plynů po celém průřezu spalovací zóny, což přispívá k rovnoměrnějšímu rozložení teploty. Hlavní množství vzduchu se přivádí prvními přívodními trubkami 4 pro vzduch.
9 9 99 9 9 999 9 99
9 9 9 · 9 9
9 9 9 9 9
9 9 9'
9
- 10 První přívodní trubky 4 pro vzduch a druhé přívodní trubky 5 pro vzduch jsou přitom uspořádány tak, že proti směru proudění se za každou druhou přívodní trubkou 5 pro vzduch nachází první přívodní trubka 4 pro vzduch. Druhé přívodní trubky 5 pro vzduch, které vyčnívají do spalovací zóny, jsou tedy spolehlivě chlazeny vzduchem, který vystupuje z prvních přívodních trubek 4 pro vzduch.
Další opatření, které přispívá k vytváření víru, popřípadě k míšení a homogenizaci směsi a tudíž ke snížení teploty a rovnoměrnějšímu rozložení teploty, spočívá v tom, . že průřez prvních přívodních trubek 4 pro vzduch je na rozdíl od válcového průřezu druhých přívodních trubek 5 pro vzduch protáhlý ve směru osy plamencové trubky 3, takže zavádění vzduchu probíhá po určité axiální délce. Dvojice vodicích přepážek 8 v prvních přívodních trubkách 4 pro vzduch přispívá k cílenému zavádění spalovacího vzduchu.do plamencové trubky 3.
K příznivému rozložení proudění dále přispívá skutečnost spočívající v to, že jednotlivá, ústí druhých přívodních trubek 5 pro vzduch druhé, řady 7 leží .v rovině kolmé k ose příslušné druhé přívodní trubky 5 pro vzduch.
Jak je znázorněno na obr. 1, tvoří plamencový kryt 1 směrem od palivové trysky 2 k plamencové trubce 3 se rozšiřující kužel. Toto provedení oblasti plamencového krytu 1 přispívá ke stabilizaci vířivého proudění. Plyn je do této oblasti vháněn šikmo směrem k obvodu. Palivová tryska 2 je za tím účelem opatřena výstupními otvory 9, které jsou ve směru proudění skloněny šikmo od osy· plamencové trubky 3.
Na obr. 3 a 4 je znázorněno mimořádně výhodné provedení • ·»· ·· ·· » · · 9 9 9 9 * 9 9 9 9 9 · · · 999 999
9 9 · 9
9 99 99
- 11 hořáku, které se od provedení podle obr. 1 a 2 liší v podstatě tím, že k druhým přívodním trubkám 5 pro vzduch jsou po směru proudění přiřazeny třetí přívodní trubky 4' pro vzduch, ze·' kterých tedy vystupují dílčí proudy vzduchu, které probíhají podél po směru proudění se nacházející strany příslušných druhých přívodních trubek 5 pro vzduch. Tímto opatřením se podporuje chlazení druhých přívodních trubek 5 pro vzduch a vytváření vysoce turbulentního toroidního víření.
Oběma provedením, je společné to, že, jak je patrné z obr. 2 a 4, plamencová trubka 3 je dále opatřena čtvrtými přívodními trubkami 4'' pro vzduch. Tyto čtvrté, přívodní trubky 4'' pro vzduch jsou při pohledu v axiálním směru uspořádány vždy mezi sousedními druhými přívodními trubkami 5 pro vzduch. V provedení podle obr. 1 a 2 se tyto čtvrté přívodní trubky 4' ’ pro vzduch nacházejí ve výši prvních přívodních trubek 4 pro vzduch. V provedení podle obr. -3a 4 tyto čtvrté přívodní- trubky 4' ' pro vzduch při pohledu ve směru obvodu lícují s prvními přívodními trubkami 4 pro vzduch a třetími přívodními trubkami 4' pro vzduch. V ostatních ohledech tyto čtvrté’ přívodní trubky 4'' pro vzduch odpovídají svým sklonem a uspořádáním prvním přívodním trubkám 4 pro vzduch a třetím přívodním trubkám 4’ pro vzduch.
Při bližším pohledu na oba druhy přívodních trubek 4, 4',
4’' , 5 pro vzduch je patrné, že počet druhých přívodních trubek pro vzduch je nižší než počet prvních přívodních trubek 4, 4',
4'' pro vzduch. Totéž platí i pro poměr průřezů. Celkový průřez druhých přívodních trubek 5 pro vzduch takto činí 0,6 až 0,7 násobek celkového průřezu prvních a čtvrtých přívodních trubek 4, 4’ ' pro vzduch — viz obr 1 a 2, popřípadě celkového průřezu prvních, třetích a čtvrtých přívodních trubek 4, 4’ , 4'' pro vzduch - viz obr. 3 a 4.
• »··· 00
0 0 0 » · 9 0 • · 9 · ·
0 0 0
0 00 00
0000 00 00 0 0 0 0 0
0 0 0 0 • 0 000 000 0 0 0 0 00 00
Plamencová trubka 3 je kromě toho v obou příkladech provedení opatřena ve směru proudění za přívodními trubkami 4, 4', 4’’, 5 pro vzduch dalšími otvory pro spalovací vzduch, aby se zabránilo vzniku oxidu uhelnatého CO. Znázorněny nejsou rovněž otvory v plamencovém krytu 1 a v oblasti plamencové trubky 3 proti směru proudění. Spalovací vzduch, který zde vstupuje, slouží převážně k chlazení plamencového krytu 1 a plamencové trubky 3.
V rámci vynálezu je možná řada obměn. Například, přívodní trubky 4, 4', 4’’, 5 pro vzduch mohou být skloněny pod různými úhly. Dále je možné,- aby se palivo zavádělo do plamencové trubky 3 axiálně. V předložených příkladech provedení se spalovací vzduch přivádí především oběma druhy přívodních trubek 4, 4',
4'', 5 pro vzduch. Alternativně k tomu existuje možnost přivádět část vzduchu v místech nacházejících se místo proti směru po směru proudění., · - - .........
Vynález byl popsán na příkladu plynového hořáku, protože toto je . přednostní oblast jeho použití. Řešení podle vynálezu však lze použít i v hořácích pro paliva ve formě páry nebo kapaliny či tečení schopná pevná paliva.
Palivo se zavádí centrálně do plamencové trubky 3, kde se ve spalovací zóně směšuje se spalovacím vzduchem. Tento spalovací vzduch vystupuje· z prvních a druhých přívodních trubek 4, 5 pro vzduch, které jsou uspořádány ve dvou bezprostředně sousedících řadách 6, 7 a skloněny proti směru proudění k ose plamencové trubky 3 pod úhlem 60°. Vzdálenost x mezi ústími prvních přívodních trubek 4- pro vzduch a výstupními otvory 9 palivové trysky 2 činí 0,7 násobek průměru plamencové trubky 3. Celkový průřez druhých přívodních trubek 5 činí 0,6-násobek celkového
9999 • · 9
9
9 ··*·
9 9
9999 99
9
9 ·
♦ »·
99
99»
- 13 průřezu prvních přívodních trubek 4 pro vzduch. V plamencové trubce 3 vzniká vysoce turbulentní toroidní víření, zásluhou čehož vzniká v průřezu plamencové trubky 3 velmi homogenní směs,· čímž se dosáhne nepatrných hodnot N0x a rovnoměrného rozložení teplot již v plamencové trubce 3.
Zastupuj e:
Ing.J.Chlustina
23.07.99
99 9 9
9 9
9 9
9 9
9 9 • · 9 • 9 9 9
9' 9·ϊ 9 9
9
99
Z 03499/99-CZ
PATENTOVÉ
Claims (2)
1.
Hořák pro rozprašování vhodných, zejména plynných paliv,
opatřený
v podstatě válcovou plamencovou trubkou (3) , na konci plamencové trubky (3) proti směru prouděni uspořádaným plamencovým krytem (1), centrálně _do plamencové trubky (3) ústící palivovou tryskou (2) a množinou prvních a druhých prostředků pro zavádění spalovacího vzduchu do plamencové trubky (3), vyznačující se tím, že prostředky pro zavádění spalovacího vzduchu do plamencové trubky (3) jsou provedeny jako přívodní trubky (4, -5) -pro vzduch, že první a druhé přívodní trubky (4, 5) pro vzduch jsou proti směru proudění skloněny k ose plamencové trubky (3), že první přívodní trubky (4) pro vzduch končí na plamencové trubce (3), zatímco druhé přívodní trubky (5) pro vzduch do plamencové trubky (3) vyčnívají, a že ke každé druhé přívodní trubce (5) pro vzduch je proti směru proudění těsně přiřazena první přívodní trubka (4) pro vzduch.
2. Hořák podle nároku 1, vyznačující se tím, že ke každé druhé přívodní trubce (5) pro vzduch je po směru proudění- těsně přiřazena třetí přívodní trubka (4') pro vzduch, přičemž třetí přívodní trubky (4’) pro vzduch jsou proti směru proudění skloněny k ose plamencové trubky <>
• · · ···· «« ·' (
3) a končí na této plamencové trubce (3) .
.
Hořák podle nároku 1 nebo 2, vyznaču jící s e .
tím, že při pohledu v axiálním směru je mezi dvěma
sousedními 'druhými přívodními trubkami (5) pro vzduch uspořádána čtvrtá přívodní trubka (4'') pro vzduch, přičemž čtvrté přívodní trubky . (4' ') pro vzduch jsou proti směru proudění skloněny k ose plamencové trubky (3) a končí na této plamencové trubce (3).
Hořák podle vyzná trubky (4). plamencové vzdálenost přívodních . 0,85-násobek některého z nároků 1 č u j í c í pro vzduch trubky (3) (x) me z i trubek . (4) průměru s e jsou kolmé řadě spalovací tryskou pro vzduch (d) plamencové až 3, tím, že první uspořádány v první (6) , přičemž (2) a ústími činí přibližně trubky (3) -.
přívodní k ose axiální prvních
0,70 až
5.
Hořák podle některého z nároků 1 až 4,
vyznač ující se ť í m, že přívodní trubky (4,
5, 4’, 4”) pro vzduch jsou k ose plamencové trubky (3)
skloněny pod týmtéž úhlem (φ).
Hořák podle nároku 5, vyznačuj ící se tím, že přívodní trubky (4, 5, 4', 4'') pro vzduch jsou k ose plamencové trubky (3) skloněny pod úhlem 55 až 60°.
7. Hořák podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že ústí do plamencové trubky (3) vyčnívajících druhých přívodních trubek (5) pro vzduch jsou uspořádána od stěny plamencové trubky (3) ve vzdálenosti (y) , která činí přibližně 0,15 až 0,18-násobek «9 9999 9* 9999 9·9 9»
9 · 9 9 9 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9 • 9 ·. 9 9 9 9j · 9 9 9 9 9
999*9 9 9 9 «··· 9 9 9 9 « 9 9 9 9'
- 16 průměru (d) plamencové trubky (3).
8. Hořák podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že celkový průřez druhých přívodních trubek (5) pro vzduch činí přibližně 0,6 až 0,7-násobek celkového průřezu prvních a popřípadě třetích a čtvrtých přívodních trubek (4, 4', 4'') pro vzduch.
9. Hořák podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že první a popřípadě třetí a čtvrté přívodní trubky (4, 4’, 4'') pro vzduch mají různé průřezy, přičemž nejméně některé z těchto průřezů jsou protáhlé ve směru osy plamencové trubky (3).
10. Hořák podle nároku 9, vyznačující se tím, že.první a_popřípadě, třetí a čtvrté přívodní trubky (4; 4',
4’’)- pro vzduch jsou opatřeny vždy nejvýše dvěma vodícími přepážkami (8), které jsou s výhodou orientovány napříč
k ose plamencové trubky (3) .
11.
Hořák podle některého z nároků až 10,
vyznačující s e t í m, že příslušné výstupní otvory druhých přívodních trubek (5) pro vzduch leží v rovině kolmé k osám příslušných druhých přívodních trubek (5) pro vzduch.
12. Hořák podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že plamencový kryt (1) se na vnitřní straně směrem od palivové trysky (2) kuželovité rozšiřuje k plamencové trubce (3).
«« 4444 «4 *·«· <· ··
4 4 «4 4 4 444
4 4 · 4 4, 44« • 4 · 4 4 · 4 «44444
444444 · ·
4444 44 44 4 44 44
- 17 13. Hořák podle některého z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že palivová tryska (2) je opatřena prstencem výstupních otvorů (9) , které se ve směru proudění rozbíhají od osy plamencové trubky (3).
14. Hořák podle nároku 13, vyznačující se tím, že sklon výstupních otvorů (9) palivové trysky (2) k ose plamencové trubky (3) je v rozsahu 40 až 45°.
15. Hořák podle některého z nároků 1 až 14, vyznačují c-í se tím, že plamencová trubka (3) je proti směru proudění za přívodními trubkami (4, 5, ' , 4 ' ' ) opatřena více prstencově uspořádanými otvory pro spalovací vzduch.
16. Způsob spalování rozprášení způsobilého, zejména plynného .paliva,· které· se centrálně- zavádí do spalovací zóny a tam se směšuje se spalovacím vzduchem, vyznačující se tím, že spalovací vzduch se do spalovací zóny vhání tak, že v rovině kolmé ke směru proudění ve spalovací zóně vzniká vysoce turbulentní toroidní . víření, jehož směr otáčení je ve vnitřní oblasti orientován proti směru proudění ve spalovací .zóně.
17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že palivo se do toroidního víření zavádí v podstatě ve tvaru rozevírajícího se kužele.
18. Způsob podle nároku 16 nebo 17, vyznačuj ící se tím, že vysoce turbulentní toroidní víření zaujímá centrální oblast spalovací zóny.
23.07.99 Zastupuje: Ing.J.Chlustina • · ♦ ·
d
• ·
2/2
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19704802A DE19704802A1 (de) | 1997-02-08 | 1997-02-08 | Vorrichtung und Verfahren zum Verbrennen von Brennstoff |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ262799A3 true CZ262799A3 (cs) | 2000-04-12 |
| CZ292330B6 CZ292330B6 (cs) | 2003-09-17 |
Family
ID=7819693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19992627A CZ292330B6 (cs) | 1997-02-08 | 1998-01-24 | Zařízení a způsob pro spalování paliva |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6193502B1 (cs) |
| EP (1) | EP0961905B1 (cs) |
| AT (1) | ATE207593T1 (cs) |
| AU (1) | AU6616098A (cs) |
| CA (1) | CA2280169A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ292330B6 (cs) |
| DE (2) | DE19704802A1 (cs) |
| EA (1) | EA000904B1 (cs) |
| ES (1) | ES2163257T3 (cs) |
| HU (1) | HUP0001053A3 (cs) |
| NO (1) | NO993801L (cs) |
| SK (1) | SK106399A3 (cs) |
| WO (1) | WO1998035184A1 (cs) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2774745B1 (fr) * | 1998-02-10 | 2000-03-17 | Air Liquide | Procede de chauffage de produits dans une enceinte et bruleur pour la mise en oeuvre de ce procede |
| US20050003316A1 (en) * | 2003-05-31 | 2005-01-06 | Eugene Showers | Counterflow fuel injection nozzle in a burner-boiler system |
| CN101235970B (zh) * | 2007-01-31 | 2012-05-02 | 通用电气公司 | 具有逆流喷射装置的燃气轮机燃烧器 |
| US8677759B2 (en) * | 2009-01-06 | 2014-03-25 | General Electric Company | Ring cooling for a combustion liner and related method |
| EP3026346A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-06-01 | Alstom Technology Ltd | Combustor liner |
| US20190024895A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-24 | General Electric Company | Combustor dilution structure for gas turbine engine |
| US11268438B2 (en) * | 2017-09-15 | 2022-03-08 | General Electric Company | Combustor liner dilution opening |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2974485A (en) * | 1958-06-02 | 1961-03-14 | Gen Electric | Combustor for fluid fuels |
| US3574508A (en) * | 1968-04-15 | 1971-04-13 | Maxon Premix Burner Co Inc | Internally fired industrial gas burner |
| US3643430A (en) * | 1970-03-04 | 1972-02-22 | United Aircraft Corp | Smoke reduction combustion chamber |
| DE2018641C2 (de) * | 1970-04-18 | 1972-05-10 | Motoren Turbinen Union | Umkehrbrennkammer fuer gasturbinentriebwerke |
| US3831854A (en) * | 1973-02-23 | 1974-08-27 | Hitachi Ltd | Pressure spray type fuel injection nozzle having air discharge openings |
| US3951584A (en) * | 1974-05-23 | 1976-04-20 | Midland-Ross Corporation | Self-stabilizing burner |
| JPS5129726A (cs) * | 1974-09-06 | 1976-03-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | |
| FR2379028A1 (fr) * | 1977-02-01 | 1978-08-25 | Gaz De France | Bruleur metallique a gaz sans premelange et a contre-rotation |
| US4301657A (en) * | 1978-05-04 | 1981-11-24 | Caterpillar Tractor Co. | Gas turbine combustion chamber |
| DE4012923A1 (de) * | 1990-04-23 | 1991-10-24 | Skoog Kurt | Vorrichtung zum verbrennen fluider, insbesondere fluessiger brennstoffe, wie oel o. dgl. |
| EP0662208A4 (en) * | 1992-09-18 | 1997-10-22 | Luminis Pty Ltd | VARIABLE FLAME BURNER CONFIGURATION. |
| AUPN156295A0 (en) * | 1995-03-07 | 1995-03-30 | Luminis Pty Limited | Variable flame precessing jet nozzle |
| US5984662A (en) * | 1997-07-31 | 1999-11-16 | Superior Fireplace Company | Karman vortex generating burner assembly |
-
1997
- 1997-02-08 DE DE19704802A patent/DE19704802A1/de not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-01-24 AT AT98907987T patent/ATE207593T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-01-24 SK SK1063-99A patent/SK106399A3/sk unknown
- 1998-01-24 CZ CZ19992627A patent/CZ292330B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-01-24 DE DE59801858T patent/DE59801858D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-24 AU AU66160/98A patent/AU6616098A/en not_active Abandoned
- 1998-01-24 HU HU0001053A patent/HUP0001053A3/hu unknown
- 1998-01-24 US US09/367,205 patent/US6193502B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-24 WO PCT/EP1998/000398 patent/WO1998035184A1/de active IP Right Grant
- 1998-01-24 CA CA002280169A patent/CA2280169A1/en not_active Abandoned
- 1998-01-24 EA EA199900730A patent/EA000904B1/ru not_active IP Right Cessation
- 1998-01-24 ES ES98907987T patent/ES2163257T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-24 EP EP98907987A patent/EP0961905B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-08-06 NO NO993801A patent/NO993801L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK106399A3 (en) | 2000-06-12 |
| DE19704802A1 (de) | 1998-08-13 |
| NO993801D0 (no) | 1999-08-06 |
| DE59801858D1 (de) | 2001-11-29 |
| EA000904B1 (ru) | 2000-06-26 |
| US6193502B1 (en) | 2001-02-27 |
| CZ292330B6 (cs) | 2003-09-17 |
| NO993801L (no) | 1999-09-15 |
| EP0961905A1 (de) | 1999-12-08 |
| EP0961905B1 (de) | 2001-10-24 |
| ATE207593T1 (de) | 2001-11-15 |
| WO1998035184A1 (de) | 1998-08-13 |
| HUP0001053A3 (en) | 2001-05-28 |
| CA2280169A1 (en) | 1998-08-13 |
| ES2163257T3 (es) | 2002-01-16 |
| EA199900730A1 (ru) | 2000-02-28 |
| HUP0001053A2 (hu) | 2001-04-28 |
| AU6616098A (en) | 1998-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5251447A (en) | Air fuel mixer for gas turbine combustor | |
| US5613363A (en) | Air fuel mixer for gas turbine combustor | |
| US6209325B1 (en) | Combustor for gas- or liquid-fueled turbine | |
| US5590529A (en) | Air fuel mixer for gas turbine combustor | |
| US5657632A (en) | Dual fuel gas turbine combustor | |
| EP0397088B1 (en) | Multiple oxidant jet combustion method and apparatus | |
| US5165241A (en) | Air fuel mixer for gas turbine combustor | |
| US6339925B1 (en) | Hybrid catalytic combustor | |
| US6461147B1 (en) | Gas Burner | |
| US5596873A (en) | Gas turbine combustor with a plurality of circumferentially spaced pre-mixers | |
| US5454221A (en) | Dilution flow sleeve for reducing emissions in a gas turbine combustor | |
| US20100192583A1 (en) | Non-rotational stabilization of the flame of a premixing burner | |
| JPH07190372A (ja) | ガスタービンの燃焼器 | |
| EP0627062A1 (en) | PREMIXED GAS BURNER. | |
| GB2289326A (en) | Combustion process for atmospheric combustion systems | |
| JP2004534197A (ja) | タービン燃焼器用の予混合室 | |
| JP2003527556A (ja) | 低ｎｏｘ放射壁バーナ | |
| JPH08226649A (ja) | コンバスタ | |
| US9625153B2 (en) | Low calorific fuel combustor for gas turbine | |
| US5127821A (en) | Premixing burner for producing hot gas | |
| US20230288069A1 (en) | Gas turbine fuel mixer comprising a plurality of mini tubes for generating a fuel-air mixture | |
| CZ262799A3 (cs) | Zařízení a způsob pro spalování paliva | |
| JPS59202324A (ja) | ガスタ−ビン低ＮＯｘ燃焼器 | |
| CN115451433A (zh) | 一种用于燃气轮机燃烧室的燃料喷嘴预混系统 | |
| JPH08261465A (ja) | ガスタービン |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MK4A | Patent expired |
Effective date: 20180124 |