DD276907A1

DD276907A1 - DRY BURNER FOR GASOFUL, LIQUID AND SOLID DUST-SOIL FUELS

Info

Publication number: DD276907A1
Application number: DD27454285A
Authority: DD
Inventors: Guenter Slowik; Juergen Kohlmann
Original assignee: Leuna Werke Veb
Priority date: 1985-03-28
Filing date: 1985-03-28
Publication date: 1990-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drallbrenner fuer gasfoermige, fluessige und feste staubfoermige Brennstoffe, bestehend aus einer rotationssymmetrischen Drallkammer, einer oder mehreren Stoffzufuehrungseinrichtungen fuer einen oder mehrere Stoffstroeme und einem Brennermund. Erfindungsgemaess besitzt der Brenner einen koaxial zur Brennerachse angeordneten rotationssymmetrischen und von Einbauten freien Ringraum, der mit der Drallkammer durch einen rotationssymmetrischen Verbindungskanal verbunden und in Richtung des Verbindungskanals zur Drallkammer offen ist. Die Spaltbreite des Verbindungskanals nimmt in Richtung zur Brennerachse vorzugsweise ab. Bei festgelegtem Durchmesser des Ringraumes sowie der Drallkammer ist die Verbindung zwischen Ringraum und Drallkammer moeglichst kurz und dabei der Neigungswinkel des Verbindungskanals, der zwischen der Brennerachse und der Tangente an der Mittellinie des Verbindungskanals gebildet wird, 90. Der Ringraum besitzt einen oder mehrere tangentiale Stoffzufuehrungskanaele, deren Eintrittsquerschnitt mit dem Querschnitt des Ringraumes an der Zufuehrungsstelle vorzugsweise uebereinstimmt.The invention relates to a swirl burner for gaseous, liquid and solid dust-like fuels, consisting of a rotationally symmetrical swirl chamber, one or more material supply devices for one or more Stoffstroeme and a burner mouth. According to the invention, the burner has a rotationally symmetrical and internally-free annular space arranged coaxially with the burner axis, which is connected to the swirl chamber by a rotationally symmetrical connection channel and open in the direction of the connection channel to the swirl chamber. The gap width of the connecting channel preferably decreases in the direction of the burner axis. With a fixed diameter of the annular space and the swirl chamber, the connection between annular space and swirl chamber is as short as possible and the angle of inclination of the connecting channel formed between the burner axis and the tangent to the center line of the connecting channel, 90. The annular space has one or more tangential Stoffzufuehrungungskanaele, whose inlet cross section preferably coincides with the cross section of the annular space at the Zufuehrungsstelle.

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Dio Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur wahlweisen Verbrennung von gasförmigen Brennstoffen, von zerstäubten flüssigen Bronnstoffon und von staubförmigon, durch Gase transportierten Brennstoffen, insbesondere von Kohlenstaub-Luft-Gomischon. Die Erfindung ist insbosondore geeignet, bei wechselnder Qualität des Brennstoffes und beim Betrieb der Feuerung im Toillastbotriob oino stabile Verbrennung zu gewährleisten.The invention relates to a device for optionally burning gaseous fuels, atomised liquid bronzone and dust-form, gas-transported fuels, in particular pulverized coal-air gas. The invention is insbosondore suitable to ensure stable combustion with changing quality of the fuel and the operation of the furnace in Toillastbotriob oino.

Characteristic of the known state of the art

Die verdrallte Zuführung des Brennstoffes und/oder der Sekundärluft in den Brenner oder in den Brennraum wird bei Vormischflammen und Diffusionsflammen erfolgreich zui Effektivierung des Verbrennungsprozesses genutzt. Drallbrenner werden zur Verbrennung gasförmiger, zerstäubter flüssiger und staubförmiger Brennstoffe eingesetzt. Die Effektivitätserhöhung der Verbrennung mit Hilfe von Drallbrennern wird erreicht durch die infolge der Drallströmung erzeugte Rezirkulationsströmung am Breniiermund und die damit verbundene Flammenstabilisierung, so daß insbesondere bei der Kohlenstaubverbrennung Gas- oder Ölpilotf lammen entfallen können, durch die Intensivierung der Vermischung bei Diffusionsilammen infolge höherer Turbulenz, womit eine höhere Flammentemperatur, ein höherer Ausbrand und eine verringerte Stickoxidbildung erzielt wird, sowie durch die Verkürzung der Flammenlänge bei Diffusions- und Vormischflammen und die damit r ögliche Verkleinerung der Brennräume. Die Erzeugung des Drallimpulses des Brennstoffes bzw. der Sekundärluft eifolgt bei axialer Zuführung mit Hilfe axial angeordneter Leitschaufeln, bei radialer Zuführung mit Hilfe radial angeordneter Leitschaufeln, durch ein oder mehrere tangential angeordnete Eintritte oder durch die Kombination dieser drei Möglichkeiten.The twisted supply of the fuel and / or the secondary air into the burner or into the combustion chamber is successfully used in premixed flames and diffusion flames to optimize the combustion process. Swirl burners are used to burn gaseous, atomized liquid and pulverulent fuels. The increase in efficiency of the combustion by means of swirl burners is achieved by the recirculation flow generated at the Breniiermund due to the swirl flow and the associated flame stabilization, so that in particular in the pulverized coal gas or Ölpilotf lamen can account for the intensification of mixing in diffusion due to higher turbulence, whereby a higher flame temperature, a higher burn-out and a reduced nitrogen oxide formation is achieved, as well as the shortening of the flame length in diffusion and premix flames and the consequent reduction of the size of the combustion chambers. The generation of the swirl impulse of the fuel or the secondary air eifolgt at axial supply by means of axially arranged vanes, with radial supply by means of radially arranged guide vanes, by one or more tangentially arranged entrances or by the combination of these three possibilities.

Die Nachteile der genannten technischen Lösungen zur Erzeugung eines Drallimpules des Sekundärluftstromes bzw. des Brennstoffstromes können wie folgt charakterisiert werden. Der Aufbau von Leitschaufelapparaten axialer und radialer Bauart ist vergleichsweise kompliziert, insbesondere bei Apparaten mit verstellbaren Leiischauieiii gemäß Pateni DE 2106824 und DE-AS 2933060 zur Steuerung des Drallimpulses. Zur Erzeugung eines großen Drallimpulses ist bei Leitschaufelapparaten ein großer Vordruck der Sekundärluft bzw. des Brennstoffes erforderlich. Bei der Erzeugung des Drallimpulses im Brennstoffstrom tritt bei staubförmigen Brennstoffen ein hoher Verschleiß des Leitschaufelapparates auf. Undichtheiten in Leitschaufelapparaten führen zu unsymmetrischen Stre.nungsverhältnissen. Leitschaufelapparate axialer Bauart haben eine verhältnismäßig große Baulänge. Die tangentiale Zuführung der Sekundärluft bzw. des Brennstoffes über einen Eintritt (DD-PS 212786) bzw. mehrere Eintritte in den Brenner bzw. in den Feuerraum führen zu unsymmetrischen Strömungsverhältnissen in der Flamme. Letztere führen zur Verringerung des Ausbrandes und zur Erhöhung des Schadstoffanteils im Abgas.The disadvantages of the mentioned technical solutions for generating a swirl impulse of the secondary air flow or of the fuel flow can be characterized as follows. The construction of axial and radial vane apparatuses is comparatively complicated, especially in apparatuses with adjustable leiischauieiii according to Pateni DE 2106824 and DE-AS 2933060 for controlling the swirl pulse. In order to produce a large swirl impulse, a large admission pressure of the secondary air or of the fuel is necessary with guide vane apparatuses. In the generation of the swirl momentum in the fuel flow occurs in dusty fuels on a high wear of the vane apparatus. Leaks in vane apparatus lead to asymmetrical Strei conditions. Leitschaufelapparate axial design have a relatively large length. The tangential supply of secondary air or fuel via an inlet (DD-PS 212786) or multiple entries into the burner or into the combustion chamber lead to asymmetrical flow conditions in the flame. The latter lead to the reduction of burnout and to increase the pollutant content in the exhaust gas.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, mit einem konstruktiv einfachen Drallbrenner eine optimale Verbrennung von verschiedenartigen, je nach Wahl eingesetzten gasförmigen, flüssigen oder festen staubförmigen Brennstoffen sowohl im Voll- als auch im Teillastbereich zu erreichen, ohne daß für die unterschiedlichen Betriebssituationen am Brenner Veränderungen vorgenommen werden müssen, und Energie bei der Förderung der zu verdrallenden Luft- bzw. Brennstoffströme einzusparen.The aim of the invention is to achieve with a structurally simple swirl burner optimum combustion of various, used depending on the choice gaseous, liquid or solid dust-like fuels in both the full and in the partial load range without changes are made to the burner for the different operating conditions and to save energy in promoting the air or fuel flows to be twisted.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den Brenner eine verdrallte Zuführung eines Stoffstromes in eine Drallkammer zu gestalten, die einen einfachen Aufbau besitzt, ein rotationssymmetrisches Geschwindigkeitsprofil in der Drallkammer und im weiteren Strömungsverlauf hervorruft und gleichzeitig eine Anpassung an unterschiedliche Betriebssituationen ermöglicht, ohne den Brenner zu verändern. Der Brenner soll sich durch ein geringes Bauvolumen sowie geringen Material- und Fertigungsaufwand auszeichnen.The invention has for its object to make a twisted supply of a flow into a swirl chamber for the burner, which has a simple structure, causing a rotationally symmetric velocity profile in the swirl chamber and the further flow and at the same time allows adaptation to different operating situations, without the burner to change. The burner should be characterized by a low volume and low material and manufacturing costs.

Insbesondere soll der benötigte Vordruck des mit einem Drallimpuls zu verliehenen Sekundärluft- bzw. Brennstoffstromes reduziert werden, der Drallimpuls ohne Eingriff in die Vorrichtung unabhängig vom Volumenstrom steuerbar sein, um eine optimale Verbrennung verschiedenartiger Brennstoffe auch in Teillastbereichen zu erzielen, und eine rotationssymmetrische Strömung in allen Lastbereichen des Brenners erzeugt werden.In particular, the required form of imparted to a swirl impulse secondary air or fuel flow is to be reduced, the swirl impulse without intervention in the device independently of the volumetric flow controllable to achieve optimum combustion of different fuels even in partial load ranges, and a rotationally symmetrical flow in all Load ranges of the burner are generated.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Drallbrenner für gasförmige, flüssige und feste staubförmige Brennstoffe, umfassend eine rotationssymmetrische Drallkammer, die aus einem Mantel, einem Austritt und gegebenenfalls einer Stirnwand besteht, eine oder mehrere Stoffzuführungseinrichtungen für einen oder mehrere Stoffströme, worunter die Brennstoff- bzw. Luftströme zu verstehen sind, und einen Brennermund, wobei bei Zuführung nur eines Stoffstromes diese verdrallt erfolgt, und bei mehreren Stoffströmen für einen Stoffstrom eine axiale Zuführung oder eine koaxiale Ringspaltzuführung und für mindestens einen anderen Stoffsttom, der verdrallt sein muß, eine weitere Zuführung in die Drallkammer vorhanden ist, und der Brenner erfindungsgemäß einen koaxial zur Brennerachse angeordneten rotationssymmetrischen und von Einbauten freien Ringraum mit einem im Vergleich zur Drallkammer größeren Durchmesser und beliebigem Querschnitt, betrachtet bei einem Brennerlängsschnitt, besitzt, der mit der Drdllkammer durch einen rotationssymmetrischen Verbindungskanal verbunden ist, wobei die eine Wand des Verbindungskanals durch die Verbindung dos Ringraumes mit dem Mantel der Drallkammer und die andere Wand das Verbindungskanals durch die Verbindung des Ringraumes mit der axialen Zuführungsöffnung bzw. der Stirnwand dor Drallkammer gebildet wird, und der Ringraum in Richtung des Verbindungskanals zur Drallkammer offen ist, dabei dio Spaltbreite des Vorbindungskanals vom Ringraum zur Drallkammer, d. h. die kürzeste Entfernung zwischen den Wänden dos Verbindungskanals, gomosson im Bronnorlängsschnitt, in Richtung zur Brannerachse vorzugsweise abnimmt, woitorhin boi fostgologton Durchmossern dos Ringraumes sowie der Drollkammor die Verbindung zwischen Ringraum und Drallkammor möglichst kurz ist, claboi dor Neigungswinkel dos Vorbindiingskanals, der zwischon der Brennerachso und der Tangonto an dor Miltollinio dos Vorbindungskanals gobildot wird, < 90" ist und schließlich der Ringraum einen oder mehrere tanyontialo Stoffzuführiingskanälo bositzt, doren Eintrittsquorschnitt mit dem Querschnitt des Ringraumes, betrachtet im ßronnorlängsschnitt, an der Zuführungsstollo vorzugswoiso übereinstimmon.The object is achieved by a swirl burner for gaseous, liquid and solid dust-like fuels, comprising a rotationally symmetric swirl chamber, which consists of a jacket, an outlet and possibly an end wall, one or more material supply means for one or more streams, including the fuel or Air flows are to be understood, and a burner mouth, wherein when supplying only one stream this is twisted, and at several streams for a stream an axial feed or a coaxial annular gap supply and for at least one other Stoffsttom that must be twisted, a further supply to the Swirl chamber is present, and the burner according to the invention arranged coaxially to the burner axis rotationally symmetric and internals free annular space with a larger compared to the swirl chamber diameter and any cross-section, viewed in a burner longitudinal section, bes It is connected to the Drdllkammer by a rotationally symmetrical connection channel, wherein the one wall of the connecting channel through the connection dos annulus with the jacket of the swirl chamber and the other wall of the connecting channel through the connection of the annular space with the axial feed opening or the end wall dor swirl chamber is formed, and the annular space in the direction of the connecting channel to the swirl chamber is open, while the gap width of the pretreatment channel from the annulus to the swirl chamber, d. H. the shortest distance between the walls of the connecting channel, gomosson in the Bronnor longitudinal section, preferably decreases towards the Branner axis, whereupon boi fostgologton Durchmossern dos annulus and the Drollkammor the connection between the annulus and Drallkammor is as short as possible, claboi dor inclination angle of Vorbindiingskanals, the zwischon the Brennerachso and the Tangonto at the Miltollinio dos Vorbindungskanals becomes gobildot is <90 "and finally the annulus holds one or more tanyontialo Stoffzuführiingskanälo, doren entrance cross-section with the cross-section of the annulus, considered in the bronze longitudinal section, at the Zuführstollo vorzugswoiso coincidence.

Boi vorteilhafter Gestaltung dos Drallbronnors vorlaufen dio Wändo dos Vorbindungskanals so, daß deren Abbildung im Bronnorlängsschnitt ontwodor als gorado odor als zur Bronnorachso hin gekrümmto Linien orfolgt. Dio gogobenonfalls vorhondono Stirnwand der Drallkammor ist vorzugsweise so gostaltet, daß deren Abbildung im Bronnorlängsschnitt ontwodor als gorado odor gokrümmto Linio orfolgt, dio betrachtet vom Brennermund mit zunehmendem Radius anstoigt.Boi advantageous design dos swirl burner preceded by dio Wändo dos Vorbindungskanals so that their figure in Bronnorlängsschnitt ontwodor or as gorado odor Bronnorachso curved lines. Dio gogobenonfalls vorhondono front wall of the Drallkammor is preferably gostaltet so that their figure in the Bronnorlängsschnitt ontwodor as gorado odor gokrümmto Linio orio, dio viewed from the burner mouth abuts with increasing radius.

Vorteilhafterweise beträgt der Radius des Ringraumes mindestens das 1,2fache des Drallkammerradius und die größte Spaltbreite des Verbindungskanals mindestens das 1,2fache der kleinsten Spaltbreite des Verbindungskanals. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Drallbrenners kann erreicht werden, daß die Verbrennung in einem großen Betriebsbereich der Feuerungsanlage optimal verläuft und damit eine hohe Brennstoffausbeute bei geringem Schadstoffanfall erzielt wird. Da mit der erfindungsgemäßen Lösung der Drallerzeugung nur ein geringer Vordruck der Luft bzw. des Brennstoffes erforderlich ist, können insbesondere in den Dampferzeugunganlagen von Kraftwerken erhebliche Energiemengen für die Förderung der Luft- bzw. Brennstoffströme eingespart werden.Advantageously, the radius of the annular space is at least 1.2 times the swirl chamber radius and the largest gap width of the connecting channel is at least 1.2 times the smallest gap width of the connecting channel. By using the swirl burner according to the invention can be achieved that the combustion in a large operating range of the furnace optimally runs and thus a high fuel yield is achieved with low pollutant accumulation. Since with the inventive solution of swirl generation only a small form of the air or the fuel is required, considerable amounts of energy for the promotion of the air and fuel flows can be saved especially in the steam generating plants of power plants.

embodiments

Der Drallbrenner wird in nachfolgenden Ausführungsbeispielen anhand der Figuren 1, 2,3,4 und 5 erläutert. Es wird dargestellt:The swirl burner is explained in the following exemplary embodiments with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4 and 5. It is shown:

Fig. 1: schematischer Längsschnitt durch einen Drallbrenner für Kohlenstaub bei radialer Zuführung der Sekundärluft in die Drallkammer gemäß Ausführungsbeispiel 11 shows a schematic longitudinal section through a swirl burner for pulverized coal with radial supply of the secondary air into the swirl chamber according to exemplary embodiment 1

Fig. 2: Ansicht nach Pfeil A in Fig. 12: view according to arrow A in Fig. 1st

Fig.3: schematischer Längsschnitt durch einen Drallbrenner für Kohlenstaub bei primärer axialer Zuführung des Kohlenstaub-Luft-Gemisches sowie axialer Zuführung der Sekundärluft in die Drallkammer nach Ausführungsbeispiel 23 shows a schematic longitudinal section through a swirl burner for pulverized coal in the case of a primary axial feed of the pulverized coal-air mixture and axial supply of the secondary air into the swirl chamber according to exemplary embodiment 2

Fig.4: schematischer Längsschnitt durch einen Drallbrenner für eine Vormischflamme für Gase gemäß dem Ausführungsbeispiel 34 shows a schematic longitudinal section through a swirl burner for a premix flame for gases according to the exemplary embodiment 3

Fig. 5: Ansicht nach Pfeil B in Fig.4.Fig. 5: view according to arrow B in Figure 4.

example 1

Kohlenstaubbrenner mit radialer Zuführung der Sekundärluft gemäß Fig. 1 und 2:Carbon dust burner with radial supply of the secondary air according to FIGS. 1 and 2:

Der Drallbrenner hat zwei tangentiale Zuführungskanäle 1 gemäß Fig. 2 rechteckigen Querschnitts zur Zuführung den Sekundärluft. Die Zuführungskanäle 1 münden in den rotationssymmetrischen Ringraum 2, der an der Zuführungsstelle der gleichen Querschnitt wie die Zuführungskanäle 1 hat. Der Ringraum 2 ist mit der Drallkammer 3 über einen rotationssymmetrisch und konzentrisch zur Drallkammer 3 angeordneten Verbindungskanal 4 verbunden. Der Verbindungskanal 4 ist senkrecht zur Brennerachse angeordnet. Der axiale Zuführungskanal 5 für das Kohlenstaub-Luft-Gemisch ist koaxial zur Drallkammer 3 angeordnet und mündet gemeinsam mit dem Verbindungskanal 4 in die Drallkammer 3.The swirl burner has two tangential feed channels 1 according to FIG. 2 rectangular cross section for supplying the secondary air. The feed channels 1 open into the rotationally symmetrical annular space 2, which has the same cross section as the feed channels 1 at the feed point. The annular space 2 is connected to the swirl chamber 3 via a rotationally symmetrical and concentric with the swirl chamber 3 arranged connecting channel 4. The connecting channel 4 is arranged perpendicular to the burner axis. The axial feed channel 5 for the coal dust-air mixture is arranged coaxially to the swirl chamber 3 and opens together with the connecting channel 4 in the swirl chamber third

Die Drallkammer 3 ist über den Brennermund 6, der als Diffusor ausgebildet ist, mit dem Brennraum 7 verbunden. Durch die Zuführung der Sekundärluft über die tangentialen Zuführungskanäle 1 in den Ringraum 2 bei erfindungsgemäß größerem Durchmesser als der der Drallkammer 3 und bei größerem Querschnitt als der Austrittsquerschnitt des Verbindungskanals 4 erfolgt die Erzeugung des Drallimpulses der Sekundärluft mit geringem Energieverlust. Im Verbindungskanal 4 bildet sich eine Wirbelsenkenströmung aus, die infolge der Verringerung des Strömungsquerschnittes im Verbindungskanal 4 bedingt durch die Verringerung des Radius und des Abstandes der Wände des Verbindungskanals 4 in Richtung Drallkammer 3 zu der erforderlichen Erhöhung des Drallimpulses der Sekundärluft führt.The swirl chamber 3 is connected to the combustion chamber 7 via the burner mouth 6, which is designed as a diffuser. By supplying the secondary air via the tangential feed channels 1 in the annular space 2 at larger diameter according to the invention than the swirl chamber 3 and a larger cross-section than the outlet cross-section of the connecting channel 4, the generation of the swirl impulse of the secondary air takes place with low energy loss. In the connecting channel 4, a vortex sink flow is formed which leads due to the reduction of the flow cross-section in the connecting channel 4 due to the reduction of the radius and the distance of the walls of the connecting channel 4 in the direction swirl chamber 3 to the required increase in the swirl momentum of the secondary air.

Infolge der Beschleunigung des Sekundärluftstromes im Verbindungskanal 4 bildet sich bis zum Eintritt der Sekundärluft in die Drallkammer 3 ein rotationssymmetrisches Geschwindigkeitsprofil aus. In der Drallkammer 3 erfolgt eine partielle Vermischung der radial zugeführten Sekundärluft und des axial über den axialen Zuführungskanal 5 zugeführten Kohlenstaub-Luft-Gemisches und eine teilweise Übertragung des Drallimpulses der Sekundärluft auf das Kohlenstaub-Luft-Gemisch.As a result of the acceleration of the secondary air flow in the connecting channel 4, a rotationally symmetrical velocity profile is formed until the secondary air enters the swirl chamber 3. In the swirl chamber 3, a partial mixing of the radially supplied secondary air and the axially supplied via the axial feed duct 5 coal dust-air mixture and a partial transfer of the swirl impulse of the secondary air to the coal dust-air mixture.

Infolge des hohen Drallimpulses der Sekundärluft entsteht nach dem Austritt der teilweise vermischten Stoffströme aus dem Brennermund im Kern der Strömung ein Rezirkulationsgebiet, daß zu einer stabilen Verbrennung des Kohlenstaubes führt.As a result of the high swirl momentum of the secondary air arises after the exit of the partially mixed streams from the burner mouth in the core of the flow a recirculation area that leads to a stable combustion of coal dust.

Durch die unterschiedliche Beaufschlagung der tangentialen Zuführungkanäle 1 mit Sekundärluft kann ohne Änderung des Gesamtvolumenstromes an Sekundärluft und ohne Eingriff in den Brenner die Stärke des Drallimpulses des Sekundärluftstromes gesteuert werden, so daß eine stabile Verbrennung in Teillastbereichen gesichert wird und die Anpassung des Brenners an unterschiedliche Brennstoffqualitäten vorgenommen werden kann. Der Vorteil des Drallbrenners mit radialer Zuführung der Sekundärluft ist seine geringe Baulänge.Due to the different loading of the tangential feed channels 1 with secondary air, the strength of the swirl impulse of the secondary air flow can be controlled without changing the total volume flow of secondary air and without intervention in the burner, so that a stable combustion is secured in partial load ranges and made the adjustment of the burner to different fuel qualities can be. The advantage of the swirl burner with radial supply of secondary air is its small length.

Example 2

Kohlenstaubbrenner mit primärer axialer Zuführung des Kohlenstaub-Luft-Gemisches sowie axialer Zuführung der Sekundärluft gemäß Fig.3:Coal dust burner with primary axial feed of the pulverized coal-air mixture and axial supply of secondary air according to FIG.

Die Anordnung der beiden tangentialen Zuführungskanäle 1 (wie in Fig. 2) und des Ringraumes 2 für den Drallbrenner mit axialer Sekundärluftführung ist wie im Beispiel 1 ausgeführt. Der Verbindungskanal 4, der den Ringraum 2 mit der Drallkammer 3 vorbindet, ist unter einem Winkel α < 90" zur Brennerachse geneigt. Der Verbindungskanal 4 ist dabei so gestaltet, daß er am Eintritt in die Drallkammer 3 parallel zur Brennerachse verläuft. Der weitere Aufbau cl'js Bronners ist analog dem Beispiel 1. Abweichend vom Boispiol 1 erfolgt die Umlenkung dos Sekundärluftstromos in axiale Richtung schon im Verbindungskanal, so daß dor Enorgioverlust für dio Umlonkung im Vorgloich zum Beispiel 1 reduziert wird.The arrangement of the two tangential feed channels 1 (as in Fig. 2) and the annular space 2 for the swirl burner with axial secondary air flow is carried out as in Example 1. The connecting channel 4, which bonds the annular space 2 to the swirl chamber 3, is inclined to the burner axis at an angle α <90 ° .The connecting channel 4 is designed such that it runs parallel to the burner axis at the entrance to the swirl chamber 3. The further construction Cl'js Bronners is analogous to Example 1. Deviating from Boispiol 1, the diversion of the Sekundärluftstromos takes place in the axial direction already in the connecting channel, so that the Enorgioverlust for dio umkung in Vorgloich example 1 is reduced.

Example 3

Drallbrenner für Vormischflammen für Gase gemäß Fig.4 und Fig. 5:Swirl burner for premixed flames for gases according to FIG. 4 and FIG. 5:

Der Drallbrenner hat zwei tang jntiale Zuführungen 8 für die Verbrennungsluft und zwei tangentiale Zuführungen 9 für den gasförmigen Brennstoff. Die Anordnung der tangentialen Zuführungen 8 und 9 ist versetzt entsprechend Figur 5.The swirl burner has two tangential injections 8 for the combustion air and two tangential feeds 9 for the gaseous fuel. The arrangement of the tangential feeds 8 and 9 is offset according to FIG. 5.

Die Zuführungskanäle müssen in den rotationssymmetrischen Ringraum 2, der an der Zuführungsstelle den gleichen rechteckigen Querschnitt wie die vier Zuführungskanäle hat, tangential ein. Der Ringraum 2 ist mit der Drallkammer 3 über einen rotationssymmetrischen und konzentrisch zur Drallkammer 3 angeordneten Verbindungskanal 4 verbunden.The feed channels must tangentially enter the rotationally symmetric annulus 2, which has the same rectangular cross section as the four feed channels at the feed location. The annular space 2 is connected to the swirl chamber 3 via a rotationally symmetrical and concentric with the swirl chamber 3 connecting channel 4.

Die äußere Wand des Verbindungskanals 4 ist so ausgeführt, daß sie im Längsschnitt als gekrümmte Linie erscheint und ohne Knick in die Drallkammer 3 und den Ringraum 2 übergeht. Die innere Wand des Verbindungskanals 4 verläuft unter einem Winkel β < 90° bis zur Brennerachse und begrenzt die Drallkammer 3 an der Stirnseite. Die Drallkammer 3 mündet direkt in den Brennraum?.The outer wall of the connecting channel 4 is designed so that it appears in a longitudinal section as a curved line and without kink in the swirl chamber 3 and the annulus 2 passes. The inner wall of the connecting channel 4 extends at an angle β <90 ° to the burner axis and limits the swirl chamber 3 on the front side. The swirl chamber 3 opens directly into the combustion chamber.

Die Erzeugung des Drallimpulses der Verbrennungsluft und des gasförmigen Brennstoffes erfolgt nach dem gleichon Wirkprinzip wie im Beispiel 1.The generation of the swirl momentum of the combustion air and the gaseous fuel is carried out according to the same principle as in Example 1.

Durch die Zuführung von Brennstoff und Verbrennungsluft in den Ringraum 2 erfolgt im Verbindungskanal 4 und in der Drallkammer 3 eine intensive Vermischung von Luft und Brennstoff. Durch die strömungstechnisch günstige Auslegung der äußeren Wand des Verbindungskanals 4 wird der Druckverlust des Brenners reduziert. Dadurch, daß die äußere Wand des VerbindungskanaU' 4 bis zur Brennerachse verlängert wird, treten keine Rezirkulationsgebiete im Brenner auf, wodurch die Gefahr eines Flammenrückschlags reduziert wird. Durch die unterschiedliche Beaufschlagung der beiden tangentialen Zuführungskanäle 8 für die Verbrennungsluft und der tangentialen Zuführungskanäle 9 für den Brennstott kann ohne Änderung der Gesamtstoffströme an Luft und Brennstoff und ohne Eingriff in den Brenner der Drallimpuls des Luft-Brennstoff-Gemisches verändert werden.By supplying fuel and combustion air into the annular space 2 takes place in the connecting channel 4 and in the swirl chamber 3 an intensive mixing of air and fuel. Due to the fluidically favorable design of the outer wall of the connecting channel 4, the pressure loss of the burner is reduced. Characterized in that the outer wall of the VerbindungskanaU '4 is extended to the burner axis, no recirculation areas occur in the burner, whereby the risk of flashback is reduced. Due to the different loading of the two tangential feed channels 8 for the combustion air and the tangential feed channels 9 for the Brennstott can be changed without changing the Gesamtstoffströme of air and fuel and without intervention in the burner of the swirl pulse of the air-fuel mixture.

Damit ist es möglich, im Teillastbereich mit gleicher Flammenlänge wie im Auslegungsfall zu arbeiten, die Flammenlänge unabhängig vom Durchsatz zu variieren und den Brenner mit unterschiedlichen Brennstoffen zu betreiben.This makes it possible to work in the partial load range with the same flame length as in the design case, to vary the flame length regardless of the throughput and to operate the burner with different fuels.

Claims

1. swirl burner for gaseous, liquid and solid dust-like fuels, comprising a rotationally symmetric swirl chamber, which consists of a shell, an outlet and optionally an end wall, one or more material supply means for one or more streams, by which the fuel or air flows are to be understood , And a burner mouth, wherein when supplying only one stream this is twisted, and when supplying a plurality of streams for a flow an axial feed or a coaxial annular gap supply and for at least one other stream that must be twisted, a further feed into the swirl chamber is present , characterized in that the burner has a coaxial with the burner axis arranged rotationally symmetrical and internals free annular space with a larger diameter compared to the Dralikarnrner diameter and any Querschniü, viewed at a burner longitudinal section, having with d he swirl chamber is connected by a rotationally symmetrical connection channel, wherein the one wall of the connecting channel is formed by the connection of the annular space with the shell of the swirl chamber and the other wall of the connecting channel by the connection of the annular space with the axial feed opening or the end wall of the swirl chamber, and the annular space in the direction of the connecting channel to the swirl chamber is open, while the gap width of the connecting channel from the annular space to the swirl chamber, d. H. the shortest distance between the walls of the connecting channel, measured in the burner longitudinal section, preferably decreases in the direction of the burner axis, continue at fixed diameters of the annular space and the swirl chamber, the connection between the annulus and swirl chamber is as short as possible, while the inclination angle of the connecting channel between the burner axis and the tangent at the center line of the connecting channel is formed wild, <90 °, and finally the annular space has one or more tangential material supply channels whose inlet cross-section with the cross-section of the annular space, viewed in the burner longitudinal section, preferably coincides at the feed piece.

2. swirl burner according to claim 1, characterized in that the walls of the connecting channel extend so that the image is taken in the burner longitudinal section as straight lines.

3. swirl burner 'lach claim 1, characterized in that the walls of the connecting channel so run, dbii whose imaging takes place in the burner longitudinal section as the burner axis curved lines.

4. swirl burner according to claim 1, characterized in that the optionally existing end wall of the swirl chamber is designed so that their image in the burner length son as a straight line, which, viewed from the burner mouth, increases with increasing radius.

5. swirl burner according to claim 1, characterized in that the optionally existing end wall of the swirl chamber is designed so that their image in the burner longitudinal section is a curved line, which, viewed from the burner mouth, increases with increasing radius.

6. swirl burner according to claim 1, characterized in that the radius of the annular space is at least 1.2 times the swirl chamber radius.

7. swirl burner according to claim 1, characterized in that the largest gap width of the connecting channel is at least 1.2 times the smallest gap width of the connecting channel.