DE10026122A1 - Brenner für einen Wärmeerzeuger - Google Patents
Brenner für einen WärmeerzeugerInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner für einen Wärmeerzeuger mit entlang einer Brennerachse (1) vorgesehenen Mitteln zur Einbringung eines Brennstoffes, einem Drallerzeuger (2) für Verbrennungsluft sowie einem Mischrohr (3), an das sich ein tubusförmiges Formelement (5) mit einem sich in Hauptströmungsrichtung aufweitenden Innenquerschnitt anschließt. Das Formelement (5) weist zumindest in einem Abschnitt entlang der Brennerachse (1) eine von der Brennerachse weg oder zur Brennerachse hin gekrümmte Innenfläche auf und ist derart ausgebildet, dass sich eine aus dem Mischrohr (3) austretende Strömung an die Innenfläche (6) anlegt und deren Drallzahl ansteigt. DOLLAR A Mit dem vorliegenden Brenner lässt sich eine große Rückströmzone erzeugen, die zu einer stabileren Flammenposition und geringeren Schadstoffemissionen führt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner
für einen Wärmeerzeuger. Der Brenner weist entlang ei
ner Brennerachse Mittel zur Einbringung eines Brenn
stoffes, einen Drallerzeuger für Verbrennungsluft sowie
ein Mischrohr auf, an das sich ein tubusförmiges Form
element mit einem sich in Hauptströmungsrichtung auf
weitenden Innenquerschnitt anschließt. Ein derartiger
Brenner findet beispielsweise in Anlagen zur Energieer
zeugung Anwendung.
Aus der EP 0 321 809 B1 ist ein aus mehreren scha
lenförmigen Elementen zusammengesetzter kegelförmiger
Brenner, ein so genannter Doppelkegelbrenner, bekannt,
bei dem durch zwei Schlitze entlang der Brennerachse
Verbrennungsluft zugeführt wird. Aufgrund der kegelför
migen Ausgestaltung des Brenners wird eine geschlossene
Drallströmung im Kegelkopf hervorgerufen, die aufgrund
des zunehmenden Dralls entlang der Kegelspitze instabil
wird und in eine ringförmige Drallströmung mit Rück
strömung im Kern übergeht. Der Ort des Aufplatzens der
Strömung wird durch den Kegelwinkel und die Schlitz
breite des Doppelkegels bestimmt. Durch diese Werte
wird auch die Größe und das Aussehen der so genannten
Rückströmzone oder Rückströmblase definiert, die die
erzeugte Flamme stabilisiert.
Bei einer perfekt vorgemischten Flamme hat die
Größe des Flammenstabilisationsgebietes, d. h. die Größe
der Rückströmzone, zwar keinen Einfluss auf die
NOx-Emissionen des Brenners. Jedoch werden die CO- und
UHC-Emissionen sowie die Löschgrenze der Flamme durch die
Größe der Rückströmzone stark beeinflusst. Je größer
die Rückströmzone ausgebildet ist, desto geringer sind
die CO- und UHC-Emissionen sowie die Löschgrenze. Mit
einer größeren Stabilisationszone lässt sich auch ein
größerer Lastbereich im Vormischbetrieb abdecken, ohne
ein Löschen der Flamme zu riskieren. Das Löschen der
Flamme wird hauptsächlich durch einen geringen Wärme
transport von der Rückströmzone in das ausströmende
Frischgas und eine geringe Stabilisierung der Flammen
front im Strömungsfeld ausgelöst. Beides wird durch das
Volumen der Rückströmzone beeinflusst.
Da die NOx-Werte bei mangelnder Vormischung des
Brenngases deutlich ansteigen, wird eine verbesserte
Vormischung im Brenner angestrebt. Zu diesem Zweck wird
beispielsweise in der DE 195 47 913 A1 vorgeschlagen,
eine Mischstrecke in Form eines Mischrohres im An
schluss an den Drallerzeuger des Brenners vorzusehen.
Durch diese zusätzliche Vormisch- und Verdampfungs
strecke wird eine bessere Vermischung des Brenngases
vor dem Eintritt in die Brennkammer erreicht. Diese
Maßnahme verschiebt auch die Rückströmzone weiter
stromabwärts. Da der Drall der Strömung so gewählt wer
den muss, dass diese nicht innerhalb des Mischrohres
aufplatzt, verkleinert dies jedoch auch das Volumen der
Rückströmzone. Am Ende des Mischrohres ist der Drall
somit zu gering, um eine große Rückströmzone hervorru
fen zu können.
Dies ist schematisch in Fig. 1 verdeutlicht. Die
Figur zeigt den aus mehreren schalenförmigen Elementen
entlang der Brennerachse 1 zusammengesetzten Draller
zeuger 2, an den sich das Mischrohr 3 anschließt. Zwi
schen dem Mischrohr 3 und dem Drallerzeuger 2 ist ein
Übergangselement 7 zu erkennen, das Übergangskanäle zur
verlustarmen Überführung der Strömung aus dem Draller
zeuger 2 in das Mischrohr 3 aufweist. Einzelheiten zum
Aufbau und zur Funktionsweise eines derartigen Brenners
können beispielsweise der DE 195 47 913 A1 entnommen
werden. Am Ende des Mischrohres 3 am Eintritt zur
Brennkammer 4 bildet sich die Rückströmzone 8 in der
durch die Flammenfront 9 angedeuteten Flamme aus. Wie
aus der Fig. 1 zu erkennen ist, weist die Rückströmzo
ne 8 nur eine geringe Ausdehnung senkrecht zur Brenner
achse 1 auf. Ein Versuch, diese Rückströmzone mit einem
größeren Diffusorwinkel des Mischrohres 3 zu verstär
ken, führt zu Problemen in den wandnahen Bereichen des
Diffusors bzw. den Grenzschichten, die zur Ablösung der
Strömung führen können, so dass die Flamme stromauf
wärts wandert.
In der DE 195 47 913 A1 wird eine stabilere Flam
menpositionierung erzielt, indem am Ende des Mischroh
res 3 eine Abrisskante vorgesehen wird, die der Rück
strömzone eine höhere räumliche Stabilität verleiht.
Diese Maßnahme führt jedoch nicht zu einer deutlichen
Vergrößerung der Rückströmzone.
Zum Ausgleich des Druckverlustes über das Misch
rohr wird in dieser Druckschrift auch vorgeschlagen,
zusätzlich einen Diffusor am Mischrohr anzubringen.
Durch einen einfachen Diffusor wird zwar das Problem
des Druckverlustes über das Mischrohr behoben, dieser
führt jedoch zu den oben genannten Problemen der Gefahr
des Rückschlagens der Flamme.
Zusammenfassend ergeben sich bei bekannten Bren
nern des Standes der Technik daher unterschiedliche
Probleme, wie das Vorliegen eines relativ kleinen Be
triebsbereiches mit optimaler Flammenposition, ein An
steigen der NOx-Emissionen, eine erhöhte Gefahr des
Flammenrückschlagens, das Auftreten hoher Pulsationen,
ein ungenügender Ausbrand sowie eine schlechte Querzün
dung zwischen verschiedenen Brennern. Weiterhin ist für
die Fertigung derartiger Brenner aufgrund dieser Pro
bleme eine hohe Fertigungsgenauigkeit erforderlich.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Brenner für einen
Wärmeerzeuger anzugeben, der die obigen Probleme ver
meidet und eine stabilere Flammenposition mit größerer
Rückströmzone bei geringen CO-, UHC- und NOx-Emissionen
aufweist.
Die Aufgabe wird mit dem Brenner nach Patentan
spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Bren
ners sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der vorliegende Brenner für einen Wärmeerzeuger
weist entlang einer Brennerachse Mittel zur Einbringung
eines Brennstoffes, einen Drallerzeuger für Verbren
nungsluft sowie ein Mischrohr auf, an das sich ein tu
busförmiges Formelement mit einem sich in Hauptströ
mungsrichtung aufweitenden Innenquerschnitt anschließt.
Das Formelement weist zumindest in einem Abschnitt ent
lang der Brennerachse eine von der Brennerachse weg
oder zur Brennerachse hin gekrümmte Innenfläche auf und
ist derart ausgebildet, dass sich die aus dem Mischrohr
austretende Strömung des Brenngases an die Innenfläche
anlegt und deren Drallzahl stark ansteigt.
Erfindungsgemäß wurde hierbei erkannt, dass durch
eine optimale Gestaltung des Brenneraustrittes nach dem
Mischrohr die Größe der Rückströmzone vergrößert werden
kann, ohne eine frühzeitige Ablösung der Strömung von
der Innenfläche des Mischrohres bzw. des sich anschlie
ßenden Formelementes herbeizuführen. Die Stärke der
Aufweitung des Formelementes in Strömungsrichtung hängt
hierbei von den Strömungsverhältnissen innerhalb des
Mischrohres ab. Die Aufweitung wie auch die geometri
sche Form der Innenflächen des Formelementes wird dabei
so gewählt, dass sich die Strömung an die Innenflächen
anlegt und die Drallzahl stark ansteigt. Dies wird ins
besondere durch eine Krümmung der Innenflächen des For
melementes in zumindest einem Abschnitt entlang der
Brennerachse zu dieser hin oder von dieser weg er
reicht. Diese Krümmung führt somit zu einer beispiels
weise tulpenförmigen oder kelchförmigen geometrischen
Ausbildung des Formelementes. Das vorliegende Formele
ment unterscheidet sich daher von einem üblichen Diffu
sor dadurch, dass die Innenflächen in Hauptströmungs
richtung nicht über die gesamte Länge geradlinig ver
laufen.
Die optimale Ausgestaltung des Brenners bei unter
schiedlichen Drallkörper- und Mischrohrgeometrien lässt
sich für den Fachmann bei Kenntnis der kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruches 1 problemlos ermitteln.
Die Strömungsverhältnisse werden unter anderem
durch die Drallstärke im Drallerzeuger über dessen Geo
metrie sowie über die Dimensionierung des sich an
schließenden Mischrohres festgelegt. Bei Einsatz eines
Doppelkegelbrenners ergibt sich die Drallstärke aus der
Auslegung des entsprechenden Kegelwinkels und der Luft
eintrittsschlitze sowie deren Anzahl.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Bren
ners vergrößert sich das Volumen der Rückströmzone bzw.
Rückströmblase gegenüber einer Strömung ohne dieses
Formelement erheblich. Auf diese Weise kommt es zu ei
nem verstärkten Wärmeaustausch zwischen Abgas und
Frischgas, der insbesondere die Löschgrenze des Bren
ners stark erhöht. Durch die weitere Verlängerung der
Mischstrecke durch das Formelement, die zu einer Absen
kung der Strömungsgeschwindigkeit des Mischgases führt,
sowie durch die Formgebung dieses Formelementes wird
der äußere Rand der Flammenfront am Austritt des Forme
lementes fixiert. Die Flamme steht nun nicht mehr frei
in der Brennkammer und ist daher gegenüber Brennkammer
einflüssen isoliert.
Da die Austrittsgeschwindigkeit des Frischgases
beim Übergang in die Brennkammer proportional zu den in
der Brennkammer auftretenden Pulsationen ist, werden
diese durch die erhebliche Reduktion der Austrittsge
schwindigkeit durch das Formelement erheblich reduziert
und der Operationsbereich des Brenners vergrößert.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Brenners
führt somit zu einer stabileren Flammenposition, zu ge
ringeren Pulsationen, zu einem erweiterten Stabilitäts
bereich sowie zu geringeren Emissionen an CO, UHC und
NOx. Weiterhin werden ein vollständiger Ausbrand sowie
eine gute Querzündung zwischen den verschiedenen Bren
nern einer Brennkammer erreicht. Der Brenner lässt sich
über einen größeren Betriebsbereich stabil betreiben,
als dies bei den einleitend vorgestellten Brennern des
Standes der Technik möglich ist. Durch entsprechende
Ausgestaltung des Formelementes im Sinne einer Strahl
formung kann die Flamme der Brennkammergeometrie ange
passt werden. Die Verlängerung der Mischstrecke durch
das Formelement führt zu einer verbesserten Mischung
des Brennstoffes. Insgesamt kann durch Einsatz des er
findungsgemäße Brenners auch eine kompaktere Bauweise
der Brennkammeranordnung erreicht werden.
Die besten Resultate werden mit einem Vormisch
brenner erzielt, der keine Körper im Strömungsfeld auf
weist, die zu einem frühzeitigen Ablösen der Strömung
von den Wandflächen des Mischrohres bzw. des Formele
mentes führen.
Selbstverständlich lässt sich der Brenner mit un
terschiedlichen Drallerzeugern einsetzen (vgl. auch
Fig. 2, 4 und 5). So ist beispielsweise neben einer
Doppelkegelgeometrie auch ein axialer oder radialer
Drallerzeuger denkbar. Ebenso kann, wie dies bei der
Brenneranordnung der DE 195 47 913 A1 beschrieben ist,
eine Übergangsgeometrie mit Übergangskanälen zwischen
dem Drallerzeuger und dem Mischrohr vorgesehen sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform des vorlie
genden Brenners verläuft die Innenfläche des Formele
mentes in einem ersten Abschnitt, der sich an das
Mischrohr anschließt, unter einem mittleren Winkel α1
zwischen 5° und 45° zur Brennerachse. Die Innenfläche
kann hierbei geradlinig oder auch gekrümmt zur Brenner
achse verlaufen. Bei einem gekrümmten Verlauf ist unter
dem mittleren Winkel der Mittelwert des Winkels über
den ersten Abschnitt zu verstehen. Bei einem geradlini
gen Verlauf der Innenflächen tritt nur ein Winkel auf.
Vorzugsweise verläuft die Innenfläche des Formele
mentes in einem zweiten Abschnitt entlang der Brenner
achse, der sich an den ersten Abschnitt bis zur Aus
trittsöffnung des Formelementes anschließt, unter einem
mittleren Winkel α2 zur Brennerachse, der zwischen 0°
und 60° liegt. Auf diese Weise kann beispielsweise eine
tulpenförmige (α1 < α2) oder trompetenförmige (α1 < α2)
Ausgestaltung des Formelementes realisiert werden.
Es versteht sich von selbst, dass das Formelement
in einer Ebene senkrecht zur Brennerachse nicht zwangs
läufig rotationssymmetrisch ausgestaltet sein muss. So
kann gerade durch eine von der Kreisform abweichende
Form des Innenquerschnitts, beispielsweise einer
Ellipsenform, eine Anpassung an die jeweilige Brennkammer
geometrie erreicht werden. Die Halbachsen der Ellipse
können sich hierbei auch entlang der Brennerachse än
dern.
Vorzugsweise weist das Formelement eine Länge L
auf, die in Abhängigkeit vom Innendurchmesser d des
Mischrohres so gewählt ist, dass das Verhältnis L/d
zwischen 0,5 und 3 liegt. In diesem Bereich werden die
besten Ergebnisse zur Erzeugung einer großen Rückström
zone erzielt.
Der Übergang vom Innenquerschnitt des Mischrohres
zum Innenquerschnitt des Formelementes ist vorzugsweise
ohne Kanten oder Stufen ausgestaltet, die zu einem Ab
reißen der Strömung führen könnten. Das Formelement
kann hierbei entweder an das Mischrohr angesetzt oder
mit dem Mischrohr einstückig ausgebildet sein.
Der erfindungsgemäße Brenner wird nachfolgend an
hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den
Zeichnungen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfin
dungsgedankens nochmals kurz erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 ein Beispiel für einen Brenner des Standes
der Technik;
Fig. 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen
erfindungsgemäßen Brenner;
Fig. 3 ein weiteres Beispiel für die Geometrie des
Formelementes des erfindungsgemäßen Brenners;
Fig. 4 schematisch weiteres Ausführungsbeispiel für
einen erfindungsgemäßen Brenner; und
Fig. 5 schematisch letztes Ausführungsbeispiel für
einen erfindungsgemäßen Brenner.
Der bekannte Brenner der Fig. 1 mit dem in Dop
pelkegelgeometrie ausgeführten Drallerzeuger 2 und ei
ner Übergangsgeometrie 7 zu einem Mischrohr 3 entlang
der Brennerachse 1 wurde bereits in Verbindung mit dem
Stand der Technik näher erläutert. Insbesondere ist aus
dieser Fig. 1 die relativ schmale Rückströmzone 8 zu
erkennen, die sich in einem zentralen Bereich der durch
die Flammenfront 9 begrenzten Flamme des Brenners aus
bildet. Durch diese schmale Rückströmzone lässt sich
der Brenner nur in einem engen Betriebsbereich einset
zen, ohne das Löschen der Flamme zu riskieren.
Demgegenüber zeigt Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel
für den erfindungsgemäßen Brenner. Bei diesem Ausfüh
rungsbeispiel wird ein Drallerzeuger 2 bestehend aus
mehreren Teilschalen in Ausgestaltung eines Kegelbren
ners mit vier Eintrittsschlitzen eingesetzt. Die vier
Eintrittsschlitze für Verbrennungsluft sowie die Gaszu
führungen für das Brenngas sind in dieser Abbildung
nicht zu erkennen. Über eine ebenfalls nicht darge
stellte Düse kann entlang der Brennerachse 1 flüssiger
Brennstoff eingedüst werden, der sich durch die im
Drallerzeuger 2 erzeugte Drallströmung mit der Verbren
nungsluft und dem Brenngas mischt. Diese Mischung tritt
über ein Übergangselement 7 in das Mischrohr 3 ein. Das
Übergangselement 7 dient hierbei der möglichst ver
lustarmen Einkopplung der im Drallerzeuger 2 erzeugten
Strömung in das Mischrohr 3. Einzelheiten zu diesem
Teil des Brenners können der DE 195 47 913 A1 entnommen
werden.
An der Austrittsöffnung des Mischrohres 3 schließt
sich entlang der Brennerachse 1 das Formelement 5 an.
Die Innenflächen 6 dieses Formelementes sind in diesem
Ausführungsbeispiel in einem ersten Abschnitt von der
Brennerachse weg gekrümmt und in einem zweiten darauf
folgenden Abschnitt entlang der Brennerachse zu dieser
hin gekrümmt, wie der Fig. 2 zu entnehmen ist. Auf
diese Weise ergibt sich eine annähernd tulpenförmige
Ausgestaltung dieses Formelementes. Der Radius und die
Länge dieses Formelementes 5 sind derart an die Geome
trie von Drallerzeuger 2 und Mischrohr 3 angepasst, das
sich die aus dem Mischrohr 3 austretende Brennstoff
strömung an die Innenfläche 6 des Formelementes 5 an
legt und die Drallzahl stark ansteigt.
Wie in der Figur zu erkennen ist, führt diese Aus
gestaltung zu einer im Vergleich zur Brennergeometrie
der Fig. 1 deutlich breiteren Rückströmzone 8. Die
Flammenfront 9 legt sich hierbei direkt an die Innenbe
grenzung des Formelementes 5 an. Durch diese deutliche
Vergrößerung der Rückströmzone 8 lässt sich ein stabi
ler Betrieb des Brenners über einen wesentlich größeren
Betriebsbereich erreichen. Die weiteren Vorteile dieser
Anordnung wurden bereits im Zusammenhang mit der Be
schreibung der Erfindung dargelegt.
Fig. 3 zeigt schließlich in vereinfachter Dar
stellung die geometrische Ausgestaltung der Kombination
aus Mischrohr 3 und Formelement 5 in Bezug auf die
Brennerachse 1. In der Abbildung sind der halbe Durch
messer d/2 des Mischrohres 3 sowie die Länge L des For
melementes 5 im Anschluss an das Mischrohr schematisch
angedeutet. Die Austrittsöffnung des Mischrohres ist in
diesem Beispiel leicht nach außen gewölbt, was in der
Figur durch den Austrittsradius R und den Winkel β an
gedeutet ist. Die Krümmung der Innenfläche 6 des Forme
lementes ist in dieser Figur nicht zu erkennen. Die Fi
gur zeigt lediglich den mittleren - in diesem Fall kon
stanten - Winkel α, den die Innenfläche 6 und die Bren
nerachse 1 einschließen. Bei einem Verlauf der Innen
flächen des Formelementes 5, wie er in Fig. 2 zu er
kennen ist, wäre der erste Abschnitt der Innenfläche 6
zunächst von der Brennerachse weg und im weiteren Ver
lauf zur Brennerachse hin gekrümmt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen beispielhaft zwei wei
tere Ausführungsbeispiele für den erfindungsgemäßen
Brenner. Bei diesen Ausführungsbeispielen werden Bren
ner dargestellt, deren Drallerzeuger 2 unterschiedliche
Geometrien aufweisen. So sind in Fig. 4 ein zylinder
förmiger Drallerzeuger 2 mit kegelförmigem Verdrän
gungskörper 11 und in Fig. 5 eine weitere geometrische
Ausgestaltungsvariante eines Drallerzeugers 2 zu erken
nen. Die Anordnung und Ausgestaltung des Mischrohres 3
sowie des sich daran anschließenden Formelementes 5
entspricht denen des Brenners der Fig. 2, auf dessen
Beschreibung in diesem Zusammenhang Bezug genommen
wird.
1
Brennerachse
2
Drallerzeuger
3
Mischrohr
4
Brennkammer
5
Formelement
6
Innenfläche
7
Übergangselement
8
Rückströmzone
9
Flammenfront
10
Lufteintrittschlitze
11
kegelförmiger Verdrängungskörper
12
Schaufeln
Claims (9)
1. Brenner für einen Wärmeerzeuger mit entlang einer
Brennerachse (1) vorgesehenen Mitteln zur Einbrin
gung eines Brennstoffes, einem Drallerzeuger (2)
für Verbrennungsluft sowie einem Mischrohr (3), an
das sich ein tubusförmiges Formelement (5) mit ei
nem sich in Hauptströmungsrichtung aufweitenden
Innenquerschnitt anschließt,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Formelement (5) zumindest in einem Ab
schnitt entlang der Brennerachse (1) eine von der
Brennerachse (1) weg oder zur Brennerachse (1) hin
gekrümmte Innenfläche aufweist und derart ausge
bildet ist, dass sich die aus dem Mischrohr (3)
austretende Strömung an die Innenfläche (6) des
Formelementes (5) anlegt und deren Drallzahl an
steigt.
2. Brenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Innenfläche (6) in einem ersten Abschnitt
des Formelementes (5), der sich an das Mischrohr
(3) anschließt, unter einem mittleren Winkel α1
zur Brennerachse (1) verläuft, der zwischen 5° und
45° liegt.
3. Brenner nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Innenfläche (6) in einem zweiten Ab
schnitt des Formelementes (5), der sich an den er
sten Abschnitt anschließt, unter einem mittleren
Winkel α2 zur Brennerachse (1) verläuft, der zwi
schen 0° und 60° liegt.
4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Formelement (5) eine Länge L aufweist,
die in Abhängigkeit vom Durchmesser d des Misch
rohres (3) so gewählt ist, dass das Verhältnis L/d
zwischen 0,5 und 3 liegt.
5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Übergang vom Innenquerschnitt des Misch
rohres (3) zum Innenquerschnitt des Formelementes
(5) ohne Kanten oder Stufen verläuft.
6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Formelement (5) an das Mischrohr (3) an
gesetzt ist.
7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Formelement (5) mit dem Mischrohr (3)
einstückig ausgebildet ist.
8. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass er als Doppelkegelbrenner oder als Kegelbren
ner mit vier Eintrittsschlitzen ausgebildet ist.
9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass er keine sich in Hauptströmungsrichtung er
streckende Körper im Strömungsfeld beinhaltet, die
ein Ablösen der Strömung im Mischrohr (3) oder
Formelement (5) verursachen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000126122 DE10026122A1 (de) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | Brenner für einen Wärmeerzeuger |
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---|---|---|---|
DE2000126122 DE10026122A1 (de) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | Brenner für einen Wärmeerzeuger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=7643662
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DE (1) | DE10026122A1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007115989A1 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas turbine combustor |
US8066509B2 (en) * | 2007-11-27 | 2011-11-29 | Alstom Technology Ltd. | Method and device for combusting hydrogen in a premix burner |
EP2420731A1 (de) * | 2010-08-16 | 2012-02-22 | Alstom Technology Ltd | Brenner für Nachverbrennung |
US9046265B2 (en) | 2010-08-16 | 2015-06-02 | Alstom Technology Ltd | Reheat burner |
US9103547B2 (en) * | 2007-11-09 | 2015-08-11 | Alstom Technology Ltd | Method for operating a burner |
CN107339698A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-11-10 | 安徽科达洁能股份有限公司 | 一种燃烧器 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB784765A (en) * | 1955-07-19 | 1957-10-16 | Ofu Ofenbau Union Gmbh | An improved method of and apparatus for the rapid and uniform heating of industrial furnaces |
US2965163A (en) * | 1957-05-01 | 1960-12-20 | Peabody Engineering Corp | Multiple fuel burner |
US3159200A (en) * | 1961-02-13 | 1964-12-01 | Shell Oil Co | Liquid fuel burner |
GB2035537A (en) * | 1978-11-14 | 1980-06-18 | Shell Int Research | Dual-fuel burner |
US5251447A (en) * | 1992-10-01 | 1993-10-12 | General Electric Company | Air fuel mixer for gas turbine combustor |
EP0671590A1 (de) * | 1994-03-10 | 1995-09-13 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Vormischung für ein Einspritzsystem |
DE19547913A1 (de) * | 1995-12-21 | 1997-06-26 | Abb Research Ltd | Brenner für einen Wärmeerzeuger |
WO1998044295A1 (en) * | 1997-04-02 | 1998-10-08 | North American Manufacturing Company | LOW NOx FLAT FLAME BURNER |
EP0919768A1 (de) * | 1997-11-25 | 1999-06-02 | Abb Research Ltd. | Brenner zum Betrieb eines Wärmeerzeugers |
-
2000
- 2000-05-26 DE DE2000126122 patent/DE10026122A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB784765A (en) * | 1955-07-19 | 1957-10-16 | Ofu Ofenbau Union Gmbh | An improved method of and apparatus for the rapid and uniform heating of industrial furnaces |
US2965163A (en) * | 1957-05-01 | 1960-12-20 | Peabody Engineering Corp | Multiple fuel burner |
US3159200A (en) * | 1961-02-13 | 1964-12-01 | Shell Oil Co | Liquid fuel burner |
GB2035537A (en) * | 1978-11-14 | 1980-06-18 | Shell Int Research | Dual-fuel burner |
US5251447A (en) * | 1992-10-01 | 1993-10-12 | General Electric Company | Air fuel mixer for gas turbine combustor |
EP0671590A1 (de) * | 1994-03-10 | 1995-09-13 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Vormischung für ein Einspritzsystem |
DE19547913A1 (de) * | 1995-12-21 | 1997-06-26 | Abb Research Ltd | Brenner für einen Wärmeerzeuger |
WO1998044295A1 (en) * | 1997-04-02 | 1998-10-08 | North American Manufacturing Company | LOW NOx FLAT FLAME BURNER |
EP0919768A1 (de) * | 1997-11-25 | 1999-06-02 | Abb Research Ltd. | Brenner zum Betrieb eines Wärmeerzeugers |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007115989A1 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas turbine combustor |
US8596074B2 (en) | 2006-04-07 | 2013-12-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas turbine combustor |
US9103547B2 (en) * | 2007-11-09 | 2015-08-11 | Alstom Technology Ltd | Method for operating a burner |
US8066509B2 (en) * | 2007-11-27 | 2011-11-29 | Alstom Technology Ltd. | Method and device for combusting hydrogen in a premix burner |
EP2420731A1 (de) * | 2010-08-16 | 2012-02-22 | Alstom Technology Ltd | Brenner für Nachverbrennung |
US9046265B2 (en) | 2010-08-16 | 2015-06-02 | Alstom Technology Ltd | Reheat burner |
US9057518B2 (en) | 2010-08-16 | 2015-06-16 | Alstom Technology Ltd. | Reheat burner |
EP2420730A3 (de) * | 2010-08-16 | 2015-06-24 | Alstom Technology Ltd | Nachbrenner |
CN107339698A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-11-10 | 安徽科达洁能股份有限公司 | 一种燃烧器 |
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