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Hintergrund
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Die Erfindung betrifft allgemein Brenner, und insbesondere einen Wirbeleinschlussbrenner in einer Gasturbine.
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In einer herkömmlichen Gasturbine wird aus einem Verdichter austretende verdichtete Luft in einem Brenner mit Brennstoff vermischt. Das Gemisch wird in dem Brenner verbrannt, um einen als ein Nachverbrennungsgas bezeichneten Hochdruck/Hochtemperatur-Gasstrom zu erzeugen. Das Nachverbrennungsgas wird in einer Turbine (Hochdruckturbine) expandiert, welche die dem Nachverbrennungsgas zugeordnete Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelt, die eine Turbinenwelle dreht. Das Nachverbrennungsgas verlässt die Hochdruckturbine als ein expandiertes Verbrennungsgas.
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Einige Gasturbinen verwenden einen Zwischenbrenner, um den in dem expandierten Verbrennungsgas enthaltenen Sauerstoff zu nutzen. Das expandierte Verbrennungsgas wird noch einmal in dem Zwischenbrenner nach Hinzufügung von zusätzlichem Brennstoff verbrannt und das nochmals verbrannte expandierte Verbrennungsgas wird in einer zweiten Turbine (Niederdruckturbine) expandiert, um zusätzliche Energie zu erzeugen.
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Wenn der in dem Brenner und dem Zwischenbrenner stattfindende Verbrennungsprozess unvollständig/nicht effizient ist, enthalten die aus dem Brenner/Zwischenbrenner austretenden heißen Gase Verschmutzungen bewirkende Elemente, wie z. B. teilweise verbrannte Kohlenwasserstoffe, Stickstoffoxide usw. Derartige Verschmutzung bewirkende Elemente werden schließlich in die Atmosphäre abgegeben, nachdem sie aus der Hochdruckturbine (oder der Niederdruckturbine, falls verwendet) austreten. Es ist daher erforderlich, dass der Verbrennungsprozess effizient und vollständig ist.
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Unter anderem beinhalten die Herausforderungen für die Verbesserung des Brennerwirkungsgrades die effiziente Vermischung von Brennstoff und Luft und Stabilisierung der sich ergebenden Flamme. Eines der Mittel, diesen Herausforderungen zu begegnen, ist die Einbeziehung eines auf der Wand des Brenners befindlichen Wirbeleinschlusshohlraums. Ein Teil der in den Brenner eintretenden Luft (expandiertes verbranntes Gas im Falle eines Zwischenbrenners) wird zu dem Wirbeleinschlusshohlraum umgeleitet, welcher wie der Name nahelegt, den Anteil der Luft für die Ausbildung eines Wirbels einschließt. Es ist wünschenswert, einen stabilen Wirbel mit hoher Geschwindigkeit zu erzielen, welcher zu einer effizienten Vermischung der Luft mit dem in den Wirbeleinschlusshohlraum eingespritzten Brennstoff beiträgt. Um jedoch einen stabilen Wirbel zu erzielen, muss in den Brenner eintretende Luft auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden, was zu einem verringerten Gasturbinenwirkungsgrad führt. Ferner erzeugt die von festen Punkten ausgehende Einspritzung von Brennstoff in den Hohlraum oft Taschen mit angereichertem Brennstoff in dem Luftwirbel und erzielt nicht den gewünschten Vermischungsgrad. Eine ineffiziente Vermischung und ein instabiler Wirbel führen demzufolge zu einer instabilen Flamme, welche wiederum eine ineffiziente Verbrennung bewirkt.
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Es ist wünschenswert, einen stabilen Wirbel zu erzeugen und eine effiziente Vermischung von Brennstoff und Luft in dem Wirbeleinschlusshohlraum des Brenners zu erzielen. Kurzbeschreibung
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Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Wirbeleinschlussbrenner offengelegt. Der Wirbeleinschlussbrenner enthält einen Wirbeleinschlusshohlraum mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche. Mehrere Fluidmischer sind in Umfangsrichtung entlang der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Wirbeleinschlusshohlraums angeordnet. Wenigstens ein Fluidmischer enthält ein einen ersten Fluidstrom aufnehmendes erstes offenes Ende, ein Coanda-Profil in der Nähe des ersten offenen Endes, einen Brennstoffsammelraum zum Ausgeben eines Brennstoffstroms über das Coanda-Profil, und ein zweites offenes Ende zum Aufnehmen des Gemisches des ersten Fluidstroms und des Brennstoffstroms und zum Ausgeben des Gemisches des ersten Fluidstroms und des Brennstoffstroms in den Wirbeleinschlusshohlraum. Das Coanda-Profil ist dafür eingerichtet, ein Anhaften des Brennstoffstroms an dem Coanda-Profil zum Ausbilden einer Grenzschicht des Brennstoffstroms zu ermöglichen, und den ankommenden ersten Fluidstrom an der Grenzstoffschicht des Brennstoffstroms mitzunehmen, um ein Gemisch des ersten Fluidstroms und Brennstoffstroms zu erzeugen.
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Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Wirbeleinschlussbrenners offengelegt. Das Verfahren beinhaltet die Aufteilung eines in den Wirbeleinschlussbrenner eintretenden Fluidstroms in einen ersten Fluidstrom und einen zweiten Fluidstrom. Ein Teil des zweiten Fluidstroms wird zu einem offenen Ende des Wirbeleinschlusshohlraums in den Wirbeleinschlussbrenner geleitet. Der erste Fluidstrom wird zu mehreren Fluidmischern umgelenkt, die in Umfangsrichtung entlang einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche des Wirbeleinschlusshohlraums angeordnet sind. Ein Brennstoffstrom wird über ein Coanda-Profil in der Nähe eines ersten offenen Endes wenigstens eines Fluidmischers von den mehreren Fluidmischern ausgegeben, um so ein Anhaften des Brennstoffstroms an dem Coanda-Profil zum Ausbilden einer Grenzschicht des Brennstoffstroms zu ermöglichen und den ankommenden ersten Fluidstrom an der Grenzschicht des Brennstoffstroms zum Erzeugen eines Gemisches des ersten Fluidstroms und des Brennstoffstroms mitzunehmen. Das den ersten Fluidstrom und den Brennstoffstrom in dem Wirbeleinschlusshohlraum enthaltende Gemisch wird über ein zweites offenes Ende des wenigstens einen Fluidmischers ausgegeben.
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Zeichnungen
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Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich, wenn die nachstehende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche gelesen wird, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile durchgängig durch die Zeichnungen bezeichnen, in welchen:
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1 eine Gasturbine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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2 einen Wirbeleinschlussbrenner gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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3 einen Wirbeleinschlusshohlraum und mehrere Fluidmischer in einem Wirbeleinschlussbrenner gemäß einer Ausführungsform von 2 darstellt.
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4 einen Fluidmischer gemäß einer Ausführungsform von 2 und 3 darstellt.
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5 die Ausbildung einer an das Coanda-Profil angrenzenden Brennstoffgrenzschicht in dem Fluidmischer gemäß einer Ausführungsform von 4 darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
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Wie nachstehend im Detail diskutiert, stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Wirbeleinschlussbrenner und ein Verfahren für dessen Betrieb bereit. Diese Erfindung kann jedoch in vielen unterschiedlichen Formen verkörpert werden und sollte nicht als auf die hierin dargestellten Ausführungsformen beschränkt betrachtet werden; stattdessen sind diese Ausführungsformen so vorgesehen, dass diese Offenlegung sorgfältig und abgeschlossen ist und vollständig den Schutzumfang der Erfindung für den Fachmann wiedergibt.
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1 stellt eine Gasturbine 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar. 1 stellt einen Verdichter 12, einen Brenner 14, eine erste Turbine 16, einen Zwischenbrenner 18 und eine zweite Turbine 20 dar. Ein Luftstrom 22, wie z. B. atmosphärische Luft, wird in den Verdichter 12 zur Verdichtung auf die gewünschten Werte von Temperatur und Druck eingeführt. Nach der Verdichtung verlässt der Luftstrom 22 den Verdichter 12 als verdichteter Luftstrom 24 und wird mit einem Brennstoffstrom 26 in dem Brenner 14 vermischt. Das den verdichteten Luftstrom 24 und den Brennstoffstrom 26 aufweisende Gemisch wird in dem Brenner 14 verbrannt, was zu einem Hochtemperatur/Hochdruck-Strom eines Nachverbrennungsgases 28 führt. Das Nachverbrennungsgas 28 wird in der ersten Turbine 16 expandiert, um dem Nachverbrennungsgas 28 zugeordnete Wärmeenergie in mechanische Energie umzuwandeln. Das Nachverbrennungsgas 28 verlässt die erste Turbine 16 als ein expandiertes Verbrennungsgas 30. Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Turbine 16 mit dem Verdichter 12 über eine Welle 32 verbunden und treibt den Verdichter 12 an.
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Das expandierte Verbrennungsgas 30 enthält einen bestimmten Anteil an ungenutztem Sauerstoff (ca. 15 bis ca. 20 Massenprozent). Daher verwendet die Gasturbine 10 statt einer Freisetzung des expandierten Verbrennungsgases 30 an die Atmosphäre den Zwischenbrenner 18 und die zweite Turbine 20, um zusätzliche Energie zu erzeugen. Das expandierte Verbrennungsgas 30 wird mit einem Brennstoffstrom 34 in dem Zwischenbrenner 18 vermischt und das das expandierte Verbrennungsgas 30 und den Brennstoffstrom 34 aufweisende Gemisch wird in dem Zwischenbrenner 18 verbrannt. Das verbrannte Gemisch tritt aus dem Zwischenbrenner 18 als ein Strom 36 aus, welcher in der zweiten Turbine 20 expandiert wird. In einer Ausführungsform ist die zweite Turbine 20 mit der ersten Turbomaschine 16 über eine Welle 38 verbunden.
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Für eine effiziente und vollständige Verbrennung enthalten der Brenner 14 und der Zwischenbrenner 18 einen Wirbeleinschlusshohlraum mit mehreren Fluidmischern, die auf Oberflächen des Wirbeleinschlusshohlraums angeordnet sind. Die nachfolgenden Figuren veranschaulichen den Wirbeleinschlusshohlraum und die mehreren Fluidmischer detaillierter unter Bezugnahme auf den Brenner 14. In bestimmten weiteren Ausführungsformen können ein ähnlicher Wirbeleinschlusshohlraum und die mehreren Fluidgemische auch in dem Zwischenbrenner 18 verwendet werden. In einigen Ausführungsformen enthalten sowohl der Brenner 14 als auch der Zwischenbrenner 18 gleichzeitig einen Wirbeleinschlusshohlraum mit mehreren auf den Oberflächen des Wirbeleinschlusshohlraums angeordneten Fluidmischern.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des einen Wirbeleinschlusshohlraum 40 enthaltenden Brenners 14. Da der Brenner 14 einen Wirbeleinschlusshohlraum 40 enthält, kann der Brenner 14 auch als Wirbeleinschlussbrenner 14 bezeichnet werden. Der Wirbeleinschlusshohlraum 40 enthält eine erste Oberfläche 42 und eine zweite Oberfläche 44. Der Brenner 14 enthält ferner mehrere Fluidmischer 46, die auf der ersten Oberfläche 42 und der zweiten Oberfläche 44 angeordnet sind. Die Platzierung der mehreren Fluidmischer 46 auf der ersten Oberfläche 42 und der zweiten Oberfläche 44 werden im Detail in Verbindung mit 3 dargestellt. Gemäß der dargestellten exemplarischen Ausführungsform hat der Wirbeleinschlusshohlraum 40 einen rechteckigen Querschnitt. In anderen Ausführungsformen kann der Wirbeleinschlusshohlraum 40 andere Querschnitte haben, wie z. B. einen halbkreisförmigen Querschnitt.
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Nach dem Eintritt in den Brenner 14 wird der verdichtete Luftstrom 24 (der auch allgemein als ein ”Fluidstrom” bezeichnet werden kann) in einen ersten Fluidstrom 48 und einen zweiten Fluidstrom 50 aufgeteilt. In einer weiteren Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf den Zwischenbrenner 18 der expandierte Verbrennungsgasstrom 30 (welcher allgemein auch als ”Fluidstrom” bezeichnet werden kann) in einen ersten Fluidstrom 48 und einen zweiten Fluidstrom 50 aufgeteilt. Der Brenner 14 verwendet eine Aufteilungsvorrichtung 52, wie z. B. eine Klappe, zum Aufteilen des verdichteten Luftstroms 24 in den ersten Fluidstrom 48 und den zweiten Fluidstrom 50. Gemäß einer Ausführungsform hat die Aufteilungsvorrichtung 52 ein aerodynamisches Profil und ist an einer Stelle 51 stromaufwärts von dem Brenner 18 angelenkt. Es sei angemerkt, dass die Aufteilungsvorrichtung 52 gemäß Darstellung in 2 exemplarisch ist und andere Aufteilungsvorrichtungen verwendet werden können, um das expandierte Verbrennungsgas 24 in den ersten Fluidstrom 48 und den zweiten Fluidstrom 50 aufzuteilen.
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Der erste Fluidstrom 48 wird zu den Fluidmischern 46 geleitet, die sich auf der ersten Oberfläche 42 und der zweiten Oberfläche 44 befinden. Die Fluidmischer 46 sind mit einem Brennstofflager 54 verbunden, welches Brennstoff als den Brennstoffstrom 26 an die Fluidmischer 46 liefert. Eine Steuereinheit 56 steuert die Zufuhr von Brennstoff aus dem Brennstofflager 54 zu den Fluidmischern 46. Gemäß einer Ausführungsform steuert die Steuerung 56 die Zufuhr des Brennstoffs zu den Fluidmischern 46 auf der Basis einer Belastung des Wirbeleinschlussbrenners 14. Der erste Fluidstrom 48 und der Brennstoffstrom 26 werden in den Fluidmischern 46 vermischt und das Gemisch in den Wirbeleinschlusshohlraum 40 als ein Strom 58 ausgegeben. Es sei angemerkt, dass die Fluidmischer 46 dafür eingerichtet sind, den ersten Fluidstrom 48 und den Brennstoffstrom 26 sorgfältig zu vermischen und den Strom 58 in den Wirbeleinschlusshohlraum 40 bei einer höheren Geschwindigkeit als der Geschwindigkeit des in die Fluidmischer 46 eintretenden ersten Fluidstroms 48 auszugeben. Details der Vermischung des ersten Fluidstroms 48 und des Brennstoffstroms 26 werden in den nachfolgenden Figuren diskutiert. Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind die erste Oberfläche 42 und die zweite Oberfläche 44 einander gegenüberliegend angeordnet. Der Strom 58, der von den auf der Oberfläche 42 angeordneten Fluidmischern 46 ausgegeben wird, bildet einen Wirbel 62 mit dem Strom 58, der von den auf der Oberfläche 44 angeordneten Fluidmischern 46 ausgegeben wird.
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Der zweite Fluidstrom 50 des verdichteten Luftstroms 24 wird zu einer Hauptkammer 60 geleitet. Ein Teil 64 des zweiten Fluidstroms 50 tritt in den Wirbeleinschlusshohlraum 40 über ein offenes Ende 66 ein. Der Anteil 44 des zweiten Fluidstroms 50 verstärkt den durch den Strom 58 ausgebildeten Wirbel 62 innerhalb des Wirbeleinschlusshohlraums 40 weiter.
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3 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht des Wirbeleinschlusshohlraums 40 gemäß einer Ausführungsform von 2. 3 stellt mehrere Fluidmischer 46 dar, die auf der ersten Oberfläche 42 und der zweiten Oberfläche 44 angeordnet sind. Gemäß einer Ausführungsform hat die erste Oberfläche 42 ein Innenende 64 und ein Außenende 66. Ebenso hat die zweite Oberfläche 44 ein Innenende 68 und ein Außenende 70. Gemäß einer Ausführungsform sind einer oder mehrere Fluidmischer 46 in Umfangsrichtung entlang dem Innenende 64 der ersten Oberfläche 42 angeordnet und einer oder mehrere Fluidmischer 46 sind in Umfangsrichtung entlang dem Außenende 70 der zweiten Oberfläche 44 angeordnet. Es sei angemerkt, dass die Anzahl der an der ersten Oberfläche 42 und der zweiten Oberfläche 44 gemäß Darstellung in 3 angeordneten Fluidmischers 46 nur exemplarisch ist. Die Figur stellt ferner den in dem Fluidmischer 46 eintretenden ersten Fluidstrom 48 dar.
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4 veranschaulicht den Fluidmischer 46 gemäß einer Ausführungsform der 1–3. Der Fluidmischer 46 enthält einen Abschnitt 72, einen zweiten Abschnitt 74, einen ersten halbkreisförmigen Abschnitt 76 und einen (nicht dargestellten) zweiten halbkreisförmigen Abschnitt. Der zweite halbkreisförmige Abschnitt ist gegenüber dem ersten halbkreisförmigen Abschnitt 76 angeordnet. Der erste Abschnitt 72 ist mit dem zweiten Abschnitt 74 über den ersten halbkreisförmigen Abschnitt 76 und den zweiten halbkreisförmigen Abschnitt verbunden. Der Fluidmischer 46 enthält ferner einen Diffusorabschnitt 78 mit einem divergenten Profil 80, das von dem ersten Abschnitt 72, dem zweiten Abschnitt 74, dem ersten halbkreisförmigen Abschnitt 76 und dem zweiten halbkreisförmigen Abschnitt umgeben ist. Das divergente Profil 80 des Diffusors 78 divergiert von einem ersten offenen Ende 81 zu einem zweiten offenen Ende 83. Der Fluidmischer 46 enthält einen Brennstoffeinlass 82, der mit dem ersten Abschnitt 72 verbunden ist, damit der Brennstoffstrom 26 von dem Brennstofflager 54 (2) in den Fluidmischer 46 eintreten kann. Ein Brennstoffsammelraum 84 erstreckt sich entlang dem ersten Abschnitt 72, dem zweiten Abschnitt 74, dem ersten halbkreisförmigen Abschnitt 76 und dem zweiten halbkreisförmigen Abschnitt und speichert temporär den Brennstoffstrom 26, der von dem Brennstoffeinlass 82 kommt. In der Nähe des ersten offenen Endes haben sowohl der erste Abschnitt 72 als auch der zweite Abschnitt 74, der erste halbkreisförmige Abschnitt 76 als auch der zweite halbkreisförmige Abschnitt mehrere Schlitze 86 und ein Coanda-Profil 88.
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Der Fluidmischer 56 nimmt den ersten Fluidstrom 48 über das erste offene Ende 81 auf. Der Brennstoffsammelraum 84 gibt den Brennstoffstrom 26 über die mehreren Schlitze 86 über das Coanda-Profil 88 aus, wobei das Coanda-Profil 88 dafür eingerichtet ist, ein Anhaften des Brennstoffstroms 26 an dem Coanda-Profil 88 zu ermöglichen, um eine Grenzschicht des Brennstoffstroms 26 auszubilden und den ankommenden ersten Fluidstrom 48 an der Grenzschicht des Brennstoffstroms 26 zum Erzeugen eines Gemisches des ersten Fluidstroms 48 und des Brennstoffstroms 26 mitzunehmen. Gemäß einer Ausführungsform ist der Fluidmischer 46 dafür eingerichtet, eine Vermischung des ersten Fluidstroms 48 und des Brennstoffstroms 26 auf der Basis eines ”Coanda-Effektes” zu ermöglichen. So wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff ”Coanda-Effekt” auf die Tendenz eines Fluidstroms von selbst an einer naheliegenden Oberfläche anzuhaften und selbst daran haften zu bleiben, wenn sich die Oberfläche von der ursprünglichen Richtung der Fluidbewegung weg krümmt. Der Coanda-Effekt wird weiter in Verbindung mit 5 diskutiert.
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Der Diffusorabschnitt 72 des Fluidmischers 46 leitet das Gemisch des ersten Fluidstroms 48 und des Brennstoffstroms 26 zu dem offenen Ende 83. Das Gemisch des ersten Brennstoffstroms 48 und des Brennstoffstroms 24 verlässt das zweite offene Ende 83 und wird in den Wirbeleinschlusshohlraum 40 gemäß Darstellung und Diskussion in Verbindung mit 2 ausgegeben.
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Der Brennstoffstrom 26 wird über das Coanda-Profil 88 aus dem Brennstoffsammelraum 84 bei einem ersten Druck ausgegeben und das erste offene Ende 81 nimmt den ersten Fluidstrom 48 bei einem zweiten Druck auf. In einer Ausführungsform ist der erste Druck höher als der zweite Druck. Die Hochdruckausgabe des Brennstoffstroms 26 beschleunigt den ersten Fluidstrom 48 und daher wird der Strom 58 in den Wirbeleinschlusshohlraum 40 mit einer höheren Geschwindigkeit als der Geschwindigkeit des in die Fluidmischer 46 eintretenden ersten Fluidstroms 48 ausgegeben. Es sei angemerkt, dass die Ausgabe des Stroms 58 in den Wirbeleinschlusshohlraum 40 bei höheren Geschwindigkeiten zur Zunahme der Stabilität des Wirbels 62 führt (2).
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Sowohl unter Bezugnahme auf 2 als auf 4 wird der Prozess der Verwendung der Hochdruckbrennstoffausgabe in einem Fluidmischer 46, um so die Brennstoff/Luft-Vermischung und die Geschwindigkeit des Stroms 58 in den Wirbeleinschlusshohlraum 40 zu steigern, als ”Energetisierung” des Fluidmischers 46 bezeichnet. Unter Verwendung der Steuereinheit 56 können einer oder mehrere Fluidmischer abhängig von den lokalen Anforderungen an den Brenner 14 selektiv energetisiert werden.
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5 ist eine Veranschaulichung der Ausbildung einer an das Coanda-Profil 88 des (in 4 dargestellten) Fluidmischers 46 angrenzenden Brennstoffgrenzschicht gemäß einer Ausführungsform von 4. In der dargestellten Ausführungsform haftet der Brennstoffstrom 26 an dem Coanda-Profil 88 an und bleibt selbst dann daran haften, wenn sich die Oberfläche des Coanda-Profils 88 von der ursprünglichen Brennstoffstromrichtung weg krümmt. Insbesondere tritt, wenn der Brennstoffstrom 26 zum Ausgleich der Impulsübertragung beschleunigt, eine Druckdifferenz über dem Strom auf, welcher den Brennstoffstrom 26 näher an die Oberfläche des Coanda-Profils 88 lenkt. Während sich der Brennstoffstrom 26 über das Coanda-Profil 88 bewegt, tritt ein gewisser Betrag einer Mantelreibung zwischen dem Brennstoffstrom 26 und dem Coanda-Profil 88 auf. Der Widerstand aus der Mantelreibung gegen den Strom lenkt den Brennstoffstrom 26 zu dem Coanda-Profil 88, und bewirkt dadurch, dass der Brennstoffstrom 26 an dem Coanda-Profil 88 anhaftet. Ferner nimmt eine Grenzschicht 94 des von dem Coanda-Effekt erzeugten Brennstoffstroms 26 den ersten Fluidstrom 48 mit sich, um eine Scherungsschicht 96 mit der Grenzschicht 94 auszubilden, um die Vermischung des ersten Fluidstroms 48 und des Brennstoffstroms 26 zu begünstigen. Ferner führt die Scherungsschicht 96, die durch die Ablösung und die Vermischung der Brennstoffschicht 24 mit dem ersten Fluidstrom 48 gebildet wird, zu einem gleichmäßigen Gemisch.
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Mehr Details bezüglich Coanda-Vorrichtungen werden detaillierter unter Bezugnahme auf die U. S. Anmeldung Ser. No. 11,273,212, die hierin durch Verweis beinhaltet ist, erläutert.
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Gemäß den 1–5 führt die Verwendung eines Hochdruckbrennstoffstroms zu einem in den Wirbeleinschlusshohlraum eintretenden Hochgeschwindigkeits-Brennstoff/Luft-Gemisch. Das Hochgeschwindigkeits-Brennstoff/Luft-Gemisch bewirkt einen stabilen Wirbel und eine Stabilisierung der sich ergebenden Flamme.
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Obwohl nur bestimmte Merkmale der Erfindung hierin dargestellt und beschrieben wurden, werden viele Modifikationen und Änderungen für den Fachmann ersichtlich sein. Es dürfte sich daher verstehen, dass die beigefügten Ansprüche alle derartigen Modifikationen und Änderungen, soweit sie in den tatsächlichen Erfindungsgedanken der Erfindung fallen, abdecken sollen.
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Ein Wirbeleinschlussbrenner enthält einen Wirbeleinschlusshohlraum mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche. Mehrere Fluidmischer sind in Umfangsrichtung entlang der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Wirbeleinschlusshohlraums angeordnet. Wenigstens ein Fluidmischer enthält ein einen ersten Fluidstrom aufnehmendes erstes offenes Ende, ein Coanda-Profil in der Nähe des ersten offenen Endes, einen Brennstoffsammelraum zum Ausgeben eines Brennstoffstroms über das Coanda-Profil, und ein zweites offenes Ende zum Aufnehmen des Gemisches des ersten Fluidstroms und des Brennstoffstroms und zum Ausgeben des Gemisches des ersten Fluidstroms und des Brennstoffstroms in den Wirbeleinschlusshohlraum. Das Coanda-Profil ist dafür eingerichtet, ein Anhaften des Brennstoffstroms an dem Coanda-Profil zum Ausbilden einer Grenzschicht des Brennstoffstroms zu ermöglichen, und den ankommenden ersten Fluidstrom an der Grenzstoffschicht des Brennstoffstroms mitzunehmen, um ein Gemisch des ersten Fluidstroms und Brennstoffstroms zu erzeugen.
