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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft Brennstoffeinspritzvorrichtungen und insbesondere Brennstoffeinspritzvorrichtungen für Vergaser.
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Ein IGCC-Kraftwerk (IGCC: Kombi-Prozess mit integrierter Vergasung) weist einen Vergaser mit einer oder mehreren Brennstoffeinspritzvorrichtungen auf. Die Brennstoffeinspritzvorrichtungen führen dem Vergaser neben Sauerstoff und Dampf einen Brennstoff wie einen organischen Rohstoff zu, um ein Synthesegas zu erzeugen. Bestehende Brennstoffeinspritzvorrichtungen können aber mehrere Kanäle für den Brennstoff, den Sauerstoff und die anderen Stoffe aufweisen, die in die Brennkammer eingespritzt werden, wodurch die Komplexität und die Kosten der Brennstoffeinspritzvorrichtungen erhöht werden. Außerdem können bestehende Brennstoffeinspritzvorrichtungen schmale Betriebsbereiche haben und werden daher möglicherweise ersetzt, wenn sich die Betriebsbedingungen für das Vergasungssystem ändern.
WO 2011/068641 A1 offenbart einen Injektor mit einem Körper, der einen ersten Kanal zum Fördern eines flüssigen Brennstoffs aufweist, einem ersten Element, das den Körper umgibt, um einen zweiten Kanal zum pneumatischen Fördern eines festen Brennstoffs zu bilden, und einem zweiten Element, das das erste Element umgibt, um einen dritten Kanal zum Fördern eines Fluidstroms zum Dispergieren des festen Brennstoffs zu bilden, wobei der flüssige Brennstoff zerstäubt wird, bevor er mit dem festen Brennstoff gemischt wird.
US 2009/0272821 A1 beschreibt Verfahren und Systeme für einen Injektor, wobei das Injektorsystem eine Vielzahl von ringförmigen Kanälen, die im Wesentlichen konzentrisch um eine Längsachse angeordnet sind und ein Verwirbelungselement, das sich in den Fluidströmungsweg erstreckt, der in mindestens einem der mehreren ringförmigen Kanäle definiert ist, wobei das Verwirbelungselement so konfiguriert ist, dass es dem Fluid, das durch den mindestens einen ringförmigen Kanal fließt, eine Umfangsströmungsrichtung verleiht, umfasst.
US 2010/0115842 A1 umfasst ein Verfahren zum Einspritzen eines festen Kohlenwasserstoffbrennstoffs in eine Vergasungseinheit, mit den folgenden Schritten: a) Zuführen eines festen Kohlenwasserstoffbrennstoffs in eine Beschickungskammer einer Vergasungseinheit, wodurch ein dichtes Feststoffbett aus dem festen Kohlenwasserstoffbrennstoff in der Beschickungskammer erzeugt wird; und b) unter Druck setzen eines Raums der Beschickungskammer über dem dichten Feststoffbett mit einem Druckgas, wodurch der feste Kohlenwasserstoffbrennstoff durch ein zwischen dem dichten Feststoffbett und einer Vielzahl von Brennerrohren in der Vergasungseinheit angeordnetes Irisventil strömt, wodurch der Druck des Druckgases in der Beschickungskammer variiert wird, um die Strömungsrate des festen Kohlenwasserstoffbrennstoffs zum Eingang der Vielzahl von Brennerrohren zu steuern.
US 2009/0272822 A1 beschreibt ein Injektorsystem umfassend im Wesentlichen konzentrische Kanäle, von denen einer für die pneumatische Förderung von pulverisiertem Festbrennstoff von einer entsprechenden Quelle zu einer Reaktionszone und ein anderer für die Förderung eines flüssigen Oxidationsmittelstroms mit und ohne Verwirbelung konfiguriert ist.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend werden gewisse Ausführungsformen zusammengefasst, deren Umfang dem der ursprünglich beanspruchten Erfindung entspricht. Es ist nicht vorgesehen, dass diese Ausführungsformen den Umfang der beanspruchten Erfindung beschränken, vielmehr sollen diese Ausführungsformen nur eine Kurzdarstellung möglicher Formen der Erfindung bereitstellen. Tatsächlich kann die Erfindung eine Vielfalt von Formen umfassen, die den unten dargelegten Ausführungsformen ähnlich sein können oder sich von ihnen unterscheiden können.
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In einer ersten Ausführungsform beinhaltet ein System eine Vergasungs-Brennstoffeinspritzvorrichtung. Die Vergasungs-Brennstoffeinspritzvorrichtung beinhaltet eine Mischvorrichtung, die zum Vermischen von wenigstens zwei von einem festen Strom, einem flüssigen Strom oder einem gasförmigen Strom oder einer Kombination davon zum Erzeugen eines Gemischs gestaltet ist. Die Mischvorrichtung ist zuströmseitig eines Spitzenteils der Vergasungs-Brennstoffeinspritzvorrichtung angeordnet und das Gemisch wird aus dem Spitzenteil abgelassen.
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In einer zweiten Ausführungsform beinhaltet ein System eine Brennstoffeinspritzvorrichtung. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung beinhaltet eine Mischvorrichtung, die zum Vermischen von wenigstens zwei von einem festen Strom, einem flüssigen Strom oder einem gasförmigen Strom oder einer Kombination davon zum Erzeugen eines Gemischs gestaltet ist, und einen mit der Mischvorrichtung verbundenen Gemischkanal. Der Gemischkanal ist zum Einspritzen des Gemischs in einer Stromabwärtsrichtung gestaltet. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung beinhaltet auch einen Oxidationsmittelkanal, der zum Einspritzen eines Oxidationsmittels in der Stromabwärtsrichtung gestaltet ist. Der Oxidationsmittelkanal ist vom Gemischkanal getrennt.
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In einer dritten Ausführungsform beinhaltet ein System eine Mischvorrichtung, die zum Mischen von wenigstens zwei von einem festen Strom, einem flüssigen Strom oder einem gasförmigen Strom oder einer Kombination davon zum Bilden eines Gemischs gestaltet ist. Das System beinhaltet auch eine mit der Mischvorrichtung verbundene Brennstoffeinspritzvorrichtung. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung beinhaltet einen Spitzenteil, einen Gemischkanal, der zum Einspritzen des Gemischs durch den Spitzenteil gestaltet ist, und einen Oxidationsmittelkanal, der zum Einspritzen eines Oxidationsmittels durch den Spitzenteil gestaltet ist. Der Oxidationsmittelkanal ist vom Gemischkanal getrennt.
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Figurenliste
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Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich, wenn die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die Begleitzeichungen gelesen wird, in denen gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen durchgehend gleiche Teile bezeichnen, wobei:
- 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Einspritzsystems ist,
- 2 ein axialer Querschnitt einer Ausführungsform einer Brennstoffeinspritzvorrichtung ist, die mit einer Mischvorrichtung verbunden ist,
- 3 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Mischvorrichtung ist,
- 4 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Mischvorrichtung ist,
- 5 ein axialer Querschnitt einer Ausführungsform einer Mischvorrichtung ist,
- 6 ein radialer Querschnitt einer Ausführungsform der Mischvorrichtung von 5 und 9 entlang Linie 6-6 ist,
- 7 ein axialer Querschnitt einer Ausführungsform einer Mischvorrichtung ist,
- 8 ein axialer Querschnitt einer Ausführungsform der Mischvorrichtung von 7 entlang Linie 8-8 ist,
- 9 ein axialer Querschnitt einer Ausführungsform einer Brennstoffeinspritzvorrichtung und einer Mischvorrichtung ist,
- 10 ein axialer Querschnitt einer Ausführungsform einer Brennstoffeinspritzvorrichtung und einer Mischvorrichtung ist,
- 11 ein axialer Querschnitt einer Ausführungsform einer Brennstoffeinspritzvorrichtung und einer Mischvorrichtung ist,
- 12 ein axialer Querschnitt einer Ausführungsform einer Brennstoffeinspritzvorrichtung und einer Mischvorrichtung ist und
- 13 ein radialer Querschnitt einer Ausführungsform der Mischvorrichtung von 12 entlang Linie 13-13 ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Wie unten ausführlich besprochen wird, umfassen die offenbarten Ausführungsformen eine Vergasungs-Brennstoffeinspritzvorrichtung, die eine Mischvorrichtung beinhaltet, die zum Vermischen von wenigstens zwei von einem festen Strom, einem flüssigen Strom, einem gasförmigen Strom oder einer Kombination davon zum Erzeugen eines Gemischs gestaltet ist. In gewissen Ausführungsformen kann die Vergasungs-Brennstoffeinspritzvorrichtung einen Spitzenteil beinhalten, aus dem das Gemisch abgelassen wird. In diesen Ausführungsformen kann die Mischvorrichtung zuströmseitig des Spitzenteils angeordnet sein. In weiteren Ausführungsformen kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung einen mit der Mischvorrichtung verbundenen Gemischkanal beinhalten. Der Gemischkanal kann das Gemisch aus der Brennstoffeinspritzvorrichtung in einer Stromabwärtsrichtung einspritzen. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung kann auch einen Oxidationsmittelkanal zum Einspritzen eines Oxidationsmittels in der Stromabwärtsrichtung beinhalten. In gewissen Ausführungsformen kann der Oxidationsmittelkanal vom Gemischkanal getrennt sein. Das heißt, dass der Gemischkanal den Oxidationsmittelkanal eventuell nicht beinhaltet. In weiteren Ausführungsformen können die Brennstoffeinspritzvorrichtung und die Mischvorrichtung mit einer Reaktionskammer verbunden sein.
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Die Verwendung von Ausführungsformen der Brennstoffeinspritzvorrichtungen und Mischvorrichtungen kann mehrere Vorteile bieten. Zum Beispiel kann die Zahl der in der Brennstoffeinspritzvorrichtung verwendeten Kanäle verringert werden. Speziell kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung in gewissen Ausführungsformen nur zwei Kanäle beinhalten, nämlich den Gemischkanal und den Oxidationsmittelkanal. Eine derartige Brennstoffeinspritzvorrichtung mit nur zwei Kanälen ist möglicherweise weniger kostspielig und weniger kompliziert als andere Brennstoffeinspritzvorrichtungen mit mehr als zwei Kanälen.
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Derartige Ausführungsformen von Brennstoffeinspritzvorrichtungen und Mischvorrichtungen können daher in verschiedenen Reaktionskammern mit variierenden Betriebsbedingungen verwendet werden. Außerdem können derartige Ausführungsformen von Brennstoffeinspritzvorrichtungen und Gemischvorrichtungen für eine bessere Vermischung von festen, flüssigen oder gasförmigen Strömen sorgen als Brennstoffeinspritzvorrichtungen mit mehreren verschiedenen Kanälen. Das heißt, dass die verschiedenen Ströme gut gemischt werden können, bevor sie aus dem Spitzenteil von Ausführungsformen der Brennstoffeinspritzvorrichtung und Mischvorrichtung abgelassen werden. Außerdem findet das Mischen nahe an oder in der Brennstoffeinspritzvorrichtung statt, wodurch die Möglichkeit reduziert wird, dass sich die gemischten Komponenten vor der Reaktion trennen. Ferner können derartige Ausführungsformen von Brennstoffeinspritzvorrichtungen und Mischvorrichtungen zum Kombinieren oder Mischen von Strömen aus drei Phasen, nämlich der festen, flüssigen und gasförmigen Phase, verwendet werden.
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1, jetzt Bezug nehmend auf die Zeichnungen, ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Einspritzsystems 10 mit einer zum Mischen ausgerüsteten Einspritzanordnung 11. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet das System 10 eine Brennstoffeinspritzvorrichtung 12, die einen Brennstoff und andere Ströme in einen Vergaser 14 einspritzt. Der Vergaser 14 ist ein Beispiel für eine Reaktionskammer, welche die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 verwenden kann, wie unten ausführlich besprochen wird. Der Vergaser 12 kann einen Rohstoff in ein Synthesegas umwandeln, z.B. eine Kombination von Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Methan und/oder anderen Produkten. In anderen Ausführungsformen kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 in ähnlichen Vorrichtungen angeordnet sein, wie z.B. unter anderem eine Gasturbinenmaschine, eine Verbrennungsmaschine, eine Verbrennungsanlage, einen Dampfkessel, einen Reaktor, einen Brennraum oder eine beliebige Kombination von diesen.
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Zu Beispielen für Ströme, die der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 zugeführt werden können, zählen u.a. ein Oxidationsmittelstrom 16, ein fester Strom 18, ein flüssiger Strom 20, ein gasförmiger Strom 22 oder eine beliebige Kombination von diesen. Zum Beispiel kann der Oxidationsmittelstrom 16 Sauerstoff, Luft, Dampf, Sauerstoffgemische oder eine beliebige Kombination von diesen beinhalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Der fest Strom 18 kann unter anderem einen festen kohlenstoffhaltigen Brennstoff (z.B. Kohle oder Biobrennstoff), einen anderen festen Brennstoff, recyclierte Feststoffe, Schlackenzusätze oder eine beliebige Kombination von diesen beinhalten. In gewissen Ausführungsformen kann eine Beschichtung auf einer Innenfläche einer Mischvorrichtung 24 angeordnet sein, um zur Verringerung oder Hemmung von Erosion und/oder Korrosion der Innenfläche beizutragen, die durch den Fluss des festen Stroms 18 oder der kombinierten Ströme, welche den festen Strom 18 beinhalten, verursacht wird. Zum Beispiel kann die Beschichtung eine keramische Beschichtung sein. Der flüssige Strom 20 kann Wasser, einen flüssigen Moderator, einen flüssigen Reaktanten, Brennstoff, eine Suspension von festem Brennstoff, Recycling-Feststoffe, Schlackenzusätze oder eine beliebige Kombination von diesen mit Wasser oder eine beliebige Kombination der oben erwähnten Flüssigkeiten beinhalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Der gasförmige Strom 22 kann einen gasförmigen Moderator, einen gasförmigen Reaktanten, einen gasförmigen Katalysator oder eine beliebige Kombination von diesen beinhalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Zu Beispielen für derartige Gase zählen unter anderem Stickstoff, Kohlendioxid, Dampf, Treibgas, Luft und so weiter.
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Die Leitungen und andere zuströmseitig der Mischvorrichtung 24 befindliche Ausrüstung, welche die Ströme 18, 20 und 22 zur Mischvorrichtung 24 transportieren, können kollektiv als ein Zuführabschnitt 25 bezeichnet werden. Der Zuführabschnitt 25 kann die Ströme 18, 20 und 22 getrennt zur Mischvorrichtung 24 transportieren. Das heißt, dass zuströmseitig der Mischvorrichtung 24 möglicherweise keine Vermischung der Ströme 18, 20 und 22 stattfindet. In gewissen Ausführungsformen kann die Mischvorrichtung 24 zum Vermischen von drei Phasen, nämlich des festen Stroms 18, des flüssigen Stroms 20 und des gasförmigen Stroms 22, miteinander verwendet werden. In anderen Ausführungsformen kann die Mischvorrichtung 24 zum Vermischen von zwei oder mehr Strömen derselben Phase, wie z.B. von zwei festen Phasen, zwei flüssigen Phasen oder zwei gasförmigen Phasen, verwendet werden. In noch weiteren Ausführungsformen können einige der von der Mischvorrichtung 24 gemischten Ströme ein Gemisch aus zwei oder mehr Phasen beinhalten. Wie in 1 zu sehen ist, wird der Oxidationsmittelstrom 16 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 direkt zugeführt. Der feste Strom 18, der flüssige Strom 20 und der gasförmige Strom 22 werden einer Mischvorrichtung 24 zugeführt, um ein Gemisch 26 zu erzeugen. Wie in 1 gezeigt, wird das Gemisch 26 dann der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 zugeführt, die den Oxidationsmittelstrom 16 und das Gemisch 26 in den Vergaser 14 ablässt. In 1 wird die Mischvorrichtung 24 zwar von der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 separat dargestellt, in gewissen Ausführungsformen kann die Mischvorrichtung 24 aber direkt mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 verbunden oder in der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 (z.B. einstückig mit ihr) angeordnet sein.
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2 ist ein axialer Querschnitt der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 und der Mischvorrichtung 24 (d.h. der Einspritzanordnung 11) gemäß einer Ausführungsform. In der folgenden Besprechung kann auf eine radiale Richtung oder Achse 40, eine axiale Richtung oder Achse 42 und eine Umfangsrichtung oder -achse 44 (z.B. um Achse 42) Bezug genommen werden. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 hat eine(n) Zuströmseite oder -teil 46, von dem Rohstoff, Sauerstoff und andere Stoffe kommen können. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 hat auch eine(n)Abströmseite oder -teil 48, an dem der Rohstoff, der Sauerstoff und die anderen Stoffe austreten können. Wie in 2 gezeigt, ist die Mischvorrichtung 24 direkt mit der Zuströmseite 46 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 verbunden. Die Mischvorrichtung 24 kann eine erste Düse 50, eine zweite Düse 52 und eine dritte Düse 54 beinhalten. In anderen Ausführungsformen kann die Mischvorrichtung 24 weniger oder mehr Düsen als die in 2 gezeigten beinhalten. Die Düsen 50, 52 und 54 können jeweils verschiedene Ströme zur Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 befördern. Zum Beispiel kann die erste Düse 50 den festen Strom 18 befördern, die zweite Düse 52 kann den flüssigen Strom 20 befördern und die dritte Düse 54 kann den gasförmigen Strom 22 befördern. In anderen Ausführungsformen können die Düsen 50, 52 und 54 eine beliebige Anzahl von festen Strömen 18, flüssigen Strömen 20 oder gasförmigen Strömen 22 befördern. Zum Beispiel können die Düsen 50 und 52 zwei verschiedene flüssige Ströme 20 befördern und die Düse 54 kann den gasförmigen Strom 22 befördern. In weiteren Ausführungsformen kann die Mischvorrichtung 24 weniger oder mehr Düsen als die in 2 gezeigten drei beinhalten. Außerdem können beliebige der Düsen 50, 52 oder 54 ein Gemisch aus beliebigen des festen Stroms 18, des flüssigen Stroms 20 oder des gasförmigen Stroms 22 befördern. Zum Beispiel können beliebige der Düsen 50, 52 oder 54 eine Kohle- und Wassersuspension oder eine andere Suspension aus dem festen Strom 18 und dem flüssigen Strom 20 befördern. Die vorhergehenden Bemerkungen bezüglich der Düsen 50, 52 und 54 gelten auch für andere Ausführungsformen der Einspritzanordnung 11, die unten besprochen werden. Wie in 2 gezeigt, kann jede der Düsen 50, 52 und 54 mit einem Kopf 56 der Mischvorrichtung 24 verbunden sein. Innerhalb des Kopfes 56 weist die Mischvorrichtung 24 eine Mischkammer 58 auf, wo die Ströme aus jeder der Düsen 50, 52 und 54 sich vermengen und miteinander vermischen können. Das heißt, die von den Düsen 50, 52 oder 54 beförderten Ströme laufen in der Mischkammer 58 zusammen und prallen aufeinander, um zur angemessenen Vermischung der Ströme beizutragen. Außerdem kann die Mischkammer 58 so gestaltet sein, dass die diversen Ströme sich bei minimalem Druckabfall effektiv vermischen, während die mechanische Unversehrtheit der Mischkammer 58 geschützt wird, z.B. Erosion und Korrosion minimal gehalten werden.
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Wie in 2 gezeigt, kann die Mischvorrichtung 24 einen ersten Flansch 60 aufweisen, der zum Zusammenpassen mit einem zweiten Flansch 62 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 gestaltet ist. Der erste und der zweite Flansch 60 und 62 können über Schrauben, Schweißnähte, Hartlötung, Klebstoffe, Klemmen, Gewinde oder eine beliebige Kombination davon abnehmbar oder fest miteinander verbunden sein. In anderen Ausführungsformen können die Mischvorrichtung 24 und die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 ein einteiliger Körper sein, z.B. zusammen als einzelne ununterbrochene Konstruktion einstückig ausgebildet. Wie in 2 gezeigt, kann die Mischvorrichtung 24 mit einem Gemischkanal 64 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 verbunden sein. Der Gemischkanal 64 kann das Gemisch 26 zur Abströmseite 48 befördern und der Gemischkanal 64 kann so gestaltet sein, dass er zur Verringerung oder Verhinderung einer Phasentrennung beiträgt. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 kann auch eine Oxidationsmitteldüse 66 und einen Oxidationsmittelkanal 66 beinhalten. Wie in 2 gezeigt, kann der Oxidationsmittelkanal 68 den Gemischkanal 64 umgeben. In gewissen Ausführungsformen kann der Oxidationsmittelkanal 68 mit dem Gemischkanal 64 konzentrisch sein. In weiteren Ausführungsformen können der Gemischkanal 64 und der Oxidationsmittelkanal 68 Ringkanäle sein. In noch weiteren Ausführungsformen können der Gemischkanal 64 und der Oxidationsmittelkanal 68 nebeneinander angeordnet sein. Wie in 2 gezeigt, geben der Gemischkanal 64 und der Oxidationsmittelkanal 68 das Gemisch 26 und den Oxidationsmittelstrom 16 an einem Spitzenteil 70 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 aus. Der Brennstoff und das Oxidationsmittel können so abströmseitig des Spitzenteils 70 reagieren, brennen oder verbrennen.
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Die Verwendung einer abnehmbar gekoppelten Mischvorrichtung 24 mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 kann mehrere Vorteile bieten. Zum Beispiel kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 im Vergleich mit anderen Brennstoffeinspritzvorrichtungen mit vielen Kanälen weniger komplex sein. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung kann zum Beispiel nur zwei Kanäle aufweisen, nämlich den Gemischkanal 64 und den Oxidationsmittelkanal 68. Anstatt die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 so abzuändern, dass sie Änderungen von Zahl, Menge oder Zusammensetzung von beförderten Stoffen gerecht wird, kann die Mischvorrichtung 24 von der Brennstoffdüse 12 abgekoppelt und durch eine oder mehrere verschiedene Ausgestaltung(en) von Mischvorrichtungen 24 mit spezifischen Eigenschaften für verschiedene Situationen ersetzt werden. Außerdem kann der Austausch der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 leicht durchgeführt werden, ohne auch die Mischvorrichtung 24 entfernen zu müssen. So verleiht eine abnehmbar gekoppelte Mischvorrichtung 24 der Einspritzanordnung 11 Modularität und Austauschbarkeit. Verglichen mit dem kompletten Austausch oder der Modifikation der gesamten Einspritzanordnung 11, kann eine derartige Modularität bedeutende Kosteneinsparungen ergeben.
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In der veranschaulichten Ausführungsform von 2 kann/können ein oder mehrere Sensor(en) 72 in der Einspritzanordnung 11 angeordnet sein (z.B. in der Mischvorrichtung 24 und/oder der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12). Beispielsweise können Sensoren 72 an den Düsen 50, 52 und 54 angeordnet sein, um den Durchfluss des durch die Düsen fließenden Stoffs zu messen. Die Sensoren 72 können Signale 74 an einen Controller 76 senden, der wiederum Signale 74 an eine oder mehrere in den Düsen 50, 52, und 54 oder entlang der zu den Düsen zuströmseitigen Leitungen angeordnete Stromregelvorrichtung(en) 78 senden kann. In gewissen Ausführungsformen können die Stromregelvorrichtungen 78 Ventile sein, die zum Einstellen oder Regeln einzelner Durchflüsse des durch die Düsen 50, 52 und 54 fließenden Stoffs verwendet werden, um z.B. die Misch- und Fließeigenschaften des Gemisches 26 zu optimieren. Auf Basis der Signale 74, die der Controller 76 von den Sensoren 72 erhält, kann der Controller 76 die Ventile 78 entsprechend zum Öffnen oder Schließen ansteuern. Wenn zum Beispiel einer der Sensoren 72 anzeigt, dass ein Durchfluss unter einer Schwelle liegt, kann der Controller 76 eines der Ventile 78 ansteuern, so dass es es sich weiter öffnet. Desgleichen kann der Controller 76, wenn einer der Sensoren 72 anzeigt, dass ein Durchfluss über einer Schwelle liegt, eines der Ventile 78 ansteuern, so dass es sich noch mehr schließt. In weiteren Ausführungsformen können die Stromregelvorrichtungen 78 als Rückströmschutzvorrichtungen verwendet werden. Speziell kann, falls einer der Sensoren 72 einen Gegenstrom (z.B. negativen Strom, Strom zur Zuströmseite 46 oder niedrigen Druck) anzeigt, der Controller 76 ein Signal 74 senden, um das entsprechende Ventil 78 anzusteuern, so dass es sich je nach den gewünschten Prozessbedingungen vollständig schließt oder weiter öffnet, um einen positiven Strom zu erzeugen. Das Ventil 78 kann so zum Sperren eines unerwünschten Vermischens der durch die Düsen 50, 52 und 54 strömenden Stoffe beitragen. In anderen Ausführungsformen kann die Stromregelvorrichtung 78 ein Rückschlagventil oder eine andere Vorrichtung sein, die zum Blockieren eines Rückstroms durch die Mischvorrichtung 24 beiträgt. Der Controller 76 und die Stromregelvorrichtungen 78 können mit jeder beliebigen der unten beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden. Außerdem kann der Controller 76 zur Stromregelung während des Übergangsbetriebs, z.B. Anfahren, Abschalten oder Regeln des Systems, verwendet werden, währenddessen komprimierbare Ströme durch nichtkomprimierbare flüssige Ströme ersetzt werden können, um einen Rückstrom zu vermeiden helfen.
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3 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform der Mischvorrichtung 24 der Einspritzanordnung 11. Wie in 3 gezeigt, sind die erste Düse 50 und die dritte Düse 54 mit dem Kopf 56 der Mischvorrichtung 24, nahe am Rand des Kopfs 56, verbunden. Die von den Düsen 50, 52 und 54 beförderten Ströme laufen daher zusammen und prallen aufeinander und ermöglichen so das Vermischen der Ströme. Zum Beispiel kann eine solche Anordnung der Düsen 50, 52 und 54 dazu beitragen, Klumpen in den Strömen aufzulösen, z.B. Klumpen im flüssigen Strom 20 oder dem festen Strom 18. Außerdem kann eine derartige Anordnung der Düsen 50, 52 und 54 dazu beitragen, für die Zerstäubung der Ströme zu sorgen. Die zweite Düse 52 ist nahe einer Mitte des Kopfs 56 angeschlossen. Eine derartige lineare Anordnung der Düsen 50, 52 und 54 kann dazu beitragen, dass weniger Platz benötigt wird. In anderen Ausführungsformen können die erste, zweite und dritte Düse 50, 52 und 54 mit der Mischvorrichtung 24 in anderen Anordnungen verbunden sein. Zum Beispiel zeigt 4 eine Draufsicht der Mischvorrichtung 24 mit einer anderen Anordnung der ersten, zweiten und dritten Düse 50, 52 und 54. Speziell sind die Düsen 50, 52 und 54 alle nahe dem Rand des Kopfs 56 angeschlossen und in etwa gleichem Abstand voneinander angeordnet, z.B. um die Achse 42 im Winkel von etwa 120 Grad zueinander. Die in 4 gezeigte Anordnung der Düsen 50, 52 und 54 kann den von den Düsen 50, 52 und 54 beförderten Strömen helfen, zusammenzulaufen und aufeinanderzuprallen und so das Vermischen der Ströme zu ermöglichen. In gewissen Ausführungsformen können die Düsen 50, 52 und 54 in einem Winkel zur axialen Achse 42 angeordnet sein, was dem Gemisch einen Drall verleiht, wodurch die Vermischung verbessert wird. In anderen Ausführungsformen können die Düsen 50, 52 und 54 tangential am Kopf 56 angebracht sein, was dem Gemisch ebenfalls einen Drall verleiht.
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5 ist ein axialer Querschnitt einer Ausführungsform der Mischvorrichtung 24. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 ist in 5 deutlichkeitshalber nicht abgebildet. Es versteht sich aber, dass die in 5 gezeigte Mischvorrichtung 24 mithilfe des ersten Flansches 60 direkt mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 verbunden oder mit der Einspritzvorrichtung 12 einteilig sein kann. Wie in 5 gezeigt wird, ist die erste Düse 50 mit einer seitlichen Seite der Mischvorrichtung 24 verbunden. Der durch die erste Düse 50 strömende Stoff kann so normal (z.B. in radialer Richtung 40) zur axialen Achse 42 eingeführt werden. Die zweite Düse 52 kann mit dem Kopf 56 der Mischvorrichtung 24 verbunden sein. Wie in 5 gezeigt, kann die zweite Düse 52 sich wenigstens teilweise in die Mischkammer 58 der Mischvorrichtung 24 erstrecken, wodurch eine Wirbelzone 80 für den Stoff aus der ersten Düse 50 geschaffen wird. Die Wirbelzone 80 kann Platz für die zusätzliche Vermischung von Komponenten des Stoffs aus der ersten Düse 50 miteinander oder zum Auflösen fester Brocken im Strom bereitstellen. Eine Lochplatte 82 kann mit der Innenfläche der Mischvorrichtung 24 und der zweiten Düse 52 verbunden sein, um die Wirbelzone 80 zu definieren. Wie in 5 gezeigt, ist die Lochplatte 82 zur axialen Achse 42 lotrecht. In der Lochplatte 82 kann eine Vielzahl von Öffnungen 84 ausgebildet sein, damit der Stoff aus der ersten Düse 50 aus der Wirbelzone 80 in die Mischkammer 58 ausströmen kann. Jede der Öffnungen 84 kann durch eine Breite oder einen Durchmesser 86 definiert sein, die bzw. der zum Bereitstellen einer gewissen Geschwindigkeit des aus der ersten Düse 50 in die Mischkammer 58 strömenden Stoffs gewählt sein kann. Zum Beispiel erhöhen kleinere Öffnungen 84 möglicherweise die Geschwindigkeit des Stoffs aus der ersten Düse 50. In gewissen Ausführungsformen können die Öffnungen 84 in einem Winkel zu einer Strömungsachse des Stoffs aus der ersten Düse 50 angeordnet sein, was dazu führen kann, dass der Stoff aus der ersten Düse 50 gegen den Stoff aus der zweiten Düse 52 prallt oder wirbelt, wodurch die Vermischung des Gemisches verbessert wird. In anderen Ausführungsformen können die Öffnungen in einem Winkel zu einer Strömungsachse von beliebigen der Ströme angeordnet sein. Beim Austreten des Stoffs aus der ersten Düse 50 durch die Öffnungen 84 kann der Stoff sich mit dem Stoff aus der zweiten Düse 52 vermengen und vermischen und als das Gemisch 26 in die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 einströmen. Außerdem kann die plötzliche Ausdehnung des Stoffs aus der ersten Düse 50 in die Mischkammer 58 die Vermischung verbessern. Ein Abstand 88 von der zweiten Düse 52 zum ersten Flansch 60 der Mischvorrichtung 24 kann so gewählt werden, dass ausreichend Raum zum Mischen vor Eintritt des Gemischs 26 in die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 bereitgestellt wird.
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6 ist eine radiale Querschnittansicht der Mischvorrichtung 24 entlang der mit 6-6 bezeichneten Linie in 5. Speziell verläuft die Querschnittansicht von 6 durch die Lochplatte 82. In der veranschaulichten Ausführungsform haben die Öffnungen 84 eine Kreisform und sind in einem Ring um die Lochplatte 82 angeordnet. In anderen Ausführungsformen können die Öffnungen 84 in einem oder mehreren Ringen, einer um den anderen, angeordnet sein. In weiteren Ausführungsformen können die Öffnung 84 andere Querschnittsformen haben, wie z.B. viereckige, ovale, dreieckige, vieleckige oder andere Querschnittsformen, sind aber nicht darauf beschränkt. Außerdem können die Öffnungen 84 in weiteren Ausführungsformen in anderen Mustern angeordnet sein. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Öffnungen 84 nicht alle gleich sind. Zum Beispiel können die Öffnungen 84 voneinander verschiedene Formen und/oder Größen haben.
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7 ist eine axiale Querschnittansicht der Mischvorrichtung 24. Die erste Düse 50 ist tangential mit der Mischvorrichtung verbunden, was in 8 eventuell deutlicher ist, wie unten ausführlicher besprochen wird. Der von der ersten Düse 50 in die Mischvorrichtung 24 eingeführte Stoff kann so mit einem Drall um die Achse 42 durch die Mischvorrichtung 24 strömen. Außerdem hat der Kopf 56 der Mischvorrichtung 24, wie in 7 gezeigt, einen ersten Durchmesser 100, der größer ist als ein zweiter Durchmesser 102 der Mischvorrichtung 24 in der Nähe des ersten Flansches 60. Der größere erste Durchmesser 100 des Kopfs 56 kann es ermöglichen, dass der Stoff aus der ersten Düse 50 einen stärkeren Drall annimmt, bevor er sich in der Mischkammer 58 mit dem Stoff aus der zweiten Düse 52 vermengt. In gewissen Ausführungsformen kann die Mischvorrichtung 24 eine konische Wand 104 haben, welche die Teile der Mischvorrichtung 24 mit dem ersten und dem zweiten Durchmesser 100 und 102 miteinander verbindet. Die konische Wand 104 kann den wirbelnden Stoff aus der ersten Düse 50 in Richtung auf den Stoff aus der zweiten Düse 52 lenken, wodurch sie dazu beiträgt, eine angemessene Vermischung der Stoffe bereitzustellen. Außerdem kann der konvergierende oder allmählich abnehmende Durchflussquerschnitt des Kanals, der von der konischen Wand 104 umgeben ist, die Geschwindigkeit des in die Mischkammer 58 strömenden Stoffs erhöhen und dadurch für eine zusätzliche Vermischung sorgen. Die kombinierte Wirkung des Dralls und der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit kann so das Vermischen der Stoffe aus der ersten und der zweiten Düse 50, 52 steigern.
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8 ist eine radiale Querschnittansicht der Mischvorrichtung 24 entlang der mit 8-8 bezeichneten Linie in 7. Speziell verläuft die Querschnittansicht durch den Teil der Mischvorrichtung 24 mit dem ersten Durchmesser 100. Wie in 8 gezeigt, ist die erste Düse 0 tangential mit der Mischvorrichtung 24 verbunden. Die tangentiale Anordnung der ersten Düse 50 verleiht dem durch die erste Düse 50 strömenden Stoff so einen Drall (in der Umfangsrichtung 44). Dieser Drall des Stoffs aus der ersten Düse 50 kann für eine bessere Vermischung der Stoffe in der Mischvorrichtung 24 sorgen. In weiteren Ausführungsformen kann die Mischvorrichtung 24 zwei oder mehr tangentiale Düsen zum Vermischen zusätzlicher Ströme miteinander aufweisen. Die tangentialen Düsen können einen Drall in denselben Richtungen oder in entgegengesetzten Richtungen erzeugen, um eine noch weitere Stoffvermischung zu ergeben.
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9 ist eine axiale Querschnittansicht der Einspritzanordnung 11, wobei die Mischvorrichtung 24 in der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 angeordnet ist. Das heißt, dass die Mischvorrichtung 24 Teil der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 (oder mit ihr einstückig) ist. Speziell sind die erste und die zweite Düse 50 und 52 mit dem Gemischkanal 64 verbunden. Die erste Düse 50 befördert neben dem Kopf 56 der Mischvorrichtung 24 Stoff in die Wirbelzone 80. Die Lochplatte 82 kann im Gemischkanal 64 angeordnet und mit dem Gemischkanal 64 und dem Oxidationsmittelkanal 68 verbunden sein. Wie in 9 gezeigt, ist die Lochplatte 82 zur axialen Achse 42 lotrecht. Die Lochplatte 82 lässt den Stoff aus der ersten Düse 50 durch die Öffnung 84 in die Mischkammer 58 strömen. Der Stoff aus der ersten Düse 52 tritt in die Mischkammer 58 ein und vermischt sich mit dem Stoff aus der ersten Düse 50, während das Gemisch 26 in der Abströmrichtung 48 durch den Gemischkanal 64 zur Spitze 70 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 strömt. Außerdem kann die plötzliche Ausdehnung des Stoffs aus der ersten Düse 50 in die Mischkammer 58 die Vermischung verbessern. In einer Ausführungsform kann der feste Strom 18 durch die erste Düse 50 und der flüssige Strom 20 durch die zweite Düse 52 strömen. Die Lochplatte 82 kann möglicherweise zum Auflösen von Brocken im festen Strom 18 vor dem Vermischen mit dem flüssigen Strom 20 beitragen. Außerdem kann die Oxidationsmitteldüse 66 mit dem Kopf 56 verbunden sein, so dass der Oxidationsmittelkanal 68 durch die Mitte der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 verläuft und nahe der Spitze 70 endet. Das Gemisch 26 und das Oxidationsmittel vermischen sich daher an der Spitze 70. Das heißt, dass das Oxidationsmittel bis zum Erreichen der Spitze 70 vom Stoff aus der ersten und der zweiten Düse 50 und 52 getrennt gehalten wird, was dazu beiträgt, jedwede unerwünschte Reaktion innerhalb der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 zu unterbinden. In anderen Ausführungsformen kann der Oxidationsmittelkanal 68 wenigstens teilweise zurückziehbar sein, um für zusätzliches Mischen nahe der Spitze 70 zu sorgen.
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10 ist eine axiale Querschnittansicht der Einspritzanordnung 11, wobei die Mischvorrichtung 24 in der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 angeordnet ist. In der veranschaulichten Ausführungsform verlaufen die erste, zweite und dritte Düse 50, 52 und 54 durch den Oxidationsmittelkanal 68, um mit dem Gemischkanal 64 verbunden zu werden. Speziell verläuft die erste Düse 50 axial durch ein oberes Ende des Oxidationsmittelkanals 68 und die zweite und dritte Düse 52 und 54 verlaufen radial durch eine Seite des Oxidationsmittelkanals 68. Die erste und die zweite Düse 50 und 52 tragen Stoff in eine erste Mischzone 120 (oder Ausdehnungskammer), die nahe dem Kopf 56 der Mischvorrichtung 24 angeordnet ist. Die Ströme aus der ersten und der zweiten Düse 50 und 52 können zusammenlaufen oder aufeinanderprallen, um die Vermischung zu verbessern. Die dritte Düse 54 trägt Stoff in eine zweite Mischzone 122 (oder Ausdehnungskammer), die abströmseitig der ersten Mischzone 120 angeordnet ist. Auch hier können die Ströme aus der ersten Mischzone 120 und der Düse 54 zusammenlaufen oder aufeinander prallen, um die Vermischung zu verbessern. Der erste Durchmesser 100 der ersten Mischzone 120 kann kleiner als der zweite Durchmesser 102 der zweiten Mischzone 122 sein. Der größere zweite Durchmesser 102 kann es ermöglichen, dass die Geschwinigkeit der durch die zweite Mischzone 122 strömenden größeren Stoffmenge etwa die gleiche wie eine Geschwindigkeit der durch die erste Mischzone 120 strömenden kleineren Stoffmenge ist. Der erste und der zweite Durchmesser 100 und 102 können auch auf andere Weise zum Regeln der Strömungsgeschwindigkeit durch die Mischvorrichtung 24 angepasst sein. Außerdem kann die Ausdehnung in der zweiten Mischzone 122 und die Einführung von zusätzlichem Stoff zu einer Verbesserung der Vermischung beitragen. In weiteren Ausführungsformen können eine oder beide der Düsen 52 und 54 tangential mit der Mischvorrichtung 24 verbunden sein, um den Stoffen einen Drall in der gleichen Richtung oder in entgegengesetzten Richtungen zu verleihen. Nachdem die durch den Gemischkanal 64 strömenden Stoffen gründlich vermischt worden sind, kann das Gemisch 26 nahe der Spitze 70 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 ausgestoßen und mit dem durch den Oxidationsmittelkanal 68 strömenden Oxidationsmittelstrom 16 vermengt werden.
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11 ist eine axiale Querschnittansicht einer Ausführungsform der Einspritzanordnung 11, wobei ein Teil der Mischvorrichtung 24 in der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 angeordnet ist. Die zweite Düse 52 kann Stoff radial in die Wirbelströmungszone 80 tragen, die nahe dem Kopf 56 der Mischvorrichtung 24 angeordnet ist. In gewissen Ausführungsformen kann die zweite Düse 52 tangential mit der Mischvorrichtung 24 verbunden sein, um den Stoffen einen Drall zu verleihen. Außerdem kann der Stoff aus der zweiten Düse 52 durch Öffnungen 84 der Lochplatte 82 strömen, die als ein(e) perforierte zylindrische Röhre oder Ringrohr ausgebildet ist. Stoff aus der ersten Düse 50 kann sich in der Mischkammer 58 mit dem Stoff aus der zweiten Düse 52 vermengen. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Lochplatte 82 parallel zur axialen Achse 42 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 ausgerichtet. Das heißt, dass der aus der zweiten Düse 52 strömende Stoff in radialer Richtung 40 durch die Öffnungen 84 strömt, um sich mit dem in axialer Richtung 42 aus der ersten Düse 50 strömenden Stoff zu vermengen. Die quergerichtete (z.B. lotrechte) Bewegung der Stoffe aus der ersten und der zweiten Düse 50 und 52 kann zur Verbesserung der Vermischung des Gemischs 26 beitragen. Das Gemisch 26 der Stoffe aus der ersten und der zweiten Düse 50 und 52 kann nahe der Spitze 70 aus dem Mischkanal 64 abgelassen werden, um mit dem Oxidationsmittelstrom 16 vermengt zu werden, der durch den Oxidationsmittelkanal 68 strömt. Außerdem kann, wenn der aus der ersten Düse 50 strömende Stoff eine Flüssigkeit und der aus der zweiten Düse 52 strömende Stoff ein Gas ist, die Vermischung in der Mischkammer 58 Instabilitäten im Flüssigkeitsstrom verursachen und die Zerstäubung der Flüssigkeit weiter stromabwärts verbessern, z.B. wenn das Flüssigkeits-Gas-Gemisch sich nahe dem Spitzenteil 70 mit dem Oxidationsmittelstrom 16 vermischt.
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12 ist eine axiale Querschnittansicht einer Ausführungsform der Einspritzanordnung 11, wobei die Mischvorrichtung 24 in der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 angeordnet ist. Speziell umgibt der Gemischkanal 64 den Oxidationsmittelkanal 68 in einer koaxialen Anordnung. Die erste und die zweite Düse 50 und 52 sind in einer tangentialen Anordnung, die möglicherweise in 13 offensichtlicher ist, mit dem Kopf 56 der Mischvorrichtung 24 verbunden. Die durch die erste und die zweite Düse 50 und 52 strömenden Stoffen vermengen sich mit einem Drall in der Mischkammer 58 und vermengen sich mit dem Oxidationsmittelstrom 16 aus dem Oxidationsmittelkanal 68, bevor sie aus dem Spitzenteil 70 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 abgelassen werden. Wie in 12 gezeigt, ist der erste Durchmesser 100 des Mischkanals 64 größer als der zweite Durchmesser 102 des Gemischkanals 64. Der größere erste Durchmesser 100 kann zusätzlichen Raum zum Vermischen der Stoffe aus der ersten und der zweiten Düse 50 und 52 zu dem Gemisch 26 bereitstellen, bevor sie sich mit dem Oxidationsmittelstrom 16 vermengen. Außerdem kann die Strömungsgeschwindigkeit der Stoffe beim Durchlaufen des konvergierenden oder abnehmenden Durchflussquerschnitts, umgeben von der konischen Wand 104, zunehmen, wodurch die Vermischung verbessert wird.
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13 ist eine radiale Querschnittansicht der Einspritzanordnung 11 entlang der mit 13-13 bezeichneten Linie in 12. Wie in 13 gezeigt wird, sind die erste und die zweite Düse 50 und 52 tangential mit dem Kopf 56 verbunden. Die Anordnung der ersten und der zweiten Düse 50 und 52 kann daher den durch den Gemischkanal 64 strömenden Stoffen einen Drall in der Umfangsrichtung 44 verleihen. Ein derartiger Drall kann die Vermischung der Stoffe aus der ersten und der zweiten Düse 50 und 52 vor dem Vermischen mit dem Oxidationsmittelstrom 16 aus dem Oxidationsmittelkanal 68 verbessern. In anderen Ausführungsformen können die erste und die zweite Düse 50 und 52 so angeordnet sein, dass sie den Stoffen einen Gegendrall verleihen. Das heißt, die Anordnung der Düsen 50 und 52 kann verursachen, das die Stoffe in einander entgegengesetzten Richtungen wirbeln.
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Wie oben beschrieben, können gewisse Ausführungsformen der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 die Mischvorrichtung 24 zum Vermischen von wenigstens zwei von dem festen Strom 18, dem flüssigen Strom 20 oder dem gasförmigen Strom 22 oder einer Kombination davon zum Erzeugen des Gemischs 26 beinhalten. Die Mischvorrichtung 24 kann zuströmseitig der Spitze 70 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 angeordnet sein und das Gemisch 26 kann aus der Spitze 70 abgelassen werden. In gewissen Ausführungsformen kann der Gemischkanal 64 mit der Mischvorrichtung 24 verbunden sein und der Gemischkanal 24 kann das Gemisch 26 in Abströmrichtung 48 einspritzen. Außerdem kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 den Oxidationsmittelkanal 68 zum Einspritzen des Oxidationsmittelstroms 16 in Abströmrichtung 48 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen ist der Oxidationsmittelkanal 68 vom Gemischkanal 64 getrennt. Das heißt, dass der Oxidationsmittelstrom 16 sich vor der Spitze 70 nicht mit dem Gemisch 26 vermischen oder vermengen kann. In weiteren Ausführungsformen kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12, die die Mischvorrichtung 24 beinhaltet, mit dem Vergaser 14 verbunden sein, um das Gemisch 26 und den Oxidationsmittelstrom 16, die im Vergaser 14 einer Reaktion unterzogen werden sollen, einzuspritzen. Durch die Verwendung der Mischvorrichtung 24 kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 vereinfacht werden. Speziell kann die Mischvorrichtung 24 zum Vermengen der verschiedenen, von der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 eingespritzten Stoffen ohne Verwendung von separaten Kanälen in der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 verwendet werden. Außerdem kann die Mischvorrichtung 24 für eine bessere Vermischung der Stoffe außer dem Oxidationsmittel sorgen, wodurch für eine homogenere Reaktion im Vergaser 14 gesorgt wird. Ferner kann die Mischvorrichtung 24 in gewissen Ausführungsformen zum Vermengen von zwei oder drei Phasen verwendet werden, speziell dem festen Strom 18, dem flüssigen Strom 20 und dem gasförmigen Strom 22. Ferner kann in der Ausführungsform, in welcher die Mischvorrichtung 24 mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 verbunden ist, die Mischvorrichtung 24 mithilfe des ersten und zweiten Flansches 60 und 62 leicht zur Wartung oder Reparatur entfernt werden.
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Ein System beinhaltet eine Vergasungs-Brennstoffeinspritzvorrichtung. Die Vergasungs-Brennstoffeinspritzvorrichtung beinhaltet eine Mischvorrichtung, die zum Vermischen von wenigstens zwei von einem festen Strom, einem flüssigen Strom oder einem gasförmigen Strom oder einer Kombination davon zum Erzeugen eines Gemischs gestaltet ist. Die Mischvorrichtung ist zuströmseitig eines Spitzenteils der Vergasungs-Brennstoffeinspritzvorrichtung angeordnet und das Gemisch wird aus dem Spitzenteil abgelassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Brennstoffeinspritzsystem
- 11
- Zum Mischen ausgerüstete Einspritzanordnung
- 12
- Brennstoffeinspritzvorrichtung
- 14
- Vergaser
- 16
- Oxidationsmittelstrom
- 18
- Fester Strom
- 20
- Flüssiger Strom
- 22
- Gasförmiger Strom
- 24
- Mischvorrichtung
- 25
- Zuführabschnitt
- 26
- Gemisch
- 40
- Radiale Richtung oder Achse
- 42
- Axiale Richtung oder Achse
- 44
- Umfangsrichtung oder -achse
- 46
- Zuströmseite oder -teil
- 48
- Abströmseite oder -teil
- 50
- Erste Düse
- 52
- Zweite Düse
- 54
- Dritte Düse
- 56
- Kopf
- 58
- Mischkammer
- 60
- Erster Flansch
- 62
- Zweiter Flansch
- 64
- Gemischkanal
- 66
- Oxidationsmitteldüse
- 68
- Oxidationsmittelkanal
- 70
- Spitzenteil
- 72
- Sensoren
- 74
- Signale
- 76
- Controller
- 78
- Stromregelvorrichtung
- 80
- Mischzone
- 82
- Lochplatte
- 84
- Öffnungen
- 86
- Breite oder Durchmesser
- 88
- Abstand
- 100
- Erster Durchmesser
- 102
- Zweiter Durchmesser
- 104
- Konische Wand
- 120
- Erste Mischzone
- 122
- Zweite Mischzone
