DE102022106814A1

DE102022106814A1 - Jet-Brennervorrichtung

Info

Publication number: DE102022106814A1
Application number: DE102022106814.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Baumann
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2022-03-23
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2023-09-28
Also published as: WO2023179824A3; WO2023179824A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Jet-Brennervorrichtung (100) zur Verbrennung von mindestens einem Brennstoff mit mindestens einem Oxidator, wobei die Jet-Brennervorrichtung (100) eine zentrale Längsachse (102) und eine zur zentralen Längsachse (102) zumindest annähernd parallele Hauptströmungsrichtung (104) aufweist, und wobei die Jet-Brennervorrichtung (100) Folgendes umfasst: ein Flammrohr (106) und ein Leitrohr (122), welches innerhalb des Flammrohrs (106) angeordnet ist, zumindest einen Strömungskanal (124), welcher von dem mindestens einen Brennstoff und dem mindestens einen Oxidator durchströmbar ist und, bezogen auf die zentrale Längsachse (102), radial außerhalb des Leitrohrs (122) angeordnet ist, zumindest eine Eindüsungsvorrichtung (130, 162) mit mehreren Eindüsungsöffnungen zur Zuführung des mindestens einen Brennstoffs in den zumindest einen Strömungskanal (124), und zumindest eine Drallvorrichtung (126, 136) zur Verdrallung von Brennstoff und/oder Oxidator mit mehreren Drallkörpern (128, 146), wobei die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung (130, 162) so in dem zumindest einen Strömungskanal (124) angeordnet ist, dass der Oxidator die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung (130, 162) zumindest annährend allseitig umströmt, und wobei die zumindest eine Drallvorrichtung (126, 136), bezogen auf die Hauptströmungsrichtung (104), stromaufwärts oder stromabwärts von der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung (130, 162) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Jet-Brennervorrichtung zur Verbrennung von mindestens einem Brennstoff mit mindestens einem Oxidator. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennerkammervorrichtung mit einer Jet-Brennervorrichtung, sowie ferner eine thermische Abgasreinigungsanlage und eine Gasturbine mit einer Jet-Brennervorrichtung.
Immer strengere gesetzliche Vorgaben bedingen beispielsweise bei thermischen Abluftreinigungssystemen eine Tendenz hin zu immer niedrigeren NO_x-Werten, welche mit den bisherigen Brennervorrichtungen bzw. Brennern kaum noch zu erreichen sind, da derzeit u.a. noch sehr hohe Brennkammertemperaturen bei geringem Massenstrom vorherrschen. Zudem tritt bei klassischen Low-NO_x-Strahlbrennern der Brennstrahl tief in das Strömungsgebiet nach dem Brenner-kopf ein, wodurch seitlich dieses Strahls größere Rezirkulationsgebiete entstehen. Infolgedessen wird versucht, eine schnelle Homogenisierung von Brennstoff und Oxidator durch eine komplexe Eindüsungsgeometrie zu erreichen, was aber bei größeren Brennern schnell zu hohen Investitionen führt. Schließlich sind die aktuellen Brenner nicht für die Nutzung von Wasserstoff ausgelegt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Jet-Brennervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einfach und kostengünstig herzustellen ist, eine gleichmäßige und schnelle Durchmischung von Brennstoff und Oxidator erzielt, geringere NO_x-Emissionen verursacht und/oder zumindest für die Nutzung von Wasserstoff/Methan-Gemischen vorbereitet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Jet-Brennervorrichtung zur Verbrennung von mindestens einem Brenn-stoff mit mindestens einem Oxidator bereitgestellt wird, wobei die Jet-Brennervorrichtung eine zentrale Längsachse und eine zur zentralen Längsachse zumindest annähernd parallele Hauptströmungsrichtung aufweist, und wobei die Jet-Brennervorrichtung Folgendes umfasst:

- ein Flammrohr und ein Leitrohr, welches innerhalb des Flammrohrs angeordnet ist,
- zumindest einen Strömungskanal, welcher von dem mindestens einen Brennstoff und dem mindestens einen Oxidator durchströmbar ist und, bezogen auf die zentrale Längsachse, radial außerhalb des Leitrohrs angeordnet ist,
- zumindest eine Eindüsungsvorrichtung mit mehreren Eindüsungsöffnungen zur Zuführung des mindestens einen Brennstoffs in den zumindest einen Strömungskanal, und
- zumindest eine Drallvorrichtung zur Verdrallung von Brennstoff und/oder Oxidator mit einer Vielzahl von Drallkörpern,

Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Jet-Brennervorrichtung ist, dass im Vergleich zu herkömmlichen Jet-Brennervorrichtungen deutlich niedrigere NO_x-Werte bei einer gleichmäßigeren Verbrennung erreicht werden. Durch die Verdrallung wird der lokale Geschwindigkeitsbetrag und somit Scherschicht und Turbulenz erhöht. Hierdurch wird die Durchmischung von Brennstoff und Oxidator erhöht, wodurch sich eine Verstärkung der Vormischungseffekte bei der Verbrennung bzw. thermischen Oxidation ergibt, die eine Verringerung der NO_x-Emissionen bei einer gleichzeitigen Erhöhung des Ausbrands bewirken. Durch die Verdrallung wird zusätzlich die Rezirkulation in der Brennkammer erhöht, wodurch Rauchgas mit reduziertem Sauerstoffgehalt in die Verbrennungszone zurückströmt, was ebenso zu einer Verminderung der NO_x-Emissionen führt. Hierdurch kann insgesamt die Brennkammertemperatur bei gleichzeitig verringerten NO_x-Emissionen erreicht werden.
Durch die Verdrallung des Oxidators und Brennstoffs ergibt sich im Inneren der Jet-Brennervorrichtung ein Rezirkulationsgebiet, welches den Jet-Strom nach außen drängt. Bei einem möglichen Einbau in eine Brennkammer mit größerem Durchmesser bzw. größerer Breite entsteht durch die Verdrallung zusätzlich radial seitlich von der Jet-Brennervorrichtung eine Rezirkulation. Hierdurch weitet sich die Strömung stromabwärts von der Jet-Brennervorrichtung auf, wodurch sich zum einen eine bessere Durchmischung, auch mit Sekundärluft, und ein homogeneres Temperaturprofil usw. ergibt, und zum anderen Kaltströmungen u.a. entlang der Brennkammerwand reduziert werden. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Jet-Brennervorrichtung und deren Betrieb kann somit eine erhöhte Temperatur für das komplette Fluid, d.h. dem Gemisch aus Oxidator und Brennstoff, schon im Wesentlichen direkt stromabwärts der Jet-Brennervorrichtung realisiert werden. Bei Anwendungsfällen mit thermischer Abluftreinigung, also der Oxidation etwaiger im Oxidator gelöster, reaktiver Stoffe, kann ferner eine Erhöhung des kompletten Fluidstroms stromabwärts der Jet-Brennervorrichtung erzielt werden und das gesamte System mit einer geringen Reaktortemperatur betrieben werden, da etwaige Kaltluftpfade mit einer verringerten Abluftreinigungsreaktionen stark verringert sind. Im Ergebnis kann daher bei verringerter Reaktortemperatur eine Abreinigung der gelösten Stoffe erzielt werden, was eine Brennstoffersparnis bei gleichzeitig verringerten NO_x-Emissionen bedeutet.
Der zumindest eine Strömungskanal, welcher vorzugsweise parallel zur Hauptströmungsrichtung verläuft, wird, bezogen auf die zentrale Längsachse, vorzugsweise radial außen durch das Flammrohr begrenzt. Radial innen wird der zumindest eine Strömungskanal vorzugsweise durch ein Leitrohr begrenzt, wodurch sich zusammengenommen ein kreisringförmiger Querschnitt ausbildet. Vorstellbar ist aber auch, dass der Strömungskanal das Flammrohr nicht vollständig umschließt, wodurch bspw. im Querschnitt im Wesentlichen zumindest eine C-Form ausgebildet wird, oder aber, dass der Strömungskanal im Querschnitt aus einer Vielzahl von Kreisringsektoren gebildet wird, welche als Untereinheiten des Strömungskanals betrachtet werden können. Die Wandstärke des Flammrohrs und des Leitrohrs kann gleich oder unterschiedlich sein.
Vorzugsweise sind das Flammrohr und das Leitrohr, welches innerhalb des Flammrohrs angeordnet ist, parallel zueinander ausgerichtet. Vorstellbar ist aber auch, dass beide Rohre so ausgebildet sind, dass sie, bezogen auf die Hauptströmungsrichtung, stromabwärts aufeinander zulaufen, d.h. entweder schließen beide Rohre mit der zentralen Längsachse einen Winkel größer Null oder nur eines der beiden. Dadurch reduziert sich der Querschnitt des Strömungskanals stromabwärts. Eine derartige Verjüngung kann auch nur einen Abschnitt des Strömungskanals betreffen.
Günstig ist es, wenn das Flammrohr an seinem bezüglich der Hauptströmungsrichtung stromabwärtsseitigen Ende mindestens einen Diffusor ausbildet, wobei der Diffusor mehrere Segmente umfassen kann. Durch die Aufweitung des Diffusors wird die Strömung verlangsamt und statischer Druck aufgebaut. Infolgedessen fördert der Diffusor die Rezirkulation der inneren Strömung. Zudem wird aufgrund des Diffusors das Flammrohr in seiner Geometrie stabilisiert wird, beispielsweise weist das entsprechende Ende des Flammrohrs eine im Vergleich zu einer zylinderförmigen Ausgestaltung erhöhte Steifigkeit auf. Der Diffusor bewirkt vorzugsweise ein Aufklappen eines Teils des Oxidators, welcher außen am Flammrohr entlangströmt. Ein Aufklappen bzw. Aufweiten dieses Oxidatoranteils kann besonders wichtig für eine schnelle Durchmischung von Brennstoff und Oxidator sein, was vorzugsweise zu einer besseren Abluftreinigung führt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine Strömungskanal ringförmig ausgebildet ist. Es soll diesbezüglich verstanden werden, dass, wie zuvor beschrieben, die Ringform des Strömungskanal ebenso durch eine Vielzahl von Ringsektoren bzw. -segmenten ausgebildet sein kann, d.h. der Kanal kann bezogen auf den Querschnitt auch in mindestens einem Abschnitt unterbrochen sein.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine durchströmbare Querschnittsfläche des zumindest einen Strömungskanals entlang der Hauptströmungsrichtung konstant ist oder abnimmt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die durchströmbare Querschnittsfläche des zumindest einen Strömungskanals, bezogen auf die Hauptströmungsrichtung, stromaufwärts der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung konstant und stromabwärts der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung reduziert ist. Möglich ist aber auch, dass die durchströmbare Querschnittsfläche stromaufwärts der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung erweitert ist, um eine Verbesserung der Einströmung in den Strömungskanal zu realisieren.
Dies hat den Vorteil, dass Fluidstrom beschleunigt wird, wodurch die Strömung stabilisiert wird, was zu einer verbesserten Durchmischung durch eine Reduktion von Ablösegebieten, höhere Geschwindigkeiten und Turbulenzen führt. Infolgedessen wird eine Verbrennung mit höherem Ausbrand und niedrigeren Emissionen erreicht.
Die Beschleunigung der Strömung auf Höhe der Eindüsungsvorrichtung kann auch als dynamische Flammensperre dienen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung ringrohrförmig ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist die Eindüsungsvorrichtung einen runden oder eckigen Querschnitt, wobei runde oder rundliche Querschnitte kreisförmige, ovale und elliptische Querschnitte umfassen sollen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drallvorrichtung an der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung befestigt ist oder zu der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung beabstandet ist.
Günstig ist es, wenn die Drallkörper der Drallvorrichtung die Form von geraden oder gebogenen Platten aufweisen; vorstellbar sind u.a. aber auch Flügelprofile oder dergleichen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung erste Eindüsungsöffnungen aufweist, deren Mittelachsen zumindest annähernd in die Hauptströmungsrichtung weisen.
Hierdurch wird der Brennstoff und/oder Oxidator zumindest annährend parallel zur Hauptströmungsrichtung in die Brennerkammer eingedüst, wobei als Mittelachse einer Eindüsungsöffnung deren Hauptausströmungsrichtung zu verstehen ist.
Vorstellbar ist aber auch, dass die Mittelachsen der Eindüsungsöffnungen und die Hauptströmungsrichtung einen Winkel größer Null einschließen, da es vorteilhaft sein kann, die Eindüsungsöffnungen nicht in Richtung der Hauptströmungsrichtung auszurichten, sondern in Abhängigkeit weiterer einstellbarer Elemente der Brennervorrichtung einen Winkel gegenüber der Hauptströmungsrichtung vorzugeben, beispielsweise um die Durchmischung von eingedüstem Brennstoff und durchströmendem Oxidator zu optimieren.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine der ersten Eindüsungsöffnungen eine in Hauptströmungsrichtung hervorragenden Eindüsungslanze aufweist.
Günstig ist dabei, dass Eindüsungsstutzen an den Eindüsungsöffnungen in Abhängigkeit ihres Profils bzw. ihrer Geometrie entlang der Mittelachse die Austrittsgeschwindigkeit des Brennstoffs aus der Eindüsungsöffnung erhöhen können.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung zweite Eindüsungsöffnungen aufweist, deren Mittelachsen jeweils mit der Hauptströmungsrichtung einen Winkel zwischen 0 Grad und 90 Grad einschließen.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die zweiten Eindüsungsöffnungen einen von Null verschiedenen Winkel mit den ersten Eindüsungsöffnungen einschließen.
Zusätzliche Eindüsungsöffnungen, welche nicht in Hauptströmungsrichtung ausgerichtet sind, ermöglichen vorzugsweise, dass es zu lokaler vorgemischter Verbrennung kommt oder zumindest die lokale Durchmischung von Brennstoff und Oxidator erhöht wird und dadurch insgesamt neben einem erhöhten verfügbaren Brennstoffvolumen die Homogenisierung des Gemisches beschleunigt wird.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die ersten und zweiten Eindüsungsöffnungen unabhängig voneinander ansteuerbar sind, d.h. es können entweder die ersten, die zweiten, oder die ersten und zweiten Eindüsungsöffnungen aktiviert bzw. deaktiviert werden, wodurch sich der Volumenstrom an Brennstoff einstellen lässt. Des Weiteren ist es möglich, dass über die ersten und die zweiten Eindüsungsöffnungen unterschiedliche Brennstoffe eingedüst werden. Die ersten und zweiten Eindüsungsöffnungen der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung können alternierend oder gruppenweise angeordnet sein.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem zumindest einen Strömungskanal eine erste und eine zweite Eindüsungsvorrichtung angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Eindüsungsvorrichtung, bezogen auf die Hauptströmungsrichtung, auf gleicher Höhe oder versetzt zueinander angeordnet sind.
Hierdurch ist es möglich innerhalb eines Strömungskanal entweder eine größere Menge an Brennstoff oder verschiedene Brennstoff mit dem durchströmenden Oxidator zu vermischen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Jet-Brennervorrichtung einen ersten und einen zweiten Strömungskanal aufweist, wobei der erste Strömungskanal, bezogen auf die Längsachse, radial innenliegend von dem zweiten Strömungskanal angeordnet ist, und wobei der zweite Strömungskanal, bezogen auf die zentrale Längsachse, radial außen durch das Flammrohr begrenzt ist.
Somit ist einerseits der erste Strömungskanal radial innen von einem Leitrohr begrenzt und andrerseits sind die beiden Strömungskanäle von einem weiteren Leitrohr voneinander getrennt. Vorzugsweise sind das Flammrohr und die beiden Leitrohre parallel zueinander ausgerichtet.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem ersten Strömungskanal eine erste Eindüsungsvorrichtung und in dem zweiten Strömungskanal eine zweite Eindüsungsvorrichtung angeordnet ist.
Hierdurch kann entweder in Summe der Strömungskanäle mehr Brennstoff eingedüst werden oder aber unterschiedliche Brennstoffe je Eindüsungsvorrichtung.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem ersten und/oder zweiten Strömungskanal eine Drallvorrichtung angeordnet ist, welche, bezogen auf die Hauptströmungsrichtung, stromaufwärts der ersten und/oder zweiten Eindüsungsvorrichtung angeordnet ist.
Vorteilhaft daran ist, dass durch die Verdrallung des jeweiligen durchströmenden Oxidatoranteils mittels der Drallvorrichtung die Durchmischung von Brennstoff und Oxidator beschleunigt und verbessert werden kann.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Jet-Brennervorrichtung mehrere Eindüsungslanzen zur Eindüsung von mindestens einem Brennstoff umfasst, dass in dem ersten Strömungskanal eine Eindüsungsvorrichtung und eine Drallvorrichtung angeordnet sind, und dass die Eindüsungslanzen in dem zweiten Strömungskanal angeordnet sind, wobei die Drallvorrichtung, bezogen auf die Hauptströmungsrichtung, stromaufwärts der Eindüsungsvorrichtung angeordnet ist.
Über die Eindüsungslanzen kann der gleiche Brennstoff oder aber verschiedene Brennstoffe in den zweiten Strömungskanal zugeführt werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Jet-Brennervorrichtung mehrere Eindüsungslanzen zur Eindüsung von mindestens einem Brennstoff umfasst, welche zumindest teilweise radial innerhalb des Leitrohrs angeordnet sind.
Über die Eindüsungslanzen kann vorzugsweise Brennstoff oder ein Gemisch aus Brennstoff und Oxidator eingedüst werden. Die Eindüsungslanzen werden auf ihrer Außenoberfläche vom Oxidator umspült bzw. umströmt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Jet-Brennervorrichtung eine zentrale Brennerstufe umfasst, wobei die zentrale Brennerstufe innerhalb des Leitrohrs angeordnet ist, wobei die zentrale Brennerstufe Folgendes umfasst:

- einen Strömungskanal, und
- eine im Strömungskanal angeordnete Drallvorrichtung.

Günstig an einer zentralen Brennerstufe ist, dass der Brennkammer ein zusätzlicher axialverdrallter Oxidatoranteil zugeführt wird.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zentrale Brennerstufe ferner zumindest eine Eindüsungsvorrichtung umfasst, wobei die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung bezüglich der Hauptströmungsrichtung zumindest teilweise stromabwärts der Drallvorrichtung angeordnet ist, und wobei die Eindüsungsvorrichtung der Brennerstufe mehrere unterschiedlich ausgebildete Eindüsungsöffnungen umfasst.
Hierdurch kann zusätzlich entweder der gleiche Brennstoff oder ein anderer Brennstoff eingedüst werden, welcher durch in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung vorgelagerte Drallvorrichtung schnell und effizient mit einem verdrallten Oxidatoranteil vermischt wird.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zentrale Brennerstufe ferner eine Blendenplatte mit einer Vielzahl von Blendenöffnungen für Brennstoff und/oder Oxidator, wobei die Blendenplatte bezüglich der Hauptströmungsrichtung stromabwärts der Eindüsungsvorrichtung angeordnet ist, und wobei die Blendenplatte mehrere unterschiedlich ausgebildete Blendenöffnungen umfasst.
Vorteilhaft an einer derartigen zentralen Brennerstufe kann sein, dass im Vergleich zu herkömmlichen Pilotstufen deutlich niedrigere NO_x-Werte bei einer gleichmäßigeren Verbrennung erreicht werden können. Durch eine gleichmäßigere und schnellere Durchmischung von Brennstoff und Oxidator werden die entsprechenden thermischen Reaktionen beschleunigt, wodurch sich die Brennkammertemperatur senken lässt.
Insbesondere der Einsatz der Blendenplatte fördert vorzugsweise die Rezirkulation, beschleunigt den eingedüsten Brennstoff und/oder ermöglicht eine verbesserte Durchmischung von Brennstoff und Oxidator. Im Ergebnis kann die Verbrennung, wie bereits erwähnt, vorzugsweise bei niedrigeren Temperaturen ablaufen, wodurch insbesondere die NO_x-Emissionen gesenkt werden.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn je zwei benachbarte Blendenöffnungen der Blendenplatte und/oder je zwei benachbarte Eindüsungsöffnungen der Eindüsungsvorrichtung unterschiedlich in Form, Dimensionierung und/oder ihrer Ausrichtung zueinander und/oder in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung bzw. zentrale Längsachse ausgebildet und/oder angeordnet sind.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Blendenplatte an der Eindüsungsvorrichtung angeordnet, d.h. in unmittelbarer räumlicher Nähe in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung, ohne dabei jedoch die Strömung des Oxidators um die Eindüsungsvorrichtung herum durch die Blendenöffnung der Blendenplatte hindurch zu verhindern.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Flammrohr so in einem Mantelrohr angeordnet ist, dass zwischen dem Flammrohr und dem Mantelrohr ein Bypass-Strömungskanal ausgebildet ist, welcher von einem Teil des Oxidators durchströmbar ist.
Die Ableitung eines Teils der Oxidatorströmung in den Bypass-Strömungskanal zwischen, beschleunigt vorzugsweise die schnelle Durchmischung des Brennstoffs und des Oxidators.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Bypass-Strömungskanal zwischen dem Flammrohr und dem Mantelrohr zumindest eine Bypass-Eindüsungsvorrichtung zur Eindüsung von Brennstoff angeordnet ist.
Durch die Bypass-Eindüsungsvorrichtung wird bereits im Bypass-Strömungskanal Brennstoff mit einem Teil des Oxidators vermischt. Somit steigert die Bypass-Eindüsung die Verbrennung, wobei der Brennstoff, welcher mittels der Bypass-Eindüsungsvorrichtung eingedüst wird, der gleiche Brennstoff wie der über die weiteren Eindüsungsvorrichtungen eingedüste Brennstoff sein kann oder aber auch ein von diesem verschiedener Brennstoff.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Bypass-Strömungskanal zwischen dem Flammrohr und dem Mantelrohr zumindest eine Bypass-Drallvorrichtung zur Verdrallung des Oxidatoranteils angeordnet ist, wobei die Bypass-Eindüsungsvorrichtung bezüglich der Hauptströmungsrichtung stromabwärts der zumindest einen Bypass-Drallvorrichtung angeordnet ist.
Hierdurch wird die Durchmischung des durch die Bypass-Eindüsungsvorrichtung eingedüsten Brennstoffs und des durch den Bypass-Strömungskanal strömenden Oxidatoranteils gefördert. Zudem wird der Brennstoff der Bypass-Eindüsungsvorrichtung in den verdrahten Oxidatoranteil eingedüst, was zu einer verbesserten Durchmischung führt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass, bezogen auf die Hauptströmungsrichtung, an dem stromaufwärtsseitigen Ende des Mantelrohrs ein Einschnürungselement zur Einstellung des den Bypass-Strömungskanal durchströmenden Oxidatoranteils angeordnet ist.
Durch das Einschnürungselement kann der Oxidatoranteil eingestellt werden, welcher durch den Bypass-Strömungskanal strömt. Das Einschnürungselement ist vorzugsweise als Rohrring mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Zur verbesserten Aufteilung des Oxidators kann die stromaufwärtsseitige Fläche des Einschnürungselements auch profiliert sein.
Vorstellbar ist auch, dass über das Einschnürungselement zusätzlich Brennstoff in den Bypass-Strömungskanal eingedüst werden kann.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Oxidator in die Jet-Brennervorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 50 m/s bis 70 m/s, insbesondere von 60 m/s, eintritt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner durch die Verwendung einer Jet-Brennervorrichtung wie vorstehend beschrieben gelöst. Dabei wird die Jet-Brennervorrichtung zur Verbrennung mindestens eines Brennstoffs mit mindestens einem Oxidator verwendet, insbesondere zur Reinigung eines verunreinigten Gasstromes, vorzugsweise ein mit organischen Substanzen verunreinigter Gasstrom. Eine derartige Jet-Brennervorrichtung wird somit insbesondere zur Abgasreinigung und/oder Abluftreinigung verwendet.
Die Aufgabe kann erfindungsgemäß ferner durch ein Brennkammersystem mit mindestens einer Brennkammer und mindestens mit einer Jet-Brennervorrichtung wie vorstehend beschrieben gelöst werden, wobei die Jet-Brennervorrichtung an ihrem Außenumfang mit einem Boden der Brennkammer verbunden ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Jet-Brennervorrichtung in die Brennkammervorrichtung eingeschoben ist und außerhalb der Brennkammervorrichtung befestigt ist, wobei zwischen dem Außenumfang der Jet-Brennervorrichtung und der Brennkammervorrichtung ein Ringspalt ausgebildet ist, welcher von einem Teil des Oxidators durchströmbar ist.
Hierdurch strömt, insbesondere bei einer Brennervorrichtung mit Mantelrohr, ein Teil des Oxidators zum einen durch den Strömungskanal zwischen Flammrohr und Mantelrohr und zum anderen durch den Ringspalt zwischen Mantelrohr und dem entsprechenden Einschubbereich der Brennkammervorrichtung. Dieser Ringspalt kann in Folge von Fertigungstoleranzen oder aber durch thermische Verformungen asymmetrisch ausgebildet sein. Durch das Vorsehen eines Mantelrohrs ist dennoch eine symmetrische Strömung vom Flammrohr zur Öffnung der Brennkammervorrichtung vorherrschend.
Die Aufgabe kann erfindungsgemäß weiter auch durch eine thermische Abgasreinigungsanlage mit einer Jet-Brennervorrichtung wie vorstehend beschrieben gelöst werden.
Die Aufgabe kann erfindungsgemäß weiter auch durch eine Gasturbinenvorrichtung mit einer Jet-Brennervorrichtung wie vorstehend beschrieben gelöst werden.
Die Aufgabe kann erfindungsgemäß ferner durch ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Jet-Brennervorrichtung, welches folgende Schritte umfasst:

Zuführen von Oxidator zu einem Brennerkopf zur Ausbildung mindestens eines Oxidatorstroms;
Zuführen von Brennstoff zu einer Eindüsungsvorrichtung des Brennerkopfs; und Eindüsen des Brennstoffs mittels der Eindüsungsvorrichtung des Brennerkopfs in den mindestens einen Oxidatorstrom

Weitere Vorteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Jet-Brennervorrichtung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Figuren zeigen:

1 eine schematische perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Jet-Brennervorrichtung;
2 eine erste schematische perspektivische Längsschnittdarstellung der ersten Ausführungsform aus 1;
3 eine schematische Längsschnittdarstellung der ersten Ausführungsform aus 1;
4 eine schematische perspektivische Längsschnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Jet-Brennervorrichtung;
5 eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Brennerstufe;
6 eine schematische perspektivische Schnittdarstellung der Ausführungsform aus 5;
7 eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform aus 5;
8 eine schematische perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Jet-Brennervorrichtung;
9 eine schematische perspektivische Längsschnittdarstellung der dritten Ausführungsform aus 8; und
10 eine schematische Längsschnittdarstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Brennkammervorrichtung mit einer eingeschobenen Jet-Brennervorrichtung.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Jet-Brennervorrichtung 100, welche zur Verbrennung von mindestens einem Brennstoff mit mindestens einem Oxidator dient.
Die Jet-Brennervorrichtung 100 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine zentrale Längsachse 102 ausgebildet, wobei eine Hauptströmungsrichtung 104 zumindest annähernd parallel zu der zentralen Längsachse 102 verläuft.
Die Jet-Brennervorrichtung 100 umfasst als in 1 sichtbare Komponenten ein Flammrohr 106, an dessen stromabwärtsseitigen Ende ein Diffusor 108 ausgebildet ist, wobei in 1 ferner zu erkennen ist, dass sich der Querschnitt des Flammrohrs 106 in einem Abschnitt 110 verjüngt, wodurch die Strömung beschleunigt wird.
Das Flammrohr 106 ist von einem Mantelrohr 112 umgeben, wodurch zwischen dem Flammrohr 106 und dem Mantelrohr 112 ein kreisringförmiger Bypass-Strömungskanal 114 ausgebildet wird, in welchem eine Bypass-Drallvorrichtung 116 mit einer Vielzahl von Drallplatten 118 zur Verdrallung des durch Bypass-Strömungskanal strömenden Oxidatoranteils.
Am stromaufwärtsseitgen Ende des Mantelrohrs 112 ist ein Einschnürungselement 120 angeordnet, mit welchem der Anteil des Oxidators eingestellt werden kann, der den Bypass-Strömungskanal 114 durchströmen soll.
2 zeigt eine erste schematische perspektivische Längsschnittdarstellung der ersten Ausführungsform aus 1, wohingegen 3 eine reine schematische Längsschnittdarstellung wiedergibt.
In 2 und 3 ist zu erkennen, dass innerhalb des Flammrohr 106 ein Leitrohr 122 angeordnet ist, wodurch zwischen dem Flammrohr 106 und dem Leitrohr 122 ein Strömungskanal 124 ausgebildet ist, welcher von einem Teil des Oxidators durchströmbar ist.
Innerhalb des Strömungskanals 124 ist eine Drallvorrichtung 126 mit einer Vielzahl von Drallplatten 128 sowie eine ringrohrförmige Eindüsungsvorrichtung 130 angeordnet, wobei die ringrohrförmige Eindüsungsvorrichtung 130 stromabwärts der Drallvorrichtung 126 angeordnet ist.
Hierdurch wird der durchströmende Anteil des Oxidators nur einmal für die Verdrallung umgelenkt und somit kann die Strömungsgeschwindigkeit vorzugsweise fast unverändert für die Durchmischung mit dem Brennstoff verwendet werden. Die Eindüsung des Brennstoffs wird durch einen derartigen Aufbau vorzugsweise optimiert und es kommt optimalerweise zu weniger Druckverlusten und/oder niedrigeren Emissionen.
Ferner ist innerhalb des Leitrohrs 122 eine zentrale Brennerstufe 132 angeordnet, welche eine Eindüsungsvorrichtung 134 und eine Drallvorrichtung 136 umfasst. Die Eindüsungsvorrichtung 134 mit Eindüsungsöffnungen 138 ist rohrförmig ausgebildet und parallel zum Leitrohr 122 ausgerichtet, so dass ein kreisringförmiger, zentraler Strömungskanal 140 zwischen dem Leitrohr 122 und der Eindüsungsvorrichtung 134 ausgebildet wird.
Der Querschnitt des Leitrohrs 122 vergrößert sich im Bereich der Drallvorrichtung 126 einmal und ein weiteres Mal nach der Eindüsungsvorrichtung 130. Entsprechend dazu wird im Abschnitt 110 des Flammrohrs 106 dessen Innenradius auf Höhe der Drallvorrichtung 126 verringert und ein weiteres Mal nach der Eindüsungsvorrichtung 130. Insgesamt wird dadurch die Strömung innerhalb des Strömungskanals 124 zweistufig beschleunigt wird.
3 zeigt eine schematische perspektivische Längsschnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Jet-Brennervorrichtung 100.
Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform aus 1 und 2 weist das Leitrohr 122 einen konstanten Querschnitt entlang der Hauptströmungsrichtung 104 auf.
Zudem umfasst die zentrale Brennerstufe 132 innerhalb dieses Leitrohrs 122 neben der Eindüsungsvorrichtung 134 und der Drallvorrichtung 136 eine weitere, ringrohrförmige Eindüsungsvorrichtung 142, welche stromabwärts der Drallvorrichtung 136 angeordnet ist, sowie eine Blendenplatte 144, welche stromabwärts der ringrohrförmigen Eindüsungsvorrichtung 142 angeordnet ist.
Das Zusammenwirken der Drallvorrichtung 136, der Eindüsungsvorrichtung 142 und der Blendenplatte wird nachfolgend im Zusammenhang mit den 5 bis 8 näher ausgeführt.
Die 5 bis 7 zeigen eine Ausführungsform einer zentralen Brennerstufe 132 in einer schematischen perspektivischen Darstellung und Schnittdarstellung, sowie in einer schematischen Draufsicht.
In den 5 bis 7 ist die zentrale Brennerstufe 132 dargestellt innerhalb der Drallvorrichtung 126 und der Eindüsungsvorrichtung 130 des Strömungskanals 124, ohne dass sie von diesen vom Leitrohr 122 getrennt wird.
Zu sehen ist, dass sowohl die Drallplatten 128 der Drallvorrichtung 126 als auch die Drallplatten 146 der Drallvorrichtung 136 die Eindüsungsvorrichtung 130 bzw. die Eindüsungsvorrichtung 142 zumindest teilweise an ihren jeweiligen stromabwärtsseitigen Kanten aufnehmen.
Die Drallplatten 128 und die Drallplatten 146 können sich in ihrer Größe unterscheiden und außerdem einen anderen Neigungswinkel gegenüber der Hauptströmungsrichtung 104 aufweisen, wodurch der jeweilige durchströmende Oxidatoranteil unterschiedlich stark verdrallt wird.
Die Blendenplatte 144 ist über Stege 148 mit der Eindüsungsvorrichtung 134 verbunden und damit in ihrer Position fixiert.
Die Blendenplatte 144 weist kreisförmige Blendenöffnungen 150 und langlochförmige Blendenöffnungen 152 auf, welche alternierend in Umfangsrichtung angeordnet sind.
Durch die unterschiedlichen Geometrien der Blendenöffnungen 150, 152 werden unterschiedliche Zone an der Blendenplatte 144 erzeugt, welche sich vorzugsweise gegenseitig stabilisieren.
Durch die langlochförmigen Blendenöffnungen 152 wird Brennstoff aus je zwei Eindüsungsöffnungen 154 der Eindüsungsvorrichtung 142 eingedüst, wohingegen durch die kreisförmigen Blendenöffnungen 150 nur von je einer Eindüsungsöffnung Brennstoff eingedüst wird.
Durch die unterschiedlichen Öffnungsformen der Blendenöffnungen 150, 152 innerhalb einer Blendenplatte 144 können unterschiedliche Verbrennungstypen nebeneinander ablaufen. Während es an den kreisförmigen Blendenöffnungen 150 mit einer zugeordneten Eindüsungsöffnung 154 zu einer fetteren Verbrennung kommt, herrscht an den langlochförmigen Blendenöffnungen 152 optimalerweise eine magerere Verbrennung, die wiederum über die fettere Verbrennung stabilisiert wird.
Die je zwei Eindüsungsöffnungen 154, welche durch eine langlochförmige Blendenöffnung 152 Brennstoff in die Brennkammer zuführen, sind vorzugsweise gegenüber einer Längsmittelachse der langlochförmigen Blendenöffnung 152 radial, bezogen auf die zentrale Längsachse 102, versetzt sind.
Dies kann den Vorteil haben, dass sich die Brennerflamme bzw. die Verbrennung im radial äußeren Bereich der Blendenplatte 144 stabilisiert. Dies kann auch dadurch bedingt sein, dass es durch die radial versetzte Anordnung von langlochförmiger Blendenöffnung 152 und den zwei Eindüsungsöffnungen 154 an der radial innenliegenden Langseite der langlochförmigen Blendenöffnung zu einem größeren Strom des Oxidators kommt, d.h. an den langlochförmigen Blendenöffnungen 152 entstehen an den radial außenliegen Langseiten heißere Strömungspfade, während sich radial innenliegend vorzugsweise die kälteren Strömungspfade ausbilden.
Anders gesagt, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Mittelpunkt der entsprechenden Blendenöffnungen 150, 152 bzw. deren Mittelachse, bezogen auf die Umfangsrichtung der Blendenplatte 144, radial weiter innen angeordnet ist, als der Mittelpunkt der zugeordneten Eindüsungsöffnung bzw. -Öffnungen 154, denn dadurch stellt sich eine stabile Flamme am äußeren Rand der Blendenplatte 144 ein.
Über die Eindüsungsvorrichtungen 130, 134, 142 kann der gleicher oder unterschiedlicher Brennstoff eingedüst bzw. zugeführt werden.
8 und 9 zeigen eine schematische perspektivische Darstellung und eine schematische perspektivische Längsschnittdarstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Jet-Brennervorrichtung 100.
Gegenüber der zweiten Ausführungsform gem. 4 weist die Jet-Brennervorrichtung 100 in den 8 und 9 eine ringrohrförmige Bypass-Eindüsungsvorrichtung 156 auf, welche stromabwärts des Bypass-Strömungskanals 114 angeordnet ist.
Des Weiteren ist das Mantelrohr 112 von einem weiteren Mantelrohr 158 umgeben, wodurch ein weiterer Bypass-Strömungskanal 160 ausgebildet wird, welcher von einem Teil des Oxidators durchströmbar ist.
Zudem ist innerhalb des Strömungskanals 124 eine weitere, ringrohrförmige Eindüsungsvorrichtung 162 angeordnet, welche zwischen der Eindüsungsvorrichtung 130 und dem Leitrohr 122 angeordnet ist.
Darüber hinaus weist die Jet-Brennervorrichtung gem. 8 und 9 eine Vielzahl von Eindüsungslanzen 164 auf, über welche an definierten Stellen der Jet-Brennervorrichtung zusätzlich Brennstoff zugeführt werden kann, um Einfluss auf die Verbrennung zu nehmen.
10 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Brennkammervorrichtung 200 mit einer eingeschobenen Jet-Brennervorrichtung 100.
Die Jet-Brennervorrichtung 100 ist in die Brennkammervorrichtung 200 eingeschoben und außerhalb der Brennkammervorrichtung 200 befestigt ist, wobei zwischen dem Außenumfang der Jet-Brennervorrichtung 100 und einem Brennkammerabschnitt 202 der Brennkammervorrichtung 200 ein Ringspalt 204 ausgebildet ist, welcher von einem Teil des Oxidators durchströmbar ist. Dieser Ringspalt 204 kann in Folge von Fertigungstoleranzen oder aber durch thermische Verformungen asymmetrisch ausgebildet sein. Durch das Vorsehen eines Mantelohrs 112 ist dennoch eine symmetrische Strömung vom Flammrohr 106 zur Öffnung der Brennkammervorrichtung 200 vorherrschend.
Bezugszeichen

100: Jet-Brennervorrichtung
102: zentrale Längsachse
104: Hauptströmungsrichtung
106: Flammrohr
108: Diffusor
110: Abschnitt des Flammrohrs
112, 158: Mantelrohr
114, 160: Bypass-Strömungskanal
116: Bypass-Drallvorrichtung
118, 128, 146: Drallplatten
120: Einschnürungselement
122: Leitrohr
124: Strömungskanal
126, 136: Drallvorrichtung
130, 134, 142, 162: Eindüsungsvorrichtung
132: zentrale Brennerstufe
138, 154: Eindüsungsöffnungen
140: zentraler Strömungskanal
144: Blendenplatte
148: Stege
150: kreisförmige Blendenöffnungen
152: langlochförmige Blendenöffnungen
156: Bypass-Eindüsungsvorrichtung
164: Eindüsungslanzen
200: Brennkammervorrichtung
202: Brennkammerabschnitt
204: Ringspalt

Claims

Jet-Brennervorrichtung (100) zur Verbrennung von mindestens einem Brennstoff mit mindestens einem Oxidator, wobei die Jet-Brennervorrichtung (100) eine zentrale Längsachse (102) und eine zur zentralen Längsachse (102) zumindest annähernd parallele Hauptströmungsrichtung (104) aufweist, und wobei die Jet-Brennervorrichtung (100) Folgendes umfasst: - ein Flammrohr (106) und ein Leitrohr (122), welches innerhalb des Flammrohrs (106) angeordnet ist, - zumindest einen Strömungskanal (124), welcher von dem mindestens einen Brennstoff und dem mindestens einen Oxidator durchströmbar ist und, bezogen auf die zentrale Längsachse (102), radial außerhalb des Leitrohrs (122) angeordnet ist, - zumindest eine Eindüsungsvorrichtung (130, 162) mit mehreren Eindüsungsöffnungen zur Zuführung des mindestens einen Brennstoffs in den zumindest einen Strömungskanal (124), und - zumindest eine Drallvorrichtung (126, 136) zur Verdrallung von Brennstoff und/oder Oxidator mit einer Vielzahl von Drallkörpern (128, 146), wobei die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung (130, 162) so in dem zumindest einen Strömungskanal (124) angeordnet ist, dass der Oxidator die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung (130, 162) umströmt, und wobei die zumindest eine Drallvorrichtung (126, 136), bezogen auf die Hauptströmungsrichtung (104), stromaufwärts oder stromabwärts von der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung (130, 162) angeordnet ist.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Strömungskanal (124) ringförmig ausgebildet ist und dass eine durchströmbare Querschnittsfläche des zumindest einen Strömungskanals (124) entlang der Hauptströmungsrichtung konstant ist oder abnimmt.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die durchströmbare Querschnittsfläche des zumindest einen Strömungskanals (124), bezogen auf die Hauptströmungsrichtung, stromaufwärts der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung (130, 162) konstant und stromabwärts der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung (130, 162) reduziert ist.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung (130, 162) ringrohrförmig ausgebildet ist.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallvorrichtung (126) an der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung befestigt ist oder zu der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung beabstandet ist.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung (130, 162) erste Eindüsungsöffnungen aufweist, deren Mittelachsen zumindest annähernd in die Hauptströmungsrichtung (104) weisen.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der ersten Eindüsungsöffnungen eine in Hauptströmungsrichtung (104) hervorragende Eindüsungslanze aufweist.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung zweite Eindüsungsöffnungen aufweist, deren Mittelachsen jeweils mit der Hauptströmungsrichtung (104) einen Winkel zwischen 0 Grad und 90 Grad einschließen.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Eindüsungsöffnungen und die zweiten Eindüsungsöffnungen unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Jet-Brennervorrichtung (100) einen ersten und einen zweiten Strömungskanal (124) aufweist, wobei der erste Strömungskanal, bezogen auf die Längsachse, radial innenliegend von dem zweiten Strömungskanal (124) angeordnet ist, und wobei der zweite Strömungskanal (124), bezogen auf die zentrale Längsachse (102), radial außen durch das Flammrohr (106) begrenzt ist.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Strömungskanal eine erste Eindüsungsvorrichtung und in dem zweiten Strömungskanal (124) eine zweite Eindüsungsvorrichtung (130) angeordnet ist.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten und/oder zweiten Strömungskanal (124) eine Drallvorrichtung (126) angeordnet ist, welche, bezogen auf die Hauptströmungsrichtung (104), stromaufwärts der ersten und/oder zweiten Eindüsungsvorrichtung (130) angeordnet ist.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Jet-Brennervorrichtung (100) mehrere Eindüsungslanzen (164) zur Eindüsung von mindestens einem Brennstoff umfasst, dass in dem ersten Strömungskanal eine Eindüsungsvorrichtung und eine Drallvorrichtung angeordnet sind, und dass die Eindüsungslanzen in dem zweiten Strömungskanal (124) angeordnet sind, wobei die Drallvorrichtung, bezogen auf die Hauptströmungsrichtung (104), stromaufwärts der Eindüsungsvorrichtung angeordnet ist.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Jet-Brennervorrichtung (100) mehrere Eindüsungslanzen (164) zur Eindüsung von mindestens einem Brennstoff umfasst, welche zumindest teilweise radial innerhalb des Leitrohrs (122) angeordnet sind.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Jet-Brennervorrichtung (100) eine zentrale Brennerstufe (132) umfasst, wobei die zentrale Brennerstufe (132) innerhalb des Leitrohrs (122) angeordnet ist, wobei die zentrale Brennerstufe (132) Folgendes umfasst: - einen zentralen Strömungskanal (140), und - eine im zentralen Strömungskanal angeordnete Drallvorrichtung (136).
Jet-Brennervorrichtung (100) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Brennerstufe (132) ferner zumindest eine Eindüsungsvorrichtung (134, 142) umfasst, wobei die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung (134, 142) bezüglich der Hauptströmungsrichtung zumindest teilweise stromabwärts der Drallvorrichtung (16) angeordnet ist, und wobei die Eindüsungsvorrichtung (134, 142) der zentralen Brennerstufe (132) mehrere unterschiedlich ausgebildete Eindüsungsöffnungen (154) umfasst.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Brennerstufe (132) ferner eine Blendenplatte (144) mit einer Vielzahl von Blendenöffnungen (150, 152) für Brennstoff und/oder Oxidator, wobei die Blendenplatte (144) bezüglich der Hauptströmungsrichtung (104) stromabwärts der Eindüsungsvorrichtung (142) angeordnet ist, und wobei die Blendenplatte (144) mehrere unterschiedlich ausgebildete Blendenöffnungen (150, 152) umfasst.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammrohr (106) so in einem Mantelrohr (112) angeordnet ist, dass zwischen dem Flammrohr (106) und dem Mantelrohr (112) ein Bypass-Strömungskanal (114) ausgebildet ist, welcher von einem Teil des Oxidators durchströmbar ist.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bypass-Strömungskanal (114) zwischen dem Flammrohr (106) und dem Mantelrohr (112) zumindest eine Bypass-Eindüsungsvorrichtung (156) zur Eindüsung von Brennstoff angeordnet ist.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bypass-Strömungskanal (114) zwischen dem Flammrohr (106) und dem Mantelrohr (112) zumindest eine Bypass-Drallvorrichtung (116) zur Verdrallung des Oxidatoranteils angeordnet ist, wobei die Bypass-Eindüsungsvorrichtung (156) bezüglich der Hauptströmungsrichtung (104) stromabwärts der zumindest einen Bypass-Drallvorrichtung (116) angeordnet ist.
Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf die Hauptströmungsrichtung (104), an dem stromaufwärtsseitigen Ende des Mantelrohrs (112) ein Einschnürungselement (120) zur Einstellung des den Bypass-Strömungskanal (114) durchströmenden Oxidatoranteils angeordnet ist.
Verwendung einer Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Verbrennung mindestens eines Brennstoffs mit mindestens einem Oxidator, insbesondere zur Reinigung eines verunreinigten Gasstromes, vorzugsweise ein mit organischen Substanzen verunreinigter Gasstrom.
Brennkammersystem mit mindestens einer Brennkammer und mindestens einer Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die Jet-Brennervorrichtung (100) an ihrem Außenumfang mit einem Boden der Brennkammer verbunden ist.
Brennkammervorrichtung (200) mit einer Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die Jet-Brennervorrichtung (100) in die Brennkammervorrichtung (200) eingeschoben ist und an der Brennkammervorrichtung (200) befestigt ist, wobei zwischen dem Außenumfang der Jet-Brennervorrichtung (100) und der Brennkammervorrichtung (200) ein Ringspalt (204) ausgebildet ist, welcher von einem Teil des Oxidators durchströmbar ist.
Thermische Abgasreinigungsanlage mit einer Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 21.
Gasturbinenvorrichtung mit einer Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 21.
Verfahren zum Betrieb einer Jet-Brennervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, umfassend folgende Schritte: Zuführen von Oxidator zu einem Brennerkopf zur Ausbildung mindestens eines Oxidatorstroms; Zuführen von Brennstoff zu einer Eindüsungsvorrichtung (130, 134, 142, 162) des Brennerkopfs; und Eindüsen des Brennstoffs mittels der Eindüsungsvorrichtung (130, 134, 142, 162) des Brennerkopfs in den mindestens einen Oxidatorstrom.