DE2528671A1

DE2528671A1 - Brennkammer fuer fluessig- und gastreibstoffe

Info

Publication number: DE2528671A1
Application number: DE19752528671
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Ing Collin
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1975-06-27
Filing date: 1975-06-27
Publication date: 1977-01-13
Also published as: DE2528671C2

Description

Brennkammer für Flüssig- und Gastreibstoffe Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkammer für Flüssig-und Gastreibstoffe mit im wesentlichen zylindrischer Wandung und einer an der Stirnseite angeordneten Deckplatte, die eine zentral angeordnete Brennstoffzufuhrdrüse und mehrere Zufuhrbohrungen für gasförmige Medien aufweist.
Bei einer bekannten Brennkammer gemäß obiger Gattung (DT-AS 1 151 152) sind die Luftzufuhröffnungen als Bohrungen ausgebildet und im wesentlichen über die gesamte Deckplatte verteilt.
Durch die Luftzufuhröffnungen tritt die Verbrennungsluft in die Brennkammer ein. Für Brennkammern mit großen Brennbereichen (das heißt extrem variierenden Brennkammer - Abgastemperaturen) wird die kontrollierte Verbrennung deshalb schwierig, weil für den Betriebsbereich sehr verschiedene Kraftstoff- Luftverhältnisse verarbeitet werden müssen. Die Schadstoffemission soll jedoch möglichst im gesamten Betriebsbereich die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzen nicht überschreiten. Zwar kann bei der bekannten Brennkammer das Brennstoff- Luftverhältnis verändert werden, jedoch nicht die Verteilung im Bereich der Kraftstoffeinspritzdüse. Weiterhin sind die Luftzufuhröffnungen fUr die Verbrennungsluft parallel zur Brennkammermittelachse angeordnet, so daß ein achsparalleler Luftstrom in die Brennkammer eintritt und die Verwirbelung ausschließlich durch die ßrennstoffeinspritzdüse erfolgen muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben und eine Brennkammer zu schaffen, die eine große Anpassungsfähigkeit an verschiedene Kraftstoff- Luftverhältnisse und verschiedene Brennkammertemperaturen hat.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zufuhröffnungen um einen Winkel in tangentialer Richtung zur Brennkammermittelachse geneigt angeordnet sind. Erfindungsgemäß wird durch die Anbringung von geneigten Luftzufuhrbohrungen in der Brennkammer die Primärzone in einzelne gleichartige Verbrennungszonen aufgeteilt, wobei die um einen Winkel geneigten Bohrungen in der Brennkammer zu einer Drallströmung führen. Weiterhin wird durch die Freistrahlwirkung der Einzelluft-bzw- gasströme eine enorme Saugwirkung auf die Umgebungsgase ausgeübt, so daß eine Rezirkulation der Verbrennungsgase bewirkt wird, die zur Brennstabilität beitrag. Sekundärluftzuführungen sind deshalb nicht erforderlich. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Zufuhröffnungen einzeln und/oder gruppenweise verschließbar auszubilden. Durch die Möglichkeit der Zu- und Abschaltung einzelner Zufuhröffnungen kann in der Primärzone der Brennkammer ein optimales Treibstoff-Luft-VerhAltnis eingestellt werden. Daraus resultiert eine saubere Verbrennung, so daß die Schadstoffemlssion im gesamten Betriebsbereich in vorgeschriebenen Grenzen gehalten werden kann.
Es wird außerdem vorgeschlagen, daß die Zufuhröffnungen ringförmig mit unterschiedlichen radialen Abständen angeordnet sind, und daß an der Deckplatte, entgegen der Stromrichtung des verdichteten Mediums eine drehbar gelagerte Zufuhrverstellscheibe befestigt ist, die zum Öffnen und Schließen der Zufuhröffnungen Langlöcher und Löcher hat. Die Anordnung dieser einzelnen Zufuhröffnungen um die Brennstoffzufuhrdilse ergibt in der Brennkammer insgesamt ein symmetrisches Verbrennungsbild. Durch die erfindungsgem§ß vorgesehene Möglichkeit der Zu- und Abschaltung der Einzel luft bzw. durch Abdecken einzelner Zufuhröffnungen kann das Treibstoff-Luft-Verhältnis dem Verbrennungsprozeß in der Primärzone der.Brennkan-er optimal angepaßt werden. Dabei bleibt der Verbrennungsablauf an den geöffneten Zufuhröffnungen unverändert erhalten.
Eine weitere Außgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Zufuhrverstellschelb eine Verstelleinrichtung hat, die entsprechend der Temperatur in der Brennkammer und/oder der Füllmenge der Brennstoffzufuhrdüse betttigbar ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß durch die Zufuhröffnungen Luft oder durch zumindest einige der Zufuhröffnungen ein brennbaren oder nlchtbrennbares Gas in die Brennkammer gefördort wird. Damit bietet sich die Möglichkeit der Nachverbrennung von Abgasen sowie Aufheizung nichtbrennbarer Gase. Mit den vorstehend beschriebenen Mitteln wird außerdem erreicht, daß das Eindringen der Einzelluft-bzw.-gasströme in den zerstäubten Treibstoff zu eines sehr weiten Srennbereich der Brennkammer führt.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen: Fig. 1 einen Llngsschnitt durch eine erfindungsgemäße Brennkammer, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Deckplatte der Brennkammer mit Luftzufuhrverstellscheibe in Richtung X in Pig. 1 Fig. 3 einen Schnitt durch die Deckplatte und die Luftzuführverstellscheibe gemäß Linie III-III in Fig. 2.
In den Figuren 1-3 ist, soweit dargestellt, mit 1 eine Brennkammer bezeichnet, die aus einem Brennrohr 2, das im wesentlichen als zylindrische Wandung ausgeführt ist, und einer sich daran stirnseitig anschließenden Deckplatte 3 besteht. Die Deckplatte 3 weist ii Zontrum eine Brennstoffzufuhrdüse 4 auf, um die Zufuhröffnungen 5 angeordnet sind. Auf der Deckplatte 3 ist eine um die Brennstoffzufuhrdüse 4 drehbare Zufuhrverstellscheibe 6 angeordnet.
Der Draufsicht gemäß Figur 2 ist zu entnehmen, daß die Zufuhröffnungen 5 in der Deckplatte 3 auf einem inneren Radius 7 und einem äußeren Radius 8 angeordnet sind. Die Zufuhrverstellscheibe 6 weist dabei Löcher 9 und Langlöcher 10 auf. Durch die Dzrstellung in Figur 3 wird verdeutlicht, daß die Zufuhröffnungen 5 um einen Winkel 11 in tangentialer Richtung zur Brennkammermittelachse geneigt angeordnet sind.
Beim Betrieb der Brennkammer 1 gelangt verdichtete Luft über die Löcher 9, die Langlöcher 10 der Zufuhrverstellscheibe 6 und die Zufuhröffnungen 5 der Deckplatte 3 in die Brennkammer 1, wo sie unter Zuführung von FlUssig- oder Gas treibstoff durch die Brennstoff;ufuhrdüse 4 verbrennt. Die um den Winkel 11 geneigten Zufuhröffnungen 5 erzeugen in der Brennkammer 1 einen Drall, wobei durch die Freistrahlwirkung der Einzelluft-bzw.-gasströme eine enorme Saugwirkung auf die Umgebungsgase ausgeübt wird, so daß eine Rezirkulation der Verbrennungsgase bewirkt wird. Durch die Möglichkeit der Zu- und Ab-Schaltung der einzelnen Zufuhröffnungen 5 mit der Zufuhrverstellscheibe 6 kann ein optimales Treibßtoff-Luft-V rhaltnis eingestellt werden. Dies fUhrt-zu einer sauberen Verbrennung, so daß die Schadstoffemission im gesamten Betriebsbereich in vorgeschriebenen Grnzen gehalten werden kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Brennkammer für FlUssig- und Gastreibstoffe mit im wesentlichen zylindrischer Wandung und einer an der Stirnseite angeordneten Deckplatte, die eine zentral angeordnete Brennstoffzufuhrdüse und mehrere Zufuhröffnungen für gasförmige Medien aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhröffnungen (5) um einen Winkel (11) in tangentialer Richtung zur Brennkammermittelachse geneigt angeordnet sind.

2. Brennkammer nach Anspr. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhröffnungen (5) einzeln und/oder gruppenweise verschließbar ausgebildet sind.

3. Brennkammer nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhröffnungen (5) ringförmig mit unterschiedlichen radialen Abständen angeordnet und daß an der Deckplatte (3), entgegen der Stromrichtung des verdichteten Mediums eine drehbar gelagerte Zufuhrverstellscheibe (6) angeordnet ist, die zum öffnen und Schließen der Zuführöffnungen (5) Langlöcher (10) und Löcher (9) hat.

4* Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gaknnzeichnet, daß die Zufuhrverstellscheibe (6) eine Verstelleinrichtung hat, die entsprechend der Temperatur in der Brennkammer (1) und/oder der Füllmenge der Brennstoffzuführdüse (4) betätigbar ist.

5. Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Zufuhröffnungen (5) Luft in die Brennkammer (1) gefördert wird.

6. Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest durch einige der Zufuhröffnungen (5) ein brennbares oder nichtbrennbares Gas in die Brennkammer (1) gefördert wird.