DE2716460A1 - Universalbrenner - Google Patents

Universalbrenner

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DE2716460A1
DE2716460A1 DE19772716460 DE2716460A DE2716460A1 DE 2716460 A1 DE2716460 A1 DE 2716460A1 DE 19772716460 DE19772716460 DE 19772716460 DE 2716460 A DE2716460 A DE 2716460A DE 2716460 A1 DE2716460 A1 DE 2716460A1
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D17/00Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F23D17/002Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel

Description

Dr. rer. nah Horst Schüler PATENTANWALT
6000 Frankfurt/Main 1 1 3. Ap ri 1 Kaisersfrasse 41 WK./he.
Telefon (0611) 235555 i. J 1 6 4 b Ü Telex: 04-16759 mapot d
Postscheck-Konto: 282420-602 Frankfurt/M.
Bankkonto: 225/0389
Deutsche Bank AG, Frankfurt/M.
1977
1190-J 7MT-2'197
GENERAL ELECTRIC COMPANY
1 River Road SCHENECTADY, N.Y./υ.S.A.
Universalbrenner
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ORK3INAL INSPECTED
S
ς i 7 1 6 4 fc
Die Erfindung betrifft allgemein ein Gerät zur Steigerung der Temperatur eines Gasstroms und besonders betrifft die Erfindung Brenner des auch als Wandbrenner oder in eine Wand eingesetzte Brenner bezeichneten Typs.
Ein besonderer Anwendungsfall fUr die Brenner gemäß der vorliegenden Erfindung besteht in demjenigen Teil eines Kraftwerks mit kombiniertem Zyklus, welcher auch als Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator (HRSG) bezeichnet wird. Ein Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator ist im allgemeinen ein freistehender Schacht oder Kanal, welcher ein BUndel von Kesselrohren umschließt. Die Abgase einer Gasturbine werden durch den Kanal zum Wärmeaustausch mit der Flüssigkeit in dem Rohrbündel geleitet, um die Temperatur der Flüssigkeit im Rohrbündel anzuheben und Dampf zum Antrieb einer Dampfturbine zu erzeugen. Es ist manchmal wichtig, die Temperatur des Abgasstroms stromaufwärts von dem Rohrbündel dadurch zu erhöhen, daß Brenner benutzt werden, und in diesem Falle wird der Wärmerückgewinnungs-Dampferzeuger (HRSG) auch als ein "beheizter" Dampferzeuger dieses Typs bezeichnet. Ein Beispiel für einen Dampferzeuger dieses Typs wird in der U.S. Patentschrift 3.830.620 beschrieben. Es wird dort ein Gitter-Brennersystem dargestellt, welches ein Netz von mit Brennstoff versorgten Brennerrohren enthält, die in und auf dem Querschnitt des Kanals des WärmerUckgewinnungs-Dampferzeugers angebracht sind. Jedes Brennerrohr enthält eine Vielzahl von Brennstoffauslaßöffnungen an den bezüglich des Abgasstroms stromabwärts gelegenen Oberflächen der Rohre. Der Brennstoff wird den Auslaßöffnungen über die Gitterrohre zugeführt und von Zündbrennern gezündet, welche quer zu den Gitterrohren und stromabwärts von denselben befestigt sind.
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Eine inhärente Beschränkung bei solchen Gitterbrennersystemen besteht darin, daß nur bestimmte Arten von Brennstoffen verbrannt werden können, um ein Verstopfen der Rohre zu vermeiden. Die Gitterbrennersysteme benötigen im allgemeinen für ihren Betrieb Erdgas oder destillierte Brennstoffe. Gitterbrennersysteme sind schwierig bezüglich der Herstellung und des Einbaus. Weiterhin ist auch die Instandhaltung und Wartung von solchen Gitterbrennersystemen schwierig.
Ein Faktor, welcher zu den vorgenannten Nachteilen des Gitterbrenners beiträgt, besteht darin, daß das Gittersystem innerhalb des Schachtes des WärmerUckgewinnungs-Dampferzeugers angeordnet ist, wo die heißen vorbeiströmenden Gase eine Zersetzung der flüssigen Brennstoffe bewirken können. Eine Alternativlösung zu diesem Gitterbrennersystem besteht in einem in die Wand eingesetzten Brenner oder Wandbrenner, der sich außerhalb des Abgaskanals befindet. Die Flamme des Wandbrenners brennt in den Kanal hinein durch eine Öffnung, Welche in einer der Kanalwände ausgebildet ist. Daher ist dieser Wandbrenner nicht der Verstopfung unterworfen und ist zur leichten Wartung zugänglich. Ein Beispiel fUr einen vorbekannten Wandbrenner wird in der U.S.-Patentschrift 3.367.384 gegeben. Dieser Brenner ist ein Brenner fUr Flüssigbrennstoff und die Gesamtmenge des Brennstoffes wird Über eine FlUssigbrennstoff-ZerstäuberdUse zugeführt, welche stromaufwärts von einer Vor-Haupt-Brennkammer angeordnet ist.
Der Wandbrenner gemäß der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch einen einzigartigen Aufbau, welcher neuartige und nicht zu erwartende Resultate liefert. Ein Haupt punkt des einzigartigen Aufbaus besteht in der Einfügung
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eines Beschleuniger-Rings am stromabwärts gelegenen Ende einer Vor-Haupt-Brennkammer und weiterhin in dem Vorhandensein von Hauptbrennstoffeinlässen an der stromabwärts gelegenen Seite des Beschleuniger-Ringes. Die einzigartige Konstruktion zeigt sich weiterhin bei einer bevorzugten Betriebsweise, bei welcher der Vorbrennkammer nur eine geringe Brennstoffmenge zugeführt wird und der Überwiegende Anteil der Gesamtbrennstoffzufuhr über die Hauptbrennstof feinlässe stromabwärts von dem Beschleuniger-Ring erfolgt. Weiterhin ist der Brenner ein Doppelbrennstoff-Universalbrenner, da er wirksam sowohl mit flüssigen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen einschließlich der schwereren Brennstoffklassen (Öl Nr. 6) als auch mit gasförmigen Brennstoffen betrieben werden kann, einschließlich solcher Brennstoffe mit geringem Wärmemengengehalt. Der Brenner kann weiterhin einfach aufgebaut werden und kann in seiner Größe so bemessen werden, daß eine wirksamere Anpassung an die verschiedenen systembedingten Erfordernisse für die Konstruktion möglich ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wandbrenner zu schaffen, welcher wirkungsvoll mit flUssigen und gasförmigen Brennstoffen arbeitet.
Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten beispielhaften Ausführungsform im Zusammenhang mit den Abbildungen.
Die Figur 1 zeigt eine Ansicht eines Wandbrenners als AusfUhrungsform der vorliegenden Erfindung, teilweise im Schnitt.
Die Figur 2 ist eine Endansicht des Wandbrenners von den Wandbefestigungsflanschen aus in den Brenner gesehen.
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I / 1 b 4 ö
Gemäß den Figuren 1 und 2 ist ein Wandbrenner 11 so angeordnet, daß er über eine Durchlaßöffnung 15 in einen Kanal hinein brennt, welche in der Kanalwand 17 ausgebildet ist. Der Kanal kann irgendein Teil eines Wärmerückgewinnungs-Dampferzeugers sein (HRSG), in dem ein durch den Kanal strömender Gasstrom durch eine oder mehrere Wandbrenner erhitzt wird, um Wärme einem Kesselrohr-Abschnitt (nicht gezeigt) zuzuführen, welcher bezüglich des Gasstroms stromabwärts von den Brennern in dem Strömungsweg des erhitzten Gases angeordnet ist. Eine solche Anordnung von Brennern in einem Dampferzeuger wird beispielsweise in der U.S.-Patentschrift 3.934.553 beschrieben. Ein- Kegelstumpf-Diffusor und Wärmeabschirmung 19 ist an der Kanalwand unmittelbar stromabwärts von der Durchlaßöffnung 15 befestigt und zwischen der Wärmeabschirmung 19 und der Kanalwand 17 ist eine geeignete Wärmeisolation 21 eingefügt.
Der Wandbrenner 11 enthält einen praktisch zylindrischen Außenmantel 23. Eine praktisch zylindrische Innenverkleidung 25 ist innerhalb des Außenmantels so befestigt, daß ihre Mittelachse mit der Mittelachse des Außenmantels zusammenfällt. Der Raum 31 in der Innenverkleidung bildet eine Vor-Haupt-Brennkammer. Die Innenverkleidung ist von dem Außenmantel beabstandet zur Bildung einer Ringkammer zwischen den beiden Teilen. Die Innenverkleidung ist mit einer An/ahl von Durchlässen 35 ausgestattet, welche in Ringreihen Über die Länge der Innenverkleidung angeordnet werden können. Der Außenmantel enthält weiterhin eine Lufteinlaßleitung 37, welche mit einer Quelle für Druckluft verbunden werden kann. Die Lufteinlaßleitung, die Ringkammer und die perforierte Innenverkleidung bilden eine Vorrichtung zur Zulieferung von Druckluft in die Vor-Haupt-Brennkammer. Als Druckluftquelle kann irgendein an sich bekannter Luftkompressor dienen.
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Der erfindungsgembße Wandbrenner enthält weiterhin Einrichtungen zur Zuführung einer relativ geringen Brennstoffmengefoptimal ein bis zwei Prozent der gesamten Brennstoffzufuhr, in die Innenverkleidung oder Vor-Han t-Brennkammer. Die Einrichtung zur Zufuhr von Brennstolf in die Innenverkleidung kann aus einer Brenngasdüse, einem Flüssigkeitszerstäuber oder einer Doppel-Brennstoffdüse bestehen. In einer gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung zur Brennstoffzuführung eine Dual-Brennstoffdüse 41. Die Dual-Brennstoffdüse 41 umfaßt eine Zuleitung oder ein Rohr 43 für den Flüssigbrennstoff, das zur Bildung eines Ringraums 47 zwischen den beiden Teilen konzentrisch in einem Außenrohr 45 befestigt ist. Dem Ringraum 47 kann entweder beim Betrieb mit gasförmigem Brennstoff der gasförmige Brennstoff oder beim Betrieb mit Flüssigbrennstoff die Zerstäuberluft zugeführt werden. Ein Einlaßansatz 49 ist auf dem Außenrohr ausgebildet, um eine Strömungsmittelverbindung in den Ringraum 47 herzustellen. An dem Auslaßende der Doppel-Brennstoffdüse ist ein Drallring 51 mit einem äußeren Umfang an dem Außenrohr und mit einem inneren Umfang an dem inneren Rohr 43 oder der Flüssigbrennstoff-Zuleitung befestigt. Eine Flüssigbrennstoff-Zerstäuberdüse 53 ist in das Auslaßende des Flüssigbrennstoffrohrs 43 eingeschraubt, und der Drallring 51 enthält eine Anzahl von Durchlässen 55 (nur ein Durchlaß gezeigt). Die Durchlässe 55 sind radial nach innen auf die Mittelachse des Brenners und tangential zur Seite gerichtet, um einen Drall oder eine Verwirbelung in den durchfließenden Gasen (Luft oder Brenngas) zu erzeugen.
Eine Zündeinrichtung besitzt die Form einer Zündkerze 61 und ist über eine im Außenmantel gebildete Öffnung 65 in die Innenverkleidung 25 eingeschraubt. Die Zündkerze und
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ihre zugehörige elektrische Zuleitung 67 ergeben eine Vorrichtung zur Zündung eines brennbaren Gemisches aus Brenngas und Luft oder Flüssigbrennstoff und Luft, welches in der Vor-Haupt-Brennkammer 31 gebildet wird.
Am stromabwärts gelegenen Ende der Vor-Haupt-Kammer ist zwischen der Kanalwand und dem Außenmantel und der Innenverkleidung ein Beschleuniger angebracht. Die Beschleunigungsvorrichtung umfaßt einen Beschleuniger-Ring 71, welcher an seinem inneren Umfang eine Hyperbel-Düse enthält. Der Beschleuniger-Ring ist an der Wand des Kanals mit Hilfe von Befestigungsplatten oder -laschen 73 so befestigt, daß er angenähert mit den Durchlaßöffnungen 15 übereinstimmt. Ein Halte-Ring 75 wird zur Befestigung des Außenmantels an den Befestigungsplatten 73 verwendet und das stromabwärts gelegene Ende der Innenverkleidung wird am Beschleuniger-Ring mit Hilfe von Schrauben 77 befestigt.
Der Brenner gemäß der vorliegenden Erfindung enthält weiterhin Haupt-Brennstoff-Einlässe an der stromabwärts gelegenen Seite des Beschleuniger-Rings. Aus der Figur 2 zusammen mit der Figur 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, bei der ein erster Satz von Brennstoff-Einlässen 81 in einem Kreisring an der stromabwärts gelegenen Seite des Beschleuniger-Rings angeordnet ist zur Einleitung von Brenngas in das beschleunigte verbrennbare Gemisch, welches aus dem Beschleuniger-Ring austritt. Das Brenngas wird den Brennstoff-Einlässen 81 Über Leitungen 85 aus einem Gasverteiler 83 zugeführt. Die Brenngas-Einlässe 81 sind nach innen in Richtung der Mittelachse des Brenners gerichtet. Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung ein zweiter Satz von Brennstoff-Einlässen 91 in einer ringförmigen Verteilung
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an der stromabwärts gelegenen Seite des Beschleuniger-Rings angeordnet. Diese Brennstoff-Einlässe 91 sind Einlasse für Flüssigbrennstoff zur Zufuhr von flüssigem Brennstoff in das beschleunigte brennende Gemisch, welches aus dem Beschleuniger-Ring austritt. Der Flüssigbrennstoff wird über Leitungen 95 den Brennstoff-Einlässen 91 aus einem Flüssigbrennstoff-Verteiler 93 zugeführt. Die Flüssigbrennstoff-Einlässe 91 sind nach innen in Richtung der Mittelachse des Brenners gerichtet. Die vorstehend beschriebene Ausführungsform zeigt die allgemeinsten Gesichtspunkte der Erfindung; es ist jedoch selbstverständlich, daß entweder die Einlasse für Brenngas und die zugeordnete- Vorrichtung zur Brennstoffzuführung oder die Einlasse für Flüssigbrennstoff und die zugeordnete Vorrichtung zur Brennstoffzufuhr beseitigt werden könnten, um den bevorzugten Doppelbrennstoff-Brenner entweder in einen Flüssigbrennstoff-Brenner oder einen Brenngas-Brenner umzuwandeln, ohne dabei den Umfang der Erfindung zu verlassen. Im optimalen Falle werden etwa 99 oder 98 Prozent des gesamten Brennstoffbedarfs durch diese Hauptbrennstoff-Einlässe zugeführt. Der Düsenteil des Beschleuniger-Ringes wird luftgekühlt mit Hilfe einer Anzahl von Kühlöffnungen 99 (nur eine Öffnung ist gezeigt), welche eine Strömungsmittelverbindung zwischen der mit Druckluft gefüllten Ringkammer 33 und der Düsenfläche des Beschleuniger-Rings herstellen. Weiterhin erfolgt eine Luftkühlung des Beschleuniger-Ringes durch Durchlässe 97, welche durch den Beschleuniger-Ring zur stromaufwärts gelegenen Seite des Rings und zur Herstellung einer Strömungsmittelverbindung mit der Ringkammer 33 geführt sind. Diese Luft spült auch noch die stromabwärts gelegene Seite des Beschleuniger-Rings und beseitigt jegliche Stagnation von rezirkuliersnden Gasen in diesem Bereich. Weiterhin ergibt die Injektion oder Einführung des Haupt-
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brennstoffes (gasförmig oder flüssig) durch den Beschleuniger-Ring eine zusätzliche Kühlung des Ringes.
Die grundsätzliche Gestaltung der Verbrennung in dem erfindungsgemäßen Brenner bewirkt inhärent einen minimalen Ausstoß bei der Verbrennung für Teile zur Luftverschmutzung. Die Konstruktion ergibt jedoch auch noch einen leichten Zugang zum Einbau eines Hilfszuleitungssystems für Luft, Dampf und/oder andere Zusatzstoffe zur Verringerung dieser Emission. Beispielsweise können die Luftkühldurchlässe benutzt werden, um eine Hilfszufuhr von Luft zur Beherrschung der Emission zu erhalten. Alternativ hierzu kann das System zur Einleitung von Brenngas benutzt werden zur Zufuhr von Zusatzstoffen zur Verringerung der Emission bei einem Betrieb mit Flüssigbrennstoffen.
Nachstehend wird die allgemeine Arbeitsweise der Erfindung beschrieben.
Eine geringe Menge des gesamten benötigten Brennstoffes wird über die Doppelbrennstoff-Düse 41 der Vor-Haupt-Brennkammer 31 zugeführt. Der Anteil des in der Kammer 31 zugeführten Brennstoffes liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5 Prozent des gesamten für den Brenner erforderlichen Brennstoffes. Der optimale Bereich ist ein bis zwei Prozent. Wenn der Brenner auf Brenngas arbeitet, dann tritt das Brenngas in die Kammer 31 durch die Durchlässe 55 im Drallring ein. Wenn der Brenner mit Flüssigbrennstoff arbeitet (öl),dann tritt der Flüssigbrennstoff durch die FlUssigbrennstoff-DUse 53 in die Kammer 31 ein. In Kombination mit dem Betrieb mit Flüssigbrennstoff wird Zerstäuberluft durch die Durchlässe 55 im Drallring in die Vor-Haupt-Brennkammer eingeführt. Obwohl dies nicht ausdrücklich
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dargestellt ist, können entweder Luft oder gasförmiger
Brennstoff in den Ringraum 47 dadurch eingeleitet werden,
daß stromabwärts von dem Einlaßansatz 49 ein Dreiweg-Ventil vorgesehen wird.
In die Kammer 31 wird auch noch eine Menge von Oxydationsmittel proportional zum an der Düse 41 zugeführten Brennstoff von einer äußeren Quelle (welche nicht gezeigt ist) durch die Leitung 37, die Ringkammer 33 und die perforierte Verkleidung 25 zugeführt. Als Oxydationsmittel kann beispielsweise Luft mit gleichen Einlaßbedingungen wie die Zerstäuberluft in der Doppelbrennstoff-ZerstäuberdUse zugeführt werden. Da in die Vor-Haupt-Brennkammer nur ein geringer Anteil des Brennstoffes eingeleitet wird, ist auch nur eine entsprechend kleine Menge der Hilfsluft erforderlich und hierdurch werden die erforderlichen Verbrennungsluftmengen verringert, welche bisher im Stand der Technik erforderlich waren.
Eine Energiequelle, beispielsweise eine Zündkerze 61, liefert einen Funken zur Zündung der Verbrennung des in der Kammer 31 gebildeten brennbaren Gemisches. Die Zündkerze kann eine ganz normale Automobilzündkerze sein und wird nur zum Anfahren benötigt. Die Energiezufuhr zur Zündkerze kann beim Erreichen der stationären Verbrennung beendet werden. Gewöhnlich wird zuerst durch den Raum innerhalb der Innenverkleidung der gewünschte Luftzustrom eingestellt gefolgt von einer Auslösung des elektrischen ZUndfunkens. Unmittelbar danach wird der Brennstoffzufluß in der Vor-Haupt-Brennkammer eingestellt. In der Vor-Haupt-Brennkammer vermischen sich Brennstoff und Luft im richtigen Verhältnis und das resultierende brennbare Gemisch zUnded zunächst mit Hilfe der Entladungsenergie des elektrischen
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Funkens und später durch die inhärente Wärmeenergie, welche in den rezirkulierenden gasförmigen Verbrennungsprodukten enthalten ist, die benachbart zu der Öffnung fUr die Dual-BrennstoffdUse in der Innenverkleidung enthalten ist.
Das gezündete verbrennende Gemisch expandiert durch den DU-senteil des Beschleunigungs-Rings 71, welcher die Druckenergie des heißen verbrennenden Gemisches in der Innenverkleidung in einen höchst kräftigen Strahl mit hoher Geschwindigkeit und hohem Impuls umwandelt. Nach dem Bilden des Verbrennungsflammenstrahls wird der Vorgang der Hauptbrennstoffzufuhr eingeleitet. Der Hauptteil des gesamten benötigten Brennstoffes, beispielsweise 95 bis 99 Prozent, optimal 99 oder 98 Prozent, kann durch die Hauptbrennstoff-Einlässe 81 oder 91 an der stromabwärts gelegenen Seite des Beschleuniger-Rings eingeleitet werden. Das Brenngas strömt durch Rohre 85 in die Einlasse 81 und tritt als Strahl mit hoher Geschwindigkeit in das verbrennende Gemisch ein,welches aus dem Beschleuniger-Ring austritt. Wenn der Hauptbrennstoff ein Flüssigbrennstoff ist (Öl), dann fließt der Flüssigbrennstoff durch Rohre 95 in die Einlasse 91 und wird in Form von Strahlen mit hoher Geschwindigkeit in Richtung des verbrennenden Gemisches injiziert, welches aus dem Beschleuniger-Ring austritt. Der Hauptbrennstoff (flüssig oder gasförmig) wird in feinste Teilchen zerstäubt, sobald er in Wechselwirkung mit dem Strahl des verbrennenden Gemisches gelangt.
Von dem verbrennenden Gemisch erfolgt ein Austausch von Wärme und Impuls auf die Teilchen des Hauptbrennstoffes während der Zeitdauer des Kontaktes und der Wechselwirkung zwischen diesen beiden strömenden Komponenten. Als Ergebnis der physikalisch-chemischen Prozesse zünden die Brennstoff-
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teilchen und werden auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt, welche sie in den Abgasstrom hineinträgt, in dem die Hauptverbrennung erfolgt. Die Verbrennung der Brennstoffteilchen hält dabei während ihres immer tieferen Eindringens in den Abgasstrom so lange an, bis alle Brennstoffteilchen verbrennen und den Sauerstoff des Abgasstroms aufzehren.
Das Verbrennungssystem eines beheizten Wärmerückgewinnungs-Dampferzeugers kann eine oder mehrere Wandbrenner umfassen, welche an günstigen Stellen an den Außenwänden des Dampferzeugerschachtes auf der Grundlage der Abmessung, der Heizerfordernisse und der Gesamtkriterien für die Konstruktion angeordnet sind. Es ist denkbar, daß Flammenhalter innerhalb des Abgasstroms verwendet werden können, um das Eindringen, die Verteilung und die Stabilität der Flamme zu steigern. Ein Beispiel für einen geeigneten Flammenhalter wird in der U.S.-Patentschrift 3.934.553 beschrieben.
Die typischen Betriebsverhältnisse für den Brenner können nach dem Anwendungsfall verschieden sein. Gemäß den durchgeführten Untersuchungen wurden jedoch die folgenden Parameter benutzt.
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OBiQiNAL
Innenverkleidung
Zündung;
Regulärer Betrieb:
2 716 4 6 -)
Vor-Haupt-Brennkammer
Luftdurchflußbereich 0,885 bis 1,416 m3/min Einlaßluftdruck 0,105 bis 0,246 atü Brennstoffzufluß 11,36 bis 15,14 l/h
Einlaß-Brennstoffdruck 7,03 bis 10,55 atü
Luftdurchflußmenge 0,885 bis 1,416 m /min Einlaß-Luftdruck 0,21 bis 2,1 atü Brennstoffzufluß 11,36 bis 22,72 l/h
Einlaß-Brennstoff
druck
4,9 bis 21,1 at
Hauptbrennstoff:
Druck Durchflußmenge
Erdgas 0 bis 1,75 atU 0 bis 764 m3/h
öl Nr. 2 0 bis 22,72 atu 0 bis 25,21 l/min
öl Nr. 6 0 bis 10,55 atü 0 bis 20,82 l/min
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Claims (10)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Steigerung der Temperatur eines durch einen Kanal fließenden Abgasstroms, wobei die Vorrichtung im wesentlichen quer zu dem Abgasstrom und außerhalb des Kanals befestigt ist und mit dem Abgasstrom Über eine Durchlaßöffnung in der Kanalwand in Strömungsmittelverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
ein im wesentlichen zylindrischer Außenmantel (23) mit einem stromabwärts gelegenen Ende benachbart zum Kanal (13),
eine im wesentlichen zylindrische perforierte Innenverkleidung (25), die innerhalb des Außenmantels (23) angeordnet ist, wobei zwischen der Innenverkleidung (25) und dem Außenmantel (23) eine Ringkammer (33) gebildet ist,
eine Vorrichtung zur Zuführung von Druckluft in die Innenverkleidung (23),
eine Vorrichtung zur Zuführung eines relativ geringen Brennstoffanteils in die Innenverkleidung (25) zur Vermischung mit der Luft zur Bildung eines brennbaren Gemisches,
eine Einrichtung (61) zur Zündung des Brennstoff-Luftgemisches in der Innenverkleidung (25),
eine Vorrichtung (71) am stromabwärts gelegenen Ende der Innenverkleidung (25) zur Beschleunigung der Durchflußgeschwindigkeit des Brennstoff-Luftgemisches, und
Brennstoffeinlasse (81,91) an der stromabwärts gelegenen Seite der Beschleunigungseinrichtung (71) zur Zuführung eines relativ großen Anteils des Brennstoffes in das gezUndete Genisch zur Verlängerung des Verbrennungsvorgangs in den Abgaskanal (13) hinein.
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L Ί 1 6 4 ~ α
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Zuführung von Druckluft in -lie Innenverkleidung (25) enthält:
eine Quelle für Druckluft in Strömungsmittelverbindung mit der Ringkammer (33), und
eine Vielzahl von Offnungen, welche auf der Innenverkleidung (25) angebracht sind, zum Einlaß von Druckluft in die Innenverkleidung.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Zuführung einer relativ geringen Brennstoffmenge eine Doppelbrennstoff-ZerstäuberdUse (41) am stromaufwärts gelegenen Ende der Innenverkleidung (25) enthält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelbrennstoff-Zerstäuberdüse (41) selektiv mit Brenngas und Flüssigbrennstoff betreibbar ist, wobei die Doppelbrennstoff-Zerstäuberdüse umfaßt:
ein Rohr (43) für Flüssigbrennstoff mit einer Düse (53) für Flüssigbrennstoff am stromabwärts gelegenen Ende des Rohrs,
ein Außenrohr (45), welches um das Rohr (43) für Flüssigbrennstoff herum konzentrisch so befestigt ist, daß zwischen den beiden Rohren ein Ringraum (47) gebildet ist,
ein Drallring (51) am stromabwärts gelegenen Ende des Außenrohrs (45) zwischen dem Rohr (43) für Flüssigbrennstoff und dem Außenrohr (45), zur Zuführung von Brenngas zu der Innenverkleidung (25) durch den Ringraum (47) und den Drallring (51) beim Betrieb mit gasförmigem Brennstoff und zur Zuführung von Flüssigbrennstoff zu der Innenverkleidung (25) durch die Düse (53) und von Druckluft durch
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den Ringraum (47) und den Drallring (51) beim Betrieb mit Flüssigbrennstoff.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungseinrichtung einen im wesentlichen hyperbolischen Düsenring (71) umfaßt, welcher zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der Innenverkleidung (25) und der Durchlaßöffnung (15) im Kanal (13) angeordnet ist, wobei die Mittelachse des Düsenringes (71) etwa koinzident mit der Mittelachse der Innenverkleidung (25) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Vielzahl von ringförmig beabstandet angebrachten Luftlöchern zur Strömungsmittelverbindung der Ringkammer (33) mit der gekrümmten inneren Ringfläche des Beschleunigerringes (71) enthält.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Brenngaseinlässe (81) und FlUssigbrennstoffeinlässe (91) an der stromabwärts gelegenen Seite des Beschleunigers (71) enthält zur wahlweisen Einfuhrung von Flüssigbrennstoff oder Brenngas in den beschleunigten Strom des verbrennenden Brennstoff-Luftgemisches.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie noch eine Anzahl von Luftkanälen (37) zur Verbindung der Ringkammer (33) mit der stromabwärts gelegenen Seite des Beschleunigers (71) enthält, wobei diese Luftkanäle durch den Beschleuniger hindurch verlaufen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die relativ geringe Menge des in die Innenverkleidung (25) eingeführten Brennstoffes im Bereich von 1 bis 5 Prozent
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des Gesamtbrennstoffsverbrauchs der Vorrichtung liegt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der relativ große Anteil des Brennstoffs aus den stromabwärts gelegenen Brennstoffeinlässen (81,91) im Bereich von 95 bis 99 Prozent des Gesamtbrennstoffverbrauchs der Vorrichtung liegt.
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ORIGINAL INSPECTED
DE2716460A 1976-04-16 1977-04-14 Wandbrenner Expired DE2716460C2 (de)

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US05/677,723 US4063872A (en) 1976-04-16 1976-04-16 Universal burner

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