DE3740858A1

DE3740858A1 - Combustion chamber

Info

Publication number: DE3740858A1
Application number: DE19873740858
Authority: DE
Inventors: Guenther Proebstle; Eduard Weber; Frank Baer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1987-12-02
Publication date: 1989-06-15

Abstract

A combustion chamber with more intense combustion has a combustion space (6) situated in a pipe (2), as well as a fuel supply nozzle (9) which is guided through a closing cap (3) at one pipe end, on the inside of the cap (3) a projecting web (10) which is guided towards the centre of the cap (3), and an annular chamber (5) which is open towards the combustion space (6), is formed by a collar drawn inwards at the other pipe end and into which, for the excitation of a swirl flow (15) of the supplied combustion air, a combustion-air nozzle (7) opens tangentially and/or a guide vane (8) is fitted. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkammer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a combustion chamber according to the preamble of claim 1.

Eine solche Brennkammer ist aus Bild 22 auf Seite 98 aus "VDI-Berichte 146/1970" bekannt. Diese Brennkammer hat mehrere Verbrennungsluftzufuhrdüsen, von denen eine zentral durch die Kappe geführt ist und die anderen am Mantel des Rohres ange bracht sind und tangential in den Brennraum münden. Die Brenn stoffzufuhrdüse ist ebenfalls am Mantel des Rohres angebracht und mündet auch tangential in den Brennraum. Die bekannte Brennkammer dient in erster Linie zum Verbrennen körniger Brennstoffe wie Baumwolle, Kork, Traubenkerne etc.Such a combustion chamber is shown in Figure 22 on page 98 "VDI reports 146/1970" known. This combustion chamber has several Combustion air supply nozzles, one of which is central through the Cap is guided and the others on the jacket of the tube are brought and open tangentially into the combustion chamber. The focal The material supply nozzle is also attached to the jacket of the tube and also flows tangentially into the combustion chamber. The well-known Combustion chamber is primarily used to burn granular Fuels such as cotton, cork, grape seeds etc.

Die durch die Verbrennungsluftzufuhrdüsen am Mantel des Rohres zugeführte Verbrennungsluft bewegt sich in Form einer Drall strömung zum offenen Rohrende hin. Diese Drallströmung bewirkt im wesentlichen, daß der körnige Brennstoff im Axialbereich des Brennraumes der Brennkammer in der Schwebe gehalten wird und sich dadurch besser mit Verbrennungsluft durchmischt. In der Ringkammer am offenen Rohrende sammeln sich körnige Ver brennungsrückstände, also insbesondere Asche an und können von dort ausgetragen werden.The through the combustion air supply nozzles on the jacket of the tube Combustion air supplied moves in the form of a swirl flow towards the open pipe end. This swirl flow causes essentially that the granular fuel in the axial area the combustion chamber of the combustion chamber is kept in suspension and mixes better with combustion air. In The ring chamber at the open pipe end collects granular ver combustion residues, in particular ash and can be from to be held there.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Brenn kammer weiterzubilden und eine intensivere Verbrennung bei verringertem Ausstoß von Schadstoff wie Stickoxiden zu erzielen.The invention has for its object the known focal chamber and a more intensive combustion reduced emissions of pollutants such as nitrogen oxides achieve.

Zur Lösung dieser Aufgabe hat die Brennkammer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 1. To solve this problem, the combustion chamber has the input mentioned type according to the invention the characteristics of the characteristic Part of claim 1.

In einer solchen Brennkammer strömt die in die Ringkammer am offenen Rohrende zugeführte Verbrennungsluft im Brennraum in Form einer Drallströmung zum mit der Kappe abgeschlossenen Rohrende. Da z.B. gasförmiger Brennstoff über die Brennstoff zufuhrdüse zentral durch die Kappe zugeführt wird, findet die Verbrennung im wesentlichen im Axialbereich des Brennraumes statt, so daß sich die Verbrennungsluft auf ihrem Weg von der Ringkammer zum abgeschlossenen Rohrende aufheizen kann. Der hervorragende Steg an der Innenseite der Kappe führt diese Verbrennungsluft schließlich zur Mündung der Brennstoffzufuhr düse auf der Innenseite der Kappe, wo sie sich innig mit dem zugeführten Brennstoff vermengen kann. Es bildet sich eine rotierende, formstabile, langgestreckte temperaturhomogene und nicht aufgefächerte Flamme im Axialbereich des Brennraumes, so daß der zugeführte Brennstoff besonders intensiv verbrennt. Die zugeführte Verbrennungsluft kann ohne weiteres so dosiert werden, daß die Schadstoffbildung bei dieser Verbrennung beson ders niedrig ist.In such a combustion chamber, it flows into the annular chamber Combustion air supplied to the open pipe end in the combustion chamber in Form of a swirl flow to the closed with the cap Pipe end. Because e.g. gaseous fuel over the fuel feed nozzle is fed centrally through the cap, the Combustion essentially in the axial area of the combustion chamber instead, so that the combustion air on its way from the Annular chamber can heat up to the closed pipe end. The excellent bridge on the inside of the cap leads this Combustion air finally leads to the mouth of the fuel supply nozzle on the inside of the cap, where it is intimate with the supplied fuel can mix. One forms rotating, dimensionally stable, elongated temperature homogeneous and non-fanned flame in the axial area of the combustion chamber, see above that the supplied fuel burns particularly intensely. The Combustion air supplied can be metered in this way without further notice be that the pollutant formation in this combustion which is low.

Durch die Merkmale des Patentanspruchs 2 kann die Ortstabilität der Flamme im Brennraum verbessert werden.Due to the features of claim 2, the spatial stability the flame in the combustion chamber can be improved.

Die Merkmale nach dem Patentanspruch 3 ermöglichen die Abfuhr von Asche, die sich bei Verbrennung fester Brennstoffe in der Brennkammer bildet.The features according to claim 3 allow removal of ashes that accumulate when solid fuels are burned in the Combustion chamber forms.

Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:The invention and its advantages are based on the drawing an embodiment explained in more detail:

Fig. 1 zeigt stark schematisiert einen Längsschnitt durch eine Brennkammer gemäß der Erfindung. Fig. 1 shows highly schematically a longitudinal section through a combustion chamber according to the invention.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Kappe der Brennkammer nach Fig. 1. FIG. 2 shows a top view of a cap of the combustion chamber according to FIG. 1.

In Fig. 1 ist ein Rohr 2 aus Stahl zu erkennen, das an einem Ende mit einer Kappe 3 aus Stahl abgeschlossen und am anderen Ende offen ist. An diesem offenen Ende weist das Rohr 2 einen nach innen gezogenen Kragen 4 auf. Dieser Kragen 4 bildet eine Ringkammer 5, die zum Brennraum 6 innerhalb des Rohres 2 hin offen ist.In Fig. 1, a tube 2 made of steel can be seen, which is closed at one end with a cap 3 made of steel and open at the other end. At this open end, the tube 2 has an inwardly drawn collar 4 . This collar 4 forms an annular chamber 5 , which is open to the combustion chamber 6 inside the tube 2 .

Am offenen Ende des Rohres 2 ist am Mantel dieses Rohres 2 eine Verbrennungsluftzufuhrdüse 7 angebracht, die tangential in die Ringkammer 5 mündet. In dieser Ringkammer 5 sind ferner zwischen der Verbrennungluftzufuhrdüse 7 und dem Brennraum 6 Leitschaufeln 8 angebracht.At the open end of the tube 2 , a combustion air supply nozzle 7 is attached to the jacket of this tube 2 , which opens tangentially into the annular chamber 5 . In this annular chamber 5 6 guide vanes 8 are also mounted between the combustion air supply nozzle 7 and the combustion chamber.

Durch die Kappe 3 ist zentral eine Brennstoffzufuhrdüse 9 geführt. Auf der Innenseite der Kappe 3 ragen vier Stege 10 hervor, die radial zum Zentrum der Kappe 3 geführt sind. Diese Stege 10 haben voneinander einen Winkelabstand von 90°. Jeweils zwischen zwei Stegen 10 befinden sich am Innenumfang der Kappe 3 Austragsschlitze 11 für körnige Rückstände.A fuel feed nozzle 9 is guided centrally through the cap 3 . On the inside of the cap 3 protrude four webs 10 which are guided radially to the center of the cap 3 . These webs 10 have an angular distance of 90 ° from one another. Between two webs 10 there are 3 discharge slots 11 on the inner circumference of the cap for granular residues.

Am Ende des Rohres 2, das mit der Kappe 3 abgeschlossen ist, ist ferner am Mantel des Rohres 2 ein weiterer Austragsschlitz 12 für körnige Rückstände vorgesehen.At the end of the tube 2 , which is closed with the cap 3 , a further discharge slot 12 for granular residues is also provided on the jacket of the tube 2 .

Über der Mündung der Brennstoffzufuhrdüse 9 auf der Innenseite der Kappe 3 ist mit Abstand von dieser Mündung eine Prallplatte 13 angebracht, deren Querschnitt etwa gleich dem Querschnitt der Mündung der Brennstoffzufuhrdüse 9 ist. Diese Prallplatte 13 ist mit einer Stange 14 an der Mündung der Brennstoffzu führdüse 9 befestigt.Above the mouth of the fuel feed nozzle 9 on the inside of the cap 3 there is a baffle plate 13 at a distance from this mouth, the cross section of which is approximately equal to the cross section of the mouth of the fuel feed nozzle 9 . This baffle plate 13 is attached to the mouth of the fuel feed nozzle 9 with a rod 14 .

Während durch die Brennstoffzufuhrdüse 9, z.B. gasförmiger Brennstoff gegebenenfalls mit Luft als Beigas zugeführt wird, wird durch die Verbrennungsluftzufuhrdüse 7 Verbrennungsluft in die Brennkammer eingeblasen. In Form einer Drallströmung um die Achse des Rohres 2 gelangt diese Verbrennungsluft an der Innen seite des Rohres 2 bis zur Innenseite der Kappe 3, wo sie durch die Stege 10 radial nach innen gelenkt wird und in die Flamme 16 im Axialraum des Brennraumes 6 einströmt. Die Drall strömung 15 an der Innenseite des Rohres 2 regt zugleich auch eine Drallströmung 17 der Verbrennungsgase in der langge streckten Flamme 16 unter Zumischung von Verbrennungsluft in diese Flamme 16 im gesamten Axialbereich des Brennraumes 6 an.While, for example, gaseous fuel is optionally supplied with air as the auxiliary gas through the fuel supply nozzle 9 , combustion air is blown into the combustion chamber through the combustion air supply nozzle 7 . In the form of a swirl flow around the axis of the tube 2 , this combustion air reaches the inside of the tube 2 up to the inside of the cap 3 , where it is directed radially inwards by the webs 10 and flows into the flame 16 in the axial space of the combustion chamber 6 . The swirl flow 15 on the inside of the tube 2 also stimulates a swirl flow 17 of the combustion gases in the elongated flame 16 with the addition of combustion air into this flame 16 in the entire axial region of the combustion chamber 6 .

Am offenen Ende des Rohres 2 tritt schließlich durch den Pfeil 18 angedeutetes heißes Abgas aus, das z.B. einer Gasturbine oder einem Dampferzeuger zugeführt werden kann.At the open end of the pipe 2 , hot exhaust gas, indicated by the arrow 18 , finally emerges, which can be fed, for example, to a gas turbine or a steam generator.

Im Brennraum 6 gegebenenfalls anfallende körnige Rückstände können durch die Austragsschlitze 11 und 12 abgezogen werden.Any granular residues that may occur in the combustion chamber 6 can be drawn off through the discharge slots 11 and 12 .

Claims

1. Combustion chamber with a combustion chamber, which is located in a pipe, which is closed at one pipe end with a cap and has an inwardly drawn collar at the other, open pipe end, which forms an annular chamber open to the combustion chamber in the pipe, and with a Fuel supply nozzle and a combustion air supply nozzle, both of which are attached to the tube, characterized in that
that the fuel supply nozzle ( 9 ) is guided centrally through the cap ( 3 ),
that on the inside of the cap ( 3 ) there is an outstanding web ( 10 ) which is guided radially towards the center of the cap ( 3 ), and
that to excite a swirl flow ( 15 ) of the supplied Ver combustion air around the axis of the tube ( 2 ) the combustion air nozzle ( 7 ) opens tangentially into the annular chamber ( 5 ) and / or a guide vane ( 8 ) in the annular chamber ( 5 ) is attached .

2. Combustion chamber according to claim 1, characterized in that a baffle plate ( 13 ) is mounted as a flame holder in the combustion chamber ( 6 ) above the fuel supply nozzle ( 9 ).

3. Combustion chamber according to claim 1, characterized in that a discharge slot ( 11 , 12 ) is provided for granular residues at the end of the tube ( 2 ) closed with the cap ( 3 ).