DE976554C - Verfahren zur Verbrennung eines borhaltigen Brennstoffs und eines energieaermeren Brennstoffs und Doppelbrennstoffanlage zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Verbrennung eines borhaltigen Brennstoffs und eines energieaermeren Brennstoffs und Doppelbrennstoffanlage zur Durchfuehrung des VerfahrensInfo
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Description
AUSGEGEBEN AM 14. NOVEMBER 1963
G 289581al 46 f
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbrennung eines borhaltigen Brennstoffs und eines
energieärmeren Brennstoffs in einer Brennkammer, wobei der energieärmere Brennstoff in dem stromaufwärts
gelegenen Abschnitt der Brennkammer eingesprüht und gezündet wird.
Bei Gasturbinen, Strahltriebwerken und ähnlichen Kraftmaschinen wird im allgemeinen ein
Kohlenwasserstoffbrennstoff verwendet, der eine Mischung von Gasöl und Benzin ist. Dieser Brennstoff
hat eine Verbrennungswärme von annähernd ι looo kcal/kg. Hierdurch ist die obere Grenze der
erzielbaren Leistung beschränkt. Es sind verschiedene Verfahren zur Erhöhung der von diesen Maschinen
abgegebenen Leistung bekanntgeworden, beispielsweise die Einführung von Zusätzen in den
Brennstoff oder das kurzzeitige Einspritzen von Wasser oder Wasseralkohol und ähnlichen
Mischungen.
Eine wesentliche Verbesserung der Leistung von Strahltriebwerken ergab sich durch die Verwendung
von energiereicheren Brennstoffen. Beispiele für solche inzwischen bekanntgewordene energiereiche
Brennstoffe sind Brennstoffe, die Bor-Wasserstoff-Verbindungen enthalten, das sind Borhydride,
ζ. B. Pentaboran B5H9, Diboran B2H0 und
309 735/11
Decaboran B10H14. Andere energiereiche Brennstoffe
können zusätzlich zu dem Bor Kohlenstoff enthalten, z. B.
(C8He)x(B10H14), und (C8H7)^B6H9),,
wobei jtr und y veränderlich sind. Die Brennstoffe,
die Borhydrid oder Bor enthalten, haben eine um 50fl/o größere Verbrennungswärme als die zuvor
ίο erwähnten Kohlenwasserstoffbrennstoffe.
Ein besonderer Nachteil bei der bisherigen Verwendung der borhaltigen Brennstoffe bestand jedoch
darin, daß der Verbrennungsvorgang zu einer sehr starken Feststoffablagerung an B2O3 in dem
gesamten Verbrennungssystem führte. Dadurch wird die Lebensdauer der zugehörigen Einrichtungen
herabgesetzt und in sehr vielen Fällen eine Aufrechterhaltung der Verbrennung sehr schwierig,
weil die Feststoffablagerungen die Brennstoffdüsen und die Luftöffnungen innerhalb weniger Minuten
nach Beginn der Verbrennung verstopfen. Die bisher übliche Verwendung von borhaltigen Brennstoffen
als ausschließlicher Brennstoff für Hochleistungs-Flugzeugtriebwerke führt zu einer starken
as Konzentration solcher Feststoffablagerungen nicht
nur in der Maschine selbst, sondern auch im Abgasrohr, und diese Ablagerungen treten als große
Staubwolke nach außen aus, wodurch eine Gefahr für den Menschen hervorgerufen wird, wenn eine
Anzahl von Flugzeugen von einem Flugplatz, Flugzeugträger od. dgl. startet.
Das Ziel der Erfindung ist daher ein Verfahren, mit dem ein energieärmerer Brennstoff, z. B. ein
Kohlenwasserstoffbrennstoff und ein borhaltiger Brennstoff getrennt für sich oder gemeinsam in den,
zur Zeit üblichen Turbostrahltriebwerken derart verwendet werden können, daß die Feststoffablagerungen,
die sich aus der Verbrennung des borhaltigen Brennstoffs ergeben, auf das Mindestmaß
herabgesetzt werden.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der borhaltige Brennstoff stromabwärts von der
Einsprühstelle für den energieärmeren Brennstoff eingespritzt wird und daß eine Gegenströmung des
borhaltigen Brennstoffs in dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Brennkammer verhindert
wird.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das übliche Verbrennungssystem
von Turbostrahltriebwerken beibehalten werden kann; es wird lediglich ein weiteres
System für den borhaltigen Brennstoff hinzugefügt. Die Anwendungsmöglichkeiten einer solchen Maschine
sind weitaus vielseitiger als diejenigen der nur mit energiereichem Brennstoff betriebenen Maschinen.
Durch die ernndungsgemäße Einspritzung des borhaltigen Brennstoffs wird die vorteilhafteste
Verbrennung erzielt, bei der die Ablagerung von Feststoffen sehr vermindert wird.
Wenn der energieärmere Brennstoff ein Kohlenwasserstoffbrennstoff
ist und die Gegenströmung der Verbrennungsluft in der Brennkammer eine Nullebene bildet, dann werden nach der Erfindung
der Kohlenwasserstoffbrennstoff stromaufwärts und der borhaltige Brennstoff stromabwärts von der
Nullebene eingespritzt. Dadurch wird jede Gegenströmung des borhaltigen Brennstoffs in dem stromaufwärts
gelegenen Abschnitt der Brennkammer verhindert.
Es ist natürlich bei Brennkammern bekannt, mehrere Einspritzstellen vorzusehen und diesen
verschiedene Brennstoffe zuzuführen. Bei den bisher bekannten Anordnungen dieser Art wurde aber
stets den stromabwärts gelegenen Einspritzstellen der energieärmere Brennstoff zugeführt.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Anlage ist in an sich bekannter
Weise mit einer Brennkammer mit einem offenen Stromabwärtsende und einem geschlossenen
Stromaufwärtsende, mit Luftzuführungseinrichtungen, welche Verbrennungsluft derart in die
Brennkammer einführen, daß die Verbrennungsluft in dem stromaufwärts gelegenen geschlossenen
Ende der Brennkammer eine Gegenströmung unter Bildung einer Nullebene bewirkt, mit einer ersten
Brennstoffdüsenanordnung stromaufwärts von der Nullebene mit einer zweiten, stromabwärts von der
ersten gelegenen Brennstoff düsenanordnung und mit Steuereinrichtungen, die den beiden Brennstoffdüsenanordnungen
Kohlenwasserstoffbrennstoff zuführen, ausgestattet. Sie kennzeichnet sich nach der Erfindung dadurch, daß die zweite Düsenanordnung
in der Brennkammer im Vergleich zu den Brennkammerabmessungen in der Nähe der stromabwärts gelegenen Seite der Nullebene angeordnet
ist und daß die Steuereinrichtungen so ausgeführt sind, daß sie der zweiten Düsenanordnung
statt des Kohlenwasserstoffbrennstoffs wahlweise borhaltigen Brennstoff bzw. eine Mischung
mit borhaltigem Brennstoff liefern.
Vorzugsweise ist für die zweite Brennstoffdüse eine Ummantelung vorgesehen, welche zur Verhinderung
von Ablagerungen Verbrennungsluft über die Fläche dieser Düse streichen läßt.
Derartige Ummantelungen für Düsen sind an sich bekannt; sie ergeben aber bei der erfindungsgemäßen
Anlage die besondere Wirkung, daß die bei. borhaltigen Brennstoffen störend in Erscheinung
tretenden Feststoff ablagerungen an den Düsen noch weiter vermindert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt
Fig. ι die Darstellung einer Brennstoffanlage für
energiereichen Brennstoff, die in Verbindung mit einer zur Zeit üblichen Brennstoffanlage bei einer
Gasturbine verwendet wird,
Fig. 2 eine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Borbrennstoffdüse bei der Brennstoffanlage
von Fig. i,
Fig. 3 eine Stirnansicht der Düse von Fig. 2,
Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer Borbrennstoffdüse
und
Fig. 5 eine Stirnansicht der Düse von Fig. 4.
In Fig. ι ist die allgemein bekannte Brennkammer
mit dem Flammrohr 10 und dem dieses umgebenden koaxialen Gehäuse 11 dargestellt. Bei
der Anwendung derartiger Brennkammern für die Strahltriebflugzeuge wird eine Folge der Brennkammern
ringförmig angeordnet, so daß sie einem (nicht gezeigten) Turbinenrad Treibgase liefern,
5 oder es wird eine einzige Brennkammer in Ringform zur Erzielung des gleichen Ergebnisses angewendet.
Das Flammrohr io ist im allgemeinen ein Rohr mit einer gewölbten Abschlußhaube 12 an
dem stromaufwärts gelegenen Ende und mit einem offenen stromabwärts gelegenen Ende, das in der
Zeichnung nicht dargestellt ist. Bei der üblichen Ausführung wird der Brennkammer ein Kohlenwasserstoffbrennstoff
über eine Einspritzeinrichtung zugeführt, z. B. die übliche Kohlenwasserstoffbrennstoffdüse
13, die im allgemeinen in der gewölbten Abschlußhaube 12 angebracht und in einer noch
zu erläuternden Weise mit einer geeigneten Brennstoffquelle verbunden ist. Die Brennstoffdüse 13
sprüht den Brennstoff in der Längsrichtung in das Flammrohr 10 ein, damit sich dieser mit der Luft
vermischt, die durch eine Anzahl von öffnungen 14 eintritt, welche in mehreren Reihen 17, 18, 19 usw.
entlang der Flammrohrwand angeordnet sind. Die Zündung des Brennstoff-Luft-Gemisches kann
durch eine geeignete Zündvorrichtung, z. B. eine Zündkerze 15, erfolgen; wenn mehrere Brennkammern
verwendet werden, kann die Zündung in an sich bekannter Weise durch eine Querverbindung
erfolgen. Die in Fig. 1 durch die öffnungen 14 verlaufenden Pfeile 16 zeigen das Luftströmungsbild
in der Brennkammer. Es ist zu erkennen, daß die durch die ersten Lochreihen 17 und 18 eintretende
Luft im allgemeinen in dem Flammrohr 10 stromaufwärts fließt, so daß sie sich mit dem aus
der Brennstoffdüse 13 kommenden Brennstoff vermischt. Zugleich tritt ein weiterer Teil der Luft,
der durch die Pfeile 22 dargestellt ist, über die verbleibenden, stromabwärts gelegenen Lochreihen
19, 20 so; in das Flammrohr 10 ein, daß sie stromabwärts
fließt. Zwischen den beiden Pfeilgruppen 16 und 22 liegt eine Nullebene oder Gleichgewichtsebene. Sie stellt den Abschnitt der Brennkammer
dar, in dem die Luftströmung als stabil angesehen werden kann und der Übergang zu der Aufwärtsströmung
und der Abwärtsströmung sehr viel weniger gewaltsam erfolgt, d. h., daß die Strömung
aus diesem stabilen Bereich die äußersten Abschnitte der Abschlußhaube 12 und die Seitenwände
der Brennkammer· nicht erreicht.
Wenn ein borhaltiger Brennstoff in eine derartige Brennkammer 10 durch die übliche Düse 13
oder im Zusammenwirken mit der Düse 13 eingeführt wird, führt die hohe Verbrennungswärme zusammen
mit der durch die Pfeile 16 angedeuteten Gegenströmung zu einer sehr starken Ablagerung
von B2O3 nicht nur auf den Wänden der Brennkammer
und dem Einlaß zu dem Turbinenrad, sondern auch an der Brennstoffdüse selbst, wodurch
ein verringerter Wirkungsgrad, ein Verstopfen und ein unsicherer Betrieb hervorgerufen werden.
Ferner tritt wegen der hohen Wärmeentwicklung des borhaltigen Brennstoffs in dem vorderen Abschnitt
der Brennkammer, der weniger Luft als der stromabwärts gelegene Abschnitt der Brennkammer
erhält, eine beträchtliche Temperatur auf.
In Übereinstimmung mit der hohen Wärmeabgabe und der schnellen Verbrennung des borhaltigen
Brennstoffs wurde festgestellt, daß der Verbrennungswirkungsgrad von borfialtigern Brennstoff
dadurch vergrößert werden kann, daß dieser in das Flammrohr 10 an Stellen, die im Abstand
stromabwärts von der Abschlußhaube 12 liegen, näher bei dem idealen oder stöchiometrischen
Mischungsverhältnis eingeführt wird. Solche Stellen können stromabwärts bis zu einem Abstand
von 25 cm von dem Ende des Flammrohrs 10 liegen, wobei in der Strecke von 25 cm eine vollständige
Verbrennung und Wärmefreigabe eintritt. Eine bevorzugte Stelle für die getrennten Düsen oder
Einspritzvorrichtungen für den borhaltigen Bremistoff liegt in der Seitenwand der Brennkammer an
einer stromabwärts gelegenen Stelle, an der die Gegenströmung in der Brennkammer ein Minimum
besitzt. Insbesondere wurde festgestellt, daß diese Stelle im allgemeinen bei der Nullebene der Brennkammer
beginnt und daß die Borbrennstoffdüsen in der Nähe der Nullebene nach innen ragen sollen,
so daß sie Brennstoff in die Brennkammer etwa senkrecht zu der darin erfolgenden axialen Strömung
des Brennstoff-Luft-Gemisches einführen.
Ein Beispiel für die bevorzugte Lage ist in Fig. 1 durch die Borbrennstoffdüsen 25 angedeutet. Durch
diese Anordnung wird verhindert, daß die bei der Verbrennung des energiereichen Brennstoffs auftretenden
außerordentlich hohen Temperaturen das Flammrohr beschädigen, da dem stromabwärts gelegenen Abschnitt des Flammrohrs eine größere
Kühlluftmenge zugeführt wird und ferner wenig oder gar nichts von dem energiereichen Brennstoff
von der Gegenströmung eingefangen wird, was sonst zu starken Ablagerungen an den Brennkammerwänden
und zu einer Verstopfung der Kohlenwasserstoffbrennstoffdüse führen würde.
Eine bevorzugte Stelle für die Borbrennstoffdüse liegt in der Nähe der Nullebene stromabwärts von
dieser, wodurch eine Gegenströmung vermieden wird; vorzugsweise sind die Düsen paarweise angeordnet,
beispielsweise vier Düsen, die um den Umfang der Brennkammer in Abständen von 900
verteilt sind. Diese besondere Anordnung ist in Fig. ι gezeigt.
Weitere Veränderliche, die die Feststoffablagerungen in der Brennkammer beeinflussen, sind die
Form der Brennstoffdüse und die Umgebungstemperatur. Abänderungen in der Ausführung der
Düse führen direkt zu Veränderungen in den Feststoffablagerungen. Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung besitzt die Düse einen Luftmantel, durch den die eintretende Luft so abgelenkt wird,
daß sie quer über die Düsenfläche streicht und zur iao
Verhinderung der Bildung von Ablagerungen beiträgt. Durch Versuche wurde festgestellt, daß eine
nicht ummantelte oder glatt eingebaute Düse innerhalb weniger Minuten nach Beginn der Verbrennung
verstopft ist. Eine Ummantelung der Brennstoffdüsen für den energiereichen Brennstoff kann
auch dort erwünscht sein, wo die Temperaturen in der Umgebung der Brennstoffdüse so<
hoch sind, daß eine Pyrolyse des Brennstoffs innerhalb der Düse selbst eintritt.
Eine bevorzugte Form einer Borbrennstoffdüse ist in Fig. 2 und 3 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist in dem Gehäuse 11 und dem Flammrohr 10 eine senkrecht befestigte, sich radial erstreckende Düse 25 angebracht. Ein konzentrisches Rohr 40 umgibt die Düse 25; dieses Rohr besitzt eine Öffnung 41 an der Unterseite und eine Öffnung
Eine bevorzugte Form einer Borbrennstoffdüse ist in Fig. 2 und 3 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist in dem Gehäuse 11 und dem Flammrohr 10 eine senkrecht befestigte, sich radial erstreckende Düse 25 angebracht. Ein konzentrisches Rohr 40 umgibt die Düse 25; dieses Rohr besitzt eine Öffnung 41 an der Unterseite und eine Öffnung
42 an der Seite. Ein weiterer, trogförmiger Rohrabschnitt 43 ist rings um das Rohr 40 angeordnet.
Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Luft aus dem Raum 44 zwischen, dem Gehäuse 11 und
dem Flammrohr 10 in die öffnung 42 eintritt, so daß sie die Düse 25 umströmt und kühlt, während
gleichzeitig Luft durch den trogförmigen Abschnitt
43 abgelenkt und der Luft hinzugefügt wird, welche durch die öffnung 42 eintritt, so daß eine zusammengesetzte
Luftströmung quer über die Düsenfläche erhalten wird.
In Fig. 4 und 5 ist eine abgeänderte Form einer Borbrennstoffdüse dargestellt, mit der gute Ergebnisse
erzielt wurden und die im wesentlichen über einen weiten Betriebsbereich frei von schädlichen
Ablagerungen bleibt. Bei der Ausführungsform von Fig. 4 ist eine Borbrennstoffdüse 50 in dem
Gehäuse 11 und dem Flammrohr 10 angebracht.
Eine erhabene Fläche oder Ablenklippe 51 ist aus der Auskleidung 10 ausgestanzt oder auf andere
Weise so an ihr befestigt, daß sie eine Düsenöffnung 52 teilweise umgibt. Die Düse 50 ist in einer
Öffnung53 in dem Gehäusen so eingesetzt und
befestigt, daß sie durch diese Öffnung bis zu einer entsprechenden Öffnung 54 oder einer anderen
Halteeinrichtung an der Lippe 51 ragt und Brennstoff in das Innere des Flammrohrs 10 einsprüht.
Die zwischen dem Flammrohr 10 und dem Gehäuse 11 strömende Luft wird durch die Lippe 51 so abgelenkt,
daß sie quer über die Düsenfiäche streicht. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung,
die in Fig. 1 dargestellt ist, sind vier Düsen 25 für borhaltigen Brennstoff rings um den Umfang
des Gehäuses 11 in Abständen von 900 angeordnet.
Sie erhalten Brennstoff von einer gemeinsamen Verteileranordnung 26. Die Borbrennstoffdüsen
sprühen den Brennstoff annähernd bei der stromabwärts gelegenen Seite der Nullebene des
Flammrohres 10 ein, wobei der Bereich, in dem die Düsen angeordnet sein können, die Nullebene einschließt
und sich von dieser bis zu einer bestimmten stromabwärts gelegenen Stelle erstreckt.
Für die Erfindung können verschiedene an sich bekannte Brennstoffanlagen und Steuereinrichtungen
verwendet werden. Eine Form einer derartigen Brennstoffanlage ist schematisch bei 30 in Fig. 1
dargestellt. Sie enthält einen Tank 31 für Kohlenwasserstoffbrennstoff
und einen Tank 32 für borhaltigen Brennstoff. Bei dem gezeigten Beispiel ist
der Tank 31 über eine Leitung 33 mit der Brennstoffdüse 13 verbunden, wodurch dieser Düse direkt
Kohlenwasserstoffbrennstoff zugeführt werden kann. Der Kohlenwasserstoffbrennstofftank 31 ist
ferner gemeinsam mit dem Borbrennstofftank 32 über Leitungen 34 bzw. 35 mit einer Steuereinrichtung
36 verbunden. Die Steuereinrichtung 36 kann ein an sich bekanntes Verbindungs- und Mischventil
enthalten, das für die vorliegende Erfindung nicht näher erläutert zu werden braucht. Die
Steuereinrichtung 36 liefert den Brennstoff zu dem Verteiler 26 und den Borbrennstoffdüsen 25 über
eine Leitung 37.
Die Anpassungsfähigkeit einer derartigen Anordnung erlaubt verschiedene erwünschte Verbrennungsvorgänge.
Beispielsweise kann Kohlenwasserstoffbrennstoff durch das eine oder das andere System zugeführt werden, oder es kann
Kohlenwasserstoffbrennstoff über die Düse 13 und energiereicher Brennstoff über die Düsen 25 zügeführt
werden, oder es kann auch eine Mischung aus borhaltigem Brennstoff und Kohlenwasserstoffbrennstoff
über die Düsensätze 25 oder einen davon eingeführt werden. Der in der Beschreibung verwendete
Ausdruck »borhaltiger Brennstoff« kann daher einen Borbrennstoff und/oder eine Mischung
aus Borbrennstoff und Kohlenwasserstoffbrennstoff bezeichnen.
Bei dem zuvor beschriebenen System mit einer Einspritzung von energiereichem borhaltigem
Brennstoff an bevorzugten Stellen in Verbindung mit einem üblichen Kohlenwasserstoffbrennstoffsystem
werden die Feststoffablagerungen aus dem energiereichen Brennstoff auf ein Mindestmaß
herabgesetzt und die Gesamtleistung des Strahltriebwerks beträchtlich erhöht. Feststoffablagerungen
aus borhaltigen Brennstoffen stellen ein schwerwiegendes Problem für die wirksame Anwendung
dieses Brennstoffs in einer Brennkammer dar, da sich die Feststoffablagerungen sehr schnell bilden
und nicht nur die Brennkammer, die zugehörigen Einrichtungen, Leitschaufeln, Turbinenräder u. dgl.
überziehen, sondern auch die Brennstoff düsen nach Beginn der Verbrennung sehr schnell verstopfen.
Diese Ablagerungen sind ferner auch an anderen Flächen schädlich, an denen sie durch Pyrolyse
verursacht werden, wenn das Brennstoffsystem für den borhaltigen Brennstoff nicht verwendet wird
oder abgeschaltet ist. Die Düsen und Leitungen enthalten in gewisser Menge Brennstoffreste, und
Teile dieser Leitungen und Düsen liegen in dem Bereich verhältnismäßig hoher Temperaturen.
Diese Bedingungen tragen zu der Pyrolyse des Brennstoffs und zur Verstopfung der Leitungen
und Düsen bei. Es ist daher sehr wichtig, bei einem absatzweisen Betrieb oder Mehrfachbetrieb des
Borbrennstoffsystems Maßnahmen zur Verhinderung einer Pyrolyse nach dem Betrieb des Systems
zu treffen. Hierzu können verschiedene Mittel angewendet werden, zu denen mechanische Vorrichtungen,
Ausspülen usw. gehören. Eine bevorzugte Maßnahme für die erfindungsgemäße Anordnung
ist das Ausspülen mit dem energiearmen Kohlenwasserstoffbrennstoff.
Insbesondere wurde festgestellt, daß bei dem gekoppelten Brennstoffsystem nach dem Ende des Betriebs des Borbrennstoff-
systems ein kurzzeitiger Betrieb dieses Borbrennstoffsystems mit dem energiearmen Kohlenwasserstoffbrennstoff
im wesentlichen das Problem der Pyrolyse dadurch beseitigt, daß der borhaltige Brennstoff aus den Bereichen hoher Temperatur
entfernt wird. Beste Ergebnisse werden auch erzielt, wenn das System dadurch vorgewärmt wird,
daß darin energiearmer Brennstoff verbrannt wird, bevor der borhaltige Brennstoff eingeführt wird.
ίο Die erfindungsgemäße Lehre ist nicht auf Brennkammern
der beschriebenen Art beschränkt, sondern sie eignet sich ganz allgemein für Brennkammern
aller Art. Ein Beispiel hierfür ist der »Nachbrennerbetrieb«, bei dem Brennstoff in den
Abgasabschnitt eines Strahltriebwerkes eingesprüht und zur Erhöhung der Schubkraft verbrannt wird.
Da der Abgasabschnitt im Vergleich zu den einzelnen Brennkammern des Hauptbrennstoffsystems
verhältnismäßig groß ist, kann der energiereiche Brennstoff im allgemeinen in den stromaufwärts
gelegenen oder in den stromabwärts gelegenen Abschnitt eingeführt werden, solange eine Gegenströmung
vermieden wird. Wenn Flammhalter angewendet werden, sollte der borhaltige Brennstoff
so weit stromabwärts von diesen eingeführt werden, daß eine volle Verbrennung noch stattfinden
kann, bevor ein Verlust durch den Auslaß eintritt. In der stromaufwärtigen Richtung soll die Brennstoffeinsprühung
an einer Stelle stattfinden, welche eine im wesentlichen vollständige Verbrennung vor
Erreichen des Flammhalters ermöglicht.
Claims (7)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Verfahren zur Verbrennung eines borhaltigen Brennstoffs und eines energieärmeren Brennstoffs in einer Brennkammer, wobei der energieärmere Brennstoff in dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Brennkammer eingesprüht und gezündet wird, dadurch gekenn zeichnet, daß der borhaltige Brennstoff stromabwärts von der Einsprühstelle für den energieärmeren Brennstoff eingespritzt wird und daß eine Gegenströmung des borhaltigen Brennstoffs in dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Brennkammer verhindert wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der energieärmere Brennstoff ein Kohlenwasserstoffbrennstoff ist und die Gegenströmung der Verbrennungsluft in der Brennkammer eine Nullebene bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoffbrennstoff stromaufwärts von der Nullebene und der borhaltige Brennstoff stromabwärts von der Nullebene eingespritzt werden.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstofifbrennstoff vor Einführung des borhaltigen Brennstoffs in die Verbrennungskammer zuerst gezündet wird und daß das Brennstoffsystem für den borhaltigen Brennstoff nach dem Ende der Einspritzung des borhaltigen Brennstoffs mit Kohlenwasserstoffbrennstoff gespült wird.
- 4. Doppelbrennstoffanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Brennkammer mit einem offenen Stromabwärtsende und einem geschlossenen Stromaufwärtsende, mit Luftzuführungseinrichtungen, welche Verbrennungsluft derart in die Brennkammer einführen, daß die Verbrennungsluft in dem stromaufwärts gelegenen geschlossenen Ende der Brennkammer eine Gegenströmung unter Bildung einer Nullebene bewirkt, mit einer ersten Brennstoff düsenanordnung stromaufwärts von der Nullebene mit einer zweiten, stromabwärts von der ersten gelegenen Brennstoffdüsenanordnung und mit Steuereinrichtungen, die den beiden Brennstoffdüsenanordnungen Kohlenwasserstoffbrennstoff zuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Düsenanordnung in der Brennkammer im Vergleich zu den Brennkammerabmessungen in der Nähe der stromabwärts gelegenen Seite der Nullebene angeordnet ist und daß die Steuereinrichtungen so ausgeführt sind, daß sie der zweiten Düsenanordnung statt des Kohlenwasserstoffbrennstoffs wahlweise borhaltigen Brennstoff bzw. eine Mischung mit borhaltigem Brennstoff liefern.
- 5. Doppelbrennstoff anlage gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die zweite Brennstoffdüse eine Ummantelung vorgesehen ist, welche zur Verhinderung von Ablagerungen Verbrennungsluft über die Fläche dieser Düse streichen läßt.
- 6. Doppelbrennstoffanlage gemäß Anspruch^ oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Brennstoffdüse im wesentlichen rohrförmig ist und daß die Brennstoffdüse konzentrisch von einem rohrförmigen Abschnitt umgeben ist, der an der Seite mit einer stromaufwärts gerichteten öffnung versehen ist, so daß Verbrennungsluft eintritt, die Brennstoffdüse zur Kühlung umströmt und dann zusammen mit dem Brennstoff aus der Düse in die Brennkammer eintritt.
- 7. Doppelbrennstoffanlage gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein den rohrförmigen Abschnitt umgebender trogförmiger Abschnitt vorgesehen ist, der eine stromaufwärts gelegene öffnung aufweist, um die Verbrennungsluft rings um den rohrförmigen Abschnitt abzulenken.In Betracht gezogene Druckschriften:Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 021 646;britische Patentschrift Nr. 824306;USA.-Patentschriften Nr. 2 847 825, 2 601 000;»Mechanical Engineering«, 80. Band, Nr. 9 (September 1958), S. 55 bis 59;»TheAeroplane«, 94.Band, Nr.2425 (21.2.1958), S. 241 bis 243.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 309 735/11 11.63
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