DE99828T1 - Vorrichtung zur verbrennung von brennbaren fluiden mit luftinduktion und verfahren. - Google Patents

Vorrichtung zur verbrennung von brennbaren fluiden mit luftinduktion und verfahren.

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Gerard F-95530 La Frette S/ Seine Mougey
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PATENTANWALT DIPL.-ING. WOLF D. OEDEKOVEN U ü 9 9 ö 2 B EP 85 401 472.2 O7.O5.1984 vom 18.07.1983 Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Strömungsmittelgemischverbrennung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen oder mehrere Antriebsströmungsmittelinjektoren (6) mit einem um die Mittelachse angeordneten ringförmigen Querschnitt aufweist, an dessen Ausgang ein ein Venturirohr bildender Brennerkörper (1, 2, 3, 4) angeordnet ist, auf den ein aerodynamischer Flammenhalter (5) mit Mündung folgt, welcher an dem dem Injektionsende (1) gegenüberliegenden Ende des Brennerkörpers angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit mehreren ringförmigen Injektoren (6) unterschiedlicher Querschnitte, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Injektor so bemessen ist, daß er selbst einen Trichterkörper für die stromauf in der Strömungsmittelströmung liegende Injektionsdüse bildet.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche.1 und 2, dadurch gekennze ichne t, daß der bzw. die Injektoren (6) eine Verengung aufweisen, welche stromauf von ihrer Injektionsöffnung einen Hals (7) eines konvergierenden und dann divergierenden Kanals definiert.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Hals (7) folgende divergierende Kanalabschnitt einen Spitzenwinkel ((X. ^) zwischen O und 24° aufweist.
5- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand jedes Injektors (6), welche dessen Achse X'-X am nächsten liegt, einen zu dieser Achse parallelen Abschnitt aufweist, der in einem divergierenden Abschnitt mit einem Winkel (&,,) von im wesentlichen 7° endet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Ringquerschnitt s in Höhe des Halses jedes Injektors, der Ringquerschnitt s. in Höhe der Öffnung jedes Injektors und der Querschnitt S des unmittelbar stromab des Injektors gelegenen Mischers den folgenden Bedingungen genügen:
1 i- Si/sc * 2
50 f Sm/sc t 300
Sm/sc = 1/R.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Injektor mit ringförmigem Querschnitt von einem Bündel zylindrischer Rohre gebildet sein kann, die ringförmig an der Außenfläche eines die Trichterkörperfunktion erfüllenden Mantels aus Metall oder feuerfestem Material angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einenl· der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennz ei chne t, daß entlang der Achse der Injektionseinrichtung bzw. Injektionseinrichtungen (6) ein Einlaß (8) für Zusatzluft vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkörper in Richtung vom Einlaßende zum Auslaßende einen vorzugsweise in Strömungsrichtung des Gases konvergierenden Lufteinlaß (1), einen
zu diesem Lufteinlaß (1) koaxialen und daran anschließenden zylindrischen Mischer (2) und einen zu diesem Mischer koaxialen und daran anschließenden divergierenden Abschnitt aufweist, welcher einen Gasdiffusor (3) bildet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Brennerkörper ein sich stromab trompetenförmig erweiterndes stetiges Profil aufweist, wobei der Winkel (0( ) am Ende des divergierenden Abschnitts (3a) höchstens gleich 20° ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (11) des Flammenhalters (5) ein kegelstumpfförmiges Profil mit einem Spitzenwinkel zwischen 10° und 35° oder gegebenenfalls ein Evolutenprofil mit einem Spitzenwinkel von 90° bezüglich der Achse aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, daaurch gekennzeichnet, daß der Flammenhalter (5) zwei zueinander koaxiale zylindrische Abschnitte (5a, 5t>) unterschiedlicher Länge aufweist, welche durch einen ringförmigen Abschnitt verbunden sind, wobei der an beiden Enden offene, kürzere Zylinder (5a) an das stromabwärts gelegene Ende des Diffusors (3) angeschlossen ist, vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines zylindrischen, einen Stabilisator für die Gasgeschwindigkeit bildenden Elementes (4), und wobei der die beiden Zylinder (5a, 5t>) verbindende ringförmige Abschnitt (9) sich senkrecht zur Achse des Diffusors (3) am Umfang des Endes desselben bzw. des dieses Ende verlängernden zylindrischen Stabilisators erstreckt.
13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Abschnitt (5a) des Flainmenhalters (5) mit Durchtrittsöffnungen (10) für das
brennbare Gasgemisch versehen ist.und daß der zylindrische Abschnitt (5b) gegebenenfalls mit Durchtrittsöffnungen für Luft versehen ist, falls der Brenner ohne Stau-Überdruck
arbeitet.
14. Verwendung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, "bei welcher das brennbare Strömungsmittel ein kohlenstoffhaltiges Gas oder fein zerstäubter Brennstoff oder ein Restgas aus einer Industrieanlage oder ein von der Kohlevergasung herrührendes Gas ist.
15· Verwendung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welcher das injizierte Antriebsströmungsmittel aus unter Druck stehendem Dampf besteht und das induzierte Strömungsmittel bzw. die induzierten Strömungsmittel aus
brennbarem Strömungsmittel und Luft oder Sauerstoff bestehen, welche als Gemisch oder voneinander getrennt zugeführt werden können.
16. Verwendung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welcher die Vorrichtung als Vergaser arbeitet und Luft oder Sauerstoff als Antriebsströmungsmittel sowie brennbares Strömungsmittel als induziertes Strömungsmittel zugeführt werden. :
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