EP0520163B1 - Combustion device for combustible materials - Google Patents

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EP0520163B1
EP0520163B1 EP92107547A EP92107547A EP0520163B1 EP 0520163 B1 EP0520163 B1 EP 0520163B1 EP 92107547 A EP92107547 A EP 92107547A EP 92107547 A EP92107547 A EP 92107547A EP 0520163 B1 EP0520163 B1 EP 0520163B1
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combustion air
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combustion
air
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Hans Prof. Dr.-Ing. Ruscheweyh
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Balcke Duerr AG
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Balcke Duerr AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields

Definitions

  • the invention relates to a device for burning combustible materials with a fuel nozzle and at least one air supply duct for the separate supply of combustion air.
  • the invention has for its object to provide a device for burning combustible substances, in particular for the disposal of chemical substances by combustion, in which the fuel is fed to a fuel nozzle and the combustion air separately via at least one air supply channel and which is also with difficult and changing boundary conditions a complete burn should ensure.
  • the solution to this problem by the invention is characterized in that at least one vortex installation surface producing a leading edge vortex system in the combustion air and / or in the fuel jet is arranged in the outlet region of the fuel nozzle and the air supply duct.
  • the arrangement of at least one vortex installation surface according to the invention results in a leading edge vortex system which, through a targeted, intensive and timely combination of fuel and combustion air, produces complete combustion within the flame core which forms, so that incomplete combustion with the result of fuel residues in the flue gas among all Circumstances is avoided.
  • the vortex installation surface according to the invention can be arranged either in the flow cross section of the combustion air or the fuel; it can be arranged within the channel cross section for the combustion air or for the fuel or in the flow direction of combustion air or fuel behind the channel. If the arrangement of the vortex installation surface takes place behind the actual duct, a position or configuration of the vortex installation surface in the flow cross section of both the combustion air and the fuel can be selected.
  • the vortex installation surface for producing the leading edge vortex system can be designed with straight or curved leading edges, for example in the form of a delta or rhombus or a circular or oval disc. Furthermore, it is possible according to the invention to arrange a plurality of such vortex installation surfaces distributed over the circular or annular flow cross section of the fuel and / or the combustion air.
  • the vortex installation surface creates a stationary, three-dimensional leading edge vortex system, which ensures a very quick and intensive mixture of fuel and combustion air and is therefore the cause of a complete combustion of the fuel.
  • the respective design and arrangement of the vortex installation surface or vortex installation surfaces can be tailored to the individual case.
  • FIGS. 1 to 4 each schematically show a fuel nozzle 1 which, in all exemplary embodiments, is arranged centrally in an air supply duct 2.
  • the combustible material emerging from the fuel nozzle 1 is to be burned while supplying the combustion air emerging from the air supply duct 2, it also being conceivable that primary air has already been added to the combustible substance supplied to the fuel nozzle 1.
  • a delta-shaped vortex installation surface 3 is arranged in the first exemplary embodiment according to FIG. 1, which is oriented obliquely to the direction of flow of the fuel and the combustion air and has such large dimensions that, according to the end view in FIG lies in the flow cross-section of the fuel as well as the combustion air.
  • a total of four triangular vortex installation surfaces 4 are arranged behind the annular mouth of the air supply duct 2. These vortex installation surfaces 4, which are evenly distributed over the circumference of the air supply duct 2, also produce leading edge vortex systems, as shown in the right part of FIG. 2, which mix the combustion air emerging from the air supply duct 2 over a short mixing distance with the flow of the combustible substance emerging from the fuel nozzle 1, so that Complete combustion is also achieved in this case.
  • the third exemplary embodiment according to FIG. 3 shows an arrangement of a likewise triangular vortex mounting surface 5 which differs from the previously described exemplary embodiments.
  • This also results in an intensive mixing of fuel and combustion air due to a stationary leading edge vortex system, which is primarily generated in the flow of fuel, but causes an intensive admixture of the combustion air surrounding the fuel by the stationary vortex, so that even in this embodiment within a very short mixing distance such a sufficient admixture of combustion air to the fuel that there is a complete combustion of the combustible material.
  • swirl installation surfaces 6 and 7 are arranged both inside the mouth of the fuel nozzle 1 and the air supply duct 2.
  • a total of six triangular swirl installation surfaces 7 are arranged uniformly distributed in the annular mouth region of the air supply duct 2.
  • leading edge vortex systems with stationary vortices are generated both in the fuel emerging from the fuel nozzle 1 and in the combustion air emerging from the air supply duct 2, which altogether bring about a complete mixing of fuel and combustion air by their meeting within a very short mixing distance, so that this too Embodiment a complete combustion of the combustible material is achieved.
  • 5 to 8 show preferred embodiments of the vortex installation surfaces.
  • 5 shows a delta-shaped or triangular vortex installation surface 3 already shown in FIGS. 1 to 4, whereas the vortex installation surface 8 is designed as a rhombus.
  • the vortex installation surface 6 according to FIG. 7 is - as already drawn in FIG. 4 - oval;
  • Fig. 8 shows a circular vortex installation surface 9. All these embodiments have in common that when they are set at an acute angle to the direction of flow, they generate a vortex system with their first flowed leading edges, which consists of stationary vortexes and thus a very short mixing distance intensive but low-loss mixing results.

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Abstract

The invention relates to a combustion device for combustible materials, with a fuel nozzle (1) and at least one air-supply duct (2) for the separate supply of combustion air. In order to ensure complete combustion even in difficult and changing boundary conditions, there is arranged in the outlet region of the fuel nozzle (1) and of the air-supply duct (2) at least one built-in swirl surface (3) which creates a leading-edge swirl system in the combustion air and/or in the fuel jet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbrennen brennbarer Stoffe mit einer Brennstoffdüse und mindestens einem Luftzufuhrkanal zur separaten Zufuhr von Verbrennungsluft.The invention relates to a device for burning combustible materials with a fuel nozzle and at least one air supply duct for the separate supply of combustion air.

Bei der Verbrennung brennbarer Stoffe hängt die Qualität der Verbrennung im wesentlichen von der rechtzeitigen und vollständigen Mischung des Stoffes mit der Verbrennungsluft ab. Eine unvollständige Verbrennung tritt immer dann auf, wenn eine zu späte und zu geringe Zufuhr von Sauerstoff in den sich ausbildenden Flammenkern erfolgt. Die Folge einer unvollständigen Verbrennung sind Rückstände des zu verbrennenden Stoffes im Rauchgas.When burning combustible substances, the quality of the combustion depends essentially on the timely and complete mixing of the substance with the combustion air. Incomplete combustion always occurs when there is too late and too little supply of oxygen to the flame core that forms. The result of incomplete combustion are residues of the substance to be burned in the flue gas.

Sofern die Verbrennung eines Stoffes zum Zwecke der Energieerzeugung erfolgt, verringert die unvollständige Verbrennung den Gesamtwirkungsgrad. Wird dagegen die Verbrennung der Stoffe zur Entsorgung von chemischen Stoffen verwendet, ergibt sich zusätzlich zur Wirkungsgradverschlechterung die Gefahr einer Umweltbelastung.If a substance is burned for the purpose of energy production, the incomplete combustion reduces the overall efficiency. If, on the other hand, the incineration of the substances is used to dispose of chemical substances, there is a risk of environmental pollution in addition to the deterioration in efficiency.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verbrennen brennbarer Stoffe, insbesondere zur Entsorgung von chemischen Stoffen durch Verbrennung zu schaffen, bei welcher der Brennstoff einer Brennstoffdüse und die Verbrennungsluft separat über mindestens einen Luftzufuhrkanal zugeführt wird und die auch bei schwierigen und sich verändernden Randbedingungen eine vollständige Verbrennung sicherstellen soll.The invention has for its object to provide a device for burning combustible substances, in particular for the disposal of chemical substances by combustion, in which the fuel is fed to a fuel nozzle and the combustion air separately via at least one air supply channel and which is also with difficult and changing boundary conditions a complete burn should ensure.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Austrittsbereich der Brennstoffdüse und des Luftzufuhrkanals mindestens eine ein Vorderkantenwirbelsystem in der Verbrennungsluft und/oder im Brennstoffstrahl erzeugende Wirbeleinbaufläche angeordnet ist.The solution to this problem by the invention is characterized in that at least one vortex installation surface producing a leading edge vortex system in the combustion air and / or in the fuel jet is arranged in the outlet region of the fuel nozzle and the air supply duct.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung mindestens einer Wirbeleinbaufläche ergibt sich ein Vorderkantenwirbelsystem, das durch eine gezielte, intensive und zeitlich frühe Zusammenführung von Brennstoff und Verbrennungsluft eine vollständige Verbrennung innerhalb des sich ausbildenden Flammenkerns erzeugt, so daß eine unvollständige Verbrennung mit der Folge von Brennstoffrückständen im Rauchgas unter allen Umständen vermieden wird.The arrangement of at least one vortex installation surface according to the invention results in a leading edge vortex system which, through a targeted, intensive and timely combination of fuel and combustion air, produces complete combustion within the flame core which forms, so that incomplete combustion with the result of fuel residues in the flue gas among all Circumstances is avoided.

Aus DE-A-2 155 345 und "Verbrennung und Feuerung" R.Günther, Springer-Verlag, 1974, Seiten 179-180 sind zwar Vorrichtung nach dem Gattungsbegriff bekannt; das dort als Flammenhalter dienende Flächenelement erzeugt jedoch kein Vorderkantenwirbelsystem, sondern mit seiner gesamten umlaufenden Kante einen Strömungsnachlauf, der eine Rückströmzone bildet, die nur an ihrer äußeren Grenzfläche eine turbulente Mischung zur Folge hat. Diese auch als Totwassergebiet bezeichnete Zone verharrt ortsfest hinter dem Flächenelement und verursacht somit keine signifikante Mischung von Brennstoff und VerbrennungsluftFrom DE-A-2 155 345 and "combustion and firing" R. Günther, Springer-Verlag, 1974, pages 179-180 device according to the generic term are known; however, the surface element serving as the flame holder there does not produce a leading edge vortex system, but rather with its entire peripheral edge a flow wake which forms a backflow zone which results in a turbulent mixture only at its outer interface. This zone, also known as the dead water area, remains stationary behind the surface element and therefore does not cause a significant mixture of fuel and combustion air

Die erfindungsgemäße Wirbeleinbaufläche kann entweder im Strömungsquerschnitt der Verbrennungsluft oder des Brennstoffes angeordnet sein; sie kann innerhalb des Kanalquerschnittes für die Verbrennungsluft bzw. für den Brennstoff oder in Strömungsrichtung von Verbrennungsluft bzw. Brennstoff hinter dem Kanal angeordnet werden. Sofern die Anordnung der Wirbeleinbaufläche hinter dem eigentlichen Kanal erfolgt, kann eine Lage bzw. Ausbildung der Wirbeleinbaufläche im Strömungsquerschnitt sowohl der Verbrennungsluft als auch des Brennstoffes gewählt werden.The vortex installation surface according to the invention can be arranged either in the flow cross section of the combustion air or the fuel; it can be arranged within the channel cross section for the combustion air or for the fuel or in the flow direction of combustion air or fuel behind the channel. If the arrangement of the vortex installation surface takes place behind the actual duct, a position or configuration of the vortex installation surface in the flow cross section of both the combustion air and the fuel can be selected.

Die Wirbeleinbaufläche zur Erzeugung des Vorderkantenwirbelsystems kann mit geraden oder gebogenen Vorderkanten ausgebildet sein, beispielsweise in der Form eines Deltas oder Rhombus oder einer Kreis- oder Ovalscheibe. Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, mehrere derartige Wirbeleinbauflächen über den kreis- bzw. ringförmigen Strömungsquerschnitt des Brennstoffes und/oder der Verbrennungsluft verteilt anzuordnen.The vortex installation surface for producing the leading edge vortex system can be designed with straight or curved leading edges, for example in the form of a delta or rhombus or a circular or oval disc. Furthermore, it is possible according to the invention to arrange a plurality of such vortex installation surfaces distributed over the circular or annular flow cross section of the fuel and / or the combustion air.

In jedem dieser Fälle erzeugt die Wirbeleinbaufläche ein stationäres, dreidimensionales Vorderkantenwirbelsystem, das für eine sehr schnelle und intensive Mischung von Brennstoff und Verbrennungsluft sorgt und damit Ursache für eine vollständige Verbrennung des Brennstoffes ist. Die jeweilige Gestaltung und Anordnung der Wirbeleinbaufläche bzw. Wirbeleinbauflächen kann hierbei auf den Einzelfall abgestimmt werden.In each of these cases, the vortex installation surface creates a stationary, three-dimensional leading edge vortex system, which ensures a very quick and intensive mixture of fuel and combustion air and is therefore the cause of a complete combustion of the fuel. The respective design and arrangement of the vortex installation surface or vortex installation surfaces can be tailored to the individual case.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Verbrennungsvorrichtung schematisch dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1
ein erstes Ausführungsbeispiel anhand einer schematischen Seitenansicht sowie einer Vorderansicht bei Verwendung einer im Strömungsquerschnitt sowohl der Verbrennungsluft als auch des Brennstoffes angeordneten Wirbeleinbaufläche,
Fig. 2
eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform mit insgesamt vier im Strömungsquerschnitt hinter dem Luftzufuhrkanal angeordneten Wirbeleinbauflächen,
Fig. 3
eine weitere Darstellung entsprechend den Fig. 1 und 2 einer dritten Ausführungsform mit einer im Strömungsquerschnitt hinter der Brennstoffdüse angeordneten Wirbeleinbaufläche,
Fig. 4
eine den Fig. 1 bis 3 entsprechende Darstellung einer vierten Ausführungsform, bei der eine Wirbeleinbaufläche im Austrittsbereich der Brennstoffdüse und insgesamt sechs Wirbeleinbauflächen im Austrittsquerschnitt des Luftzufuhrkanals angeordnet sind,
Fig. 5
eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Wirbeleinbaufläche,
Fig. 6
eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer derartigen Wirbeleinbaufläche,
Fig. 7
eine Draufsicht auf eine ovale Wirbeleinbaufläche und
Fig. 8
eine Draufsicht auf eine kreisförmige Wirbeleinbaufläche.
Several exemplary embodiments of the combustion device according to the invention are shown schematically in the drawing, namely:
Fig. 1
1 shows a first exemplary embodiment based on a schematic side view and a front view when using a vortex installation surface arranged in the flow cross section of both the combustion air and the fuel,
Fig. 2
1 corresponding representation of a second embodiment with a total of four vortex installation surfaces arranged in the flow cross section behind the air supply duct,
Fig. 3
1 shows a further representation corresponding to FIGS. 1 and 2 of a third embodiment with a vortex installation surface arranged behind the fuel nozzle in the flow cross section,
Fig. 4
1 to 3 corresponding representation of a fourth embodiment in which a vortex installation area in the outlet region of the fuel nozzle and a total of six vortex installation surfaces are arranged in the outlet cross section of the air supply duct,
Fig. 5
2 shows a plan view of a first embodiment of a vortex installation surface,
Fig. 6
2 shows a plan view of a second embodiment of such a vortex installation surface,
Fig. 7
a plan view of an oval peg installation surface and
Fig. 8
a plan view of a circular peg installation area.

Die vier Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 bis 4 zeigen schematisch jeweils eine Brennstoffdüse 1, die bei allen Ausführungsbeispielen zentrisch in einem Luftzufuhrkanal 2 angeordnet ist. Der aus der Brennstoffdüse 1 austretende brennbare Stoff soll unter Zufuhr der aus dem Luftzufuhrkanal 2 austretenden Verbrennungsluft verbrannt werden, wobei es auch denkbar ist, daß bereits dem der Brennstoffdüse 1 zugeführten brennbaren Stoff Primärluft zugegeben worden ist.The four exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4 each schematically show a fuel nozzle 1 which, in all exemplary embodiments, is arranged centrally in an air supply duct 2. The combustible material emerging from the fuel nozzle 1 is to be burned while supplying the combustion air emerging from the air supply duct 2, it also being conceivable that primary air has already been added to the combustible substance supplied to the fuel nozzle 1.

Um eine vollständige und rückstandsfreie Verbrennung zu erzielen, ist beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine deltaförmige Wirbeleinbaufläche 3 angeordnet, die schräg zur Strömungsrichtung des Brennstoffes und der Verbrennungsluft ausgerichtet ist und derart große Abmessungen aufweist, daß sie gemäß der Stirnansicht in Fig. 1 sowohl im Strömungsquerschnitt des Brennstoffes als auch der Verbrennungsluft liegt. Die beiden spitzwinklig zueinander verlaufenden Vorderkanten dieser Wirbeleinbaufläche 3 erzeugen ein stationäres Vorderkantenwirbelsystem, das innerhalb einer sehr kurzen Mischstrecke zu einer sehr intensiven Vermischung von Brennstoff und Verbrennungsluft führt. Dem Kern der in Fig. 1 eingezeichneten Flamme wird auf diese Weise rechtzeitig ausreichend viel Verbrennungsluft zugeführt, so daß sich eine rückstandsfreie Verbrennung ergibt.In order to achieve complete and residue-free combustion, a delta-shaped vortex installation surface 3 is arranged in the first exemplary embodiment according to FIG. 1, which is oriented obliquely to the direction of flow of the fuel and the combustion air and has such large dimensions that, according to the end view in FIG lies in the flow cross-section of the fuel as well as the combustion air. The two leading edges of this vortex installation surface 3, which run at an acute angle to one another, produce a stationary leading edge vortex system which leads to a very intensive mixing of fuel and combustion air within a very short mixing distance. In this way, a sufficient amount of combustion air is supplied to the core of the flame shown in FIG. 1 in good time, so that residue-free combustion results.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind insgesamt vier dreieckförmige Wirbeleinbauflächen 4 hinter der ringförmigen Mündung des Luftzufuhrkanals 2 angeordnet. Diese gleichmäßig über den Umfang des Luftzufuhrkanals 2 verteilten Wirbeleinbauflächen 4 erzeugen gemäß der Darstellung im rechten Teil der Fig. 2 ebenfalls Vorderkantenwirbelsysteme, welche die aus dem Luftzufuhrkanal 2 austretende Verbrennungsluft auf kurzer Mischstrecke der Strömung des aus der Brennstoffdüse 1 austretenden brennbaren Stoffes zumischen, so daß auch in diesem Fall eine vollständige Verbrennung erzielt wird.In the second exemplary embodiment according to FIG. 2, a total of four triangular vortex installation surfaces 4 are arranged behind the annular mouth of the air supply duct 2. These vortex installation surfaces 4, which are evenly distributed over the circumference of the air supply duct 2, also produce leading edge vortex systems, as shown in the right part of FIG. 2, which mix the combustion air emerging from the air supply duct 2 over a short mixing distance with the flow of the combustible substance emerging from the fuel nozzle 1, so that Complete combustion is also achieved in this case.

Das dritte Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zeigt eine von den voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen abweichende Anordnung einer ebenfalls dreieckförmigen Wirbeleinbaufläche 5. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist diese Wirbeleinbaufläche 5 in der Mündung des Luftzufuhrkanals 2, jedoch im Strömungsquerschnitt ausschließlich des aus der Brennstoffdüse 1 austretenden Brennstoffes angeordnet. Auch hierdurch ergibt sich eine intensive Vermischung von Brennstoff und Verbrennungsluft aufgrund eines stationären Vorderkantenwirbelsystems, das primär in der Strömung des Brennstoffes erzeugt wird, durch die stationären Wirbel jedoch eine intensive Zumischung der den Brennstoff umgebenden Verbrennungsluft bewirkt, so daß auch bei diesem Ausführungsbeispiel innerhalb einer sehr kurzen Mischstrecke eine derart ausreichende Zumischung von Verbrennungsluft zum Brennstoff erfolgt, daß sich eine vollständige Verbrennung des brennbaren Stoffes ergibt.The third exemplary embodiment according to FIG. 3 shows an arrangement of a likewise triangular vortex mounting surface 5 which differs from the previously described exemplary embodiments. In the embodiment according to FIG arranged. This also results in an intensive mixing of fuel and combustion air due to a stationary leading edge vortex system, which is primarily generated in the flow of fuel, but causes an intensive admixture of the combustion air surrounding the fuel by the stationary vortex, so that even in this embodiment within a very short mixing distance such a sufficient admixture of combustion air to the fuel that there is a complete combustion of the combustible material.

Beim vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der Wirbeleinbauflächen 6 und 7 sowohl innerhalb der Mündung der Brennstoffdüse 1 als auch des Luftzufuhrkanals 2 angeordnet sind. Beim Ausführungsbeispiel befindet sich im Austrittsbereich der Brennstoffdüse 1 eine ovale Wirbeleinbaufläche 6, während im ringförmigen Mündungsbereich des Luftzufuhrkanals 2 insgesamt sechs dreieckförmige Wirbeleinbauflächen 7 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform werden sowohl in dem aus der Brennstoffdüse 1 austretenden Brennstoff als auch in der aus dem Luftzufuhrkanal 2 austretenden Verbrennungsluft Vorderkantenwirbelsysteme mit stationären Wirbeln erzeugt, die insgesamt durch ihr Zusammentreffen innerhalb einer sehr kurzen Mischstrecke eine vollständige Vermischung von Brennstoff und Verbrennungsluft bewirken, so daß auch bei dieser Ausführungsform eine vollständige Verbrennung des brennbaren Stoffes erreicht wird.In the fourth exemplary embodiment according to FIG. 4, an embodiment is shown in which swirl installation surfaces 6 and 7 are arranged both inside the mouth of the fuel nozzle 1 and the air supply duct 2. In the exemplary embodiment, there is an oval swirl installation surface 6 in the outlet region of the fuel nozzle 1, while a total of six triangular swirl installation surfaces 7 are arranged uniformly distributed in the annular mouth region of the air supply duct 2. In this embodiment leading edge vortex systems with stationary vortices are generated both in the fuel emerging from the fuel nozzle 1 and in the combustion air emerging from the air supply duct 2, which altogether bring about a complete mixing of fuel and combustion air by their meeting within a very short mixing distance, so that this too Embodiment a complete combustion of the combustible material is achieved.

Die Fig. 5 bis 8 zeigen bevorzugte Ausführungsformen der Wirbeleinbauflächen. Die Fig. 5 zeigt eine bereits in den Fig. 1 bis 4 dargestellte deltaförmige bzw. dreieckförmige Wirbeleinbaufläche 3, wogegen die Wirbeleinbaufläche 8 als Rhombus ausgeführt ist. Die Wirbeleinbaufläche 6 nach Fig. 7 ist - wie bereits in Fig. 4 gezeichnet - oval ausgeführt; die Fig. 8 zeigt eine kreisförmige Wirbeleinbaufläche 9. Allen diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß sie, wenn sie unter einem spitzen Winkel zur Strömungsrichtung angestellt werden, mit ihren zuerst angeströmten Vorderkanten ein Wirbelsystem erzeugen, das aus stationären Wirbeln besteht und hierdurch auf sehr kurzer Mischstrecke eine intensive und dennoch verlustarme Vermischung zur Folge hat.5 to 8 show preferred embodiments of the vortex installation surfaces. 5 shows a delta-shaped or triangular vortex installation surface 3 already shown in FIGS. 1 to 4, whereas the vortex installation surface 8 is designed as a rhombus. The vortex installation surface 6 according to FIG. 7 is - as already drawn in FIG. 4 - oval; Fig. 8 shows a circular vortex installation surface 9. All these embodiments have in common that when they are set at an acute angle to the direction of flow, they generate a vortex system with their first flowed leading edges, which consists of stationary vortexes and thus a very short mixing distance intensive but low-loss mixing results.

Bezugszeichenliste:Reference symbol list:

11
BrennstoffdüseFuel nozzle
22nd
LuftzufuhrkanalAir supply duct
33rd
deltaförmige WirbeleinbauflächeDelta-shaped peg installation area
44th
dreieckförmige Wirbeleinbauflächetriangular peg installation surface
55
dreieckförmige Wirbeleinbauflächetriangular peg installation surface
66
ovale Wirbeleinbauflächeoval peg installation surface
77
dreieckförmige Wirbeleinbauflächetriangular peg installation surface
88th
rhombusförmige Wirbeleinbauflächerhombus-shaped peg installation surface
99
kreisförmige Wirbeleinbauflächecircular peg installation surface

Claims (8)

  1. Device for burning combustible substances with a fuel nozzle (1) and at least one air feed duct (2) for the separate supply of combustion air, with at least one surface element arranged in the outlet region of the fuel nozzle (1) and of the air feed duct (2), characterized in that the surface element is designed as an installed vortex surface (3, 4, 5, 6, 7) which, with its front edges, which run at an acute angle to one another and to the direction of flow, generates a front-edge vortex system in the combustion air and/or in the fuel jet.
  2. Device according to Claim 1, characterized in that the installed vortex surface (4) is arranged in the cross-section of flow of the combustion air.
  3. Device according to Claim 1, characterized in that the installed vortex surface (5) is arranged in the cross-section of flow of the fuel.
  4. Device according to Claim 2 or 3, characterized in that the installed vortex surface (6,7) is arranged within the duct cross-section for the combustion air and for the fuel respectively.
  5. Device according to Claim 2 or 3, characterized in that the installed vortex surface (3,4,5) is arranged downstream of the duct for the combustion air and the fuel respectively.
  6. Device according to Claim 5, characterized in that the installed vortex surface (3) is arranged downstream of the ducts for the combustion air and the fuel in the cross-section of flow both of the combustion air and of the fuel.
  7. Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the installed vortex surface (3,8,6,9) is designed with straight or curved front edges.
  8. Device according to one of Claims 1 to 7, characterized in that a plurality of installed vortex surfaces (4,6,7) are distributed over the circular or annular cross-section of flow of the fuel and/or the combustion air.
EP92107547A 1991-06-26 1992-05-05 Combustion device for combustible materials Revoked EP0520163B1 (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4121067 1991-06-26
DE4121067A DE4121067A1 (en) 1991-06-26 1991-06-26 DEVICE FOR BURNING FLAMMABLE SUBSTANCES

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EP0520163B1 true EP0520163B1 (en) 1996-04-17

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP92107547A Revoked EP0520163B1 (en) 1991-06-26 1992-05-05 Combustion device for combustible materials

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JP (1) JPH05215315A (en)
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