EP0909921B1 - Burner for operating a heat generator - Google Patents
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- EP0909921B1 EP0909921B1 EP97810773A EP97810773A EP0909921B1 EP 0909921 B1 EP0909921 B1 EP 0909921B1 EP 97810773 A EP97810773 A EP 97810773A EP 97810773 A EP97810773 A EP 97810773A EP 0909921 B1 EP0909921 B1 EP 0909921B1
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- F23D2900/14021—Premixing burners with swirling or vortices creating means for fuel or air
Definitions
- a large number of mixing elements are concentric with the mixing section provided which the formation of a mixture of combustion air and Serve fuel. This mixture forms from the respective mixing element then a pilot stage of the combustion chamber.
- This burner guarantees compared to those from the previous state the technology a significant improvement in terms of strengthening flame stability, lower pollutant emissions, lower pulsations, complete Burnout, large operating area, good cross-ignition between the different Brennem, compact design, improved mixing, etc.
- This burner has autonomous arrangements to drive the gas turbine safely, especially in its transient load ranges to be able to. The integration of such precautions in the burner lead to no additional pollutant emissions, which the operational and emissions advantages of the underlying burner could question.
- the invention seeks to remedy this.
- the invention the task is based on a burner at the beginning to propose precautions which strengthen the flame stability for stable operation, especially in the transient load ranges, ensure under the further task that the Pollutant emissions remain low.
- the burner is expanded in such a way that in the area of its transition a ring-shaped system to provide for the downstream combustion chamber a fuel / air mixture is generally provided as Pilot stage acts.
- Pilot stage acts Through a number of circumferential exit bores Appropriate pilot burners are created in the combustion chamber, which are operated in diffusion mode for stability reasons and directly in the combustion chamber.
- the object according to the invention also ensures that the minimized Cooling amount can also be fed to the burning process.
- Fig. 1 shows the overall structure of a burner.
- a swirl generator 100 is effective, the design of which is shown and described in more detail in the following FIGS. 3-6.
- This swirl generator 100 is a conical structure which is acted upon tangentially several times by a tangentially flowing combustion air flow 115.
- the flow formed here is seamlessly transferred to a transition piece 200 using a transition geometry provided downstream of the swirl generator 100, in such a way that no separation areas can occur there.
- the configuration of this transition geometry is described in more detail in FIG. 6.
- This transition piece 200 is extended on the outflow side of the transition geometry by a mixing tube 20, both parts forming the actual mixing section 220.
- these bores 21 run at an acute angle with respect to the burner axis 60.
- the outlet of the transition channels 201 corresponds to the narrowest flow cross-section of the mixing tube 20.
- the transition channels 201 mentioned therefore bridge the respective cross-sectional difference without adversely affecting the flow formed. If the selected precaution triggers an intolerable pressure loss when guiding the pipe flow 40 along the mixing pipe 20, this can be remedied by providing a diffuser (not shown in the figure) at the end of this mixing pipe.
- a combustion chamber 30 combustion chamber then adjoins the end of the mixing tube 20, a cross-sectional jump formed by a burner front 70 being present between the two flow cross sections.
- the transfer of the gaseous fuel 303 from the annular chamber 301 into the downstream annular chamber 308 is accomplished by a number of openings 309 arranged in the circumferential direction.
- the passage geometry of these openings 309 is designed such that the gaseous fuel 303 flows into the downstream annular chamber 308 with a large mixing potential.
- the other annular chamber 302 closes with a perforated plate 305, the bores 310 provided here being designed in such a way that the air volume 304 flowing through there impacts cooling on the base plate 307 of the downstream annular chamber 308.
- This base plate has the function of a heat protection plate against the calorific load from the combustion chamber 30, so that this impingement cooling must be extremely efficient here.
- this air mixes within this annular chamber 308 with the inflowing gaseous fuel 303 from the openings 309 of the upstream annular chamber 301 before this mixture through a number of bores 306 arranged on the combustion chamber side into the combustion chamber 30 flows out.
- the mixture flowing out burns as a premixed diffusion flame with minimized pollutant emissions and therefore forms Bore 306 a pilot burner acting in the combustion chamber 30, which one guaranteed stable operation.
- Fig. 2 shows a schematic view of the burner according to Fig. 1, here in particular the flushing of a centrally arranged fuel nozzle 103 and the effect of fuel injectors 170 is pointed out.
- the mode of action the remaining main components of the burner, namely swirl generator 100 and transition piece 200 are closer under the following figures described.
- the fuel nozzle 103 is spaced with a ring 190 encased in which a number of circumferentially bored holes 161 are placed, through which an amount of air 160 into an annular chamber 180 flows and removes the flow around the fuel lance.
- These holes 161 are slanted forward so that it is appropriate axial component arises on the burner axis 60.
- FIG. 4 is used at the same time as FIG. 3.
- 3 is referred to the other figures as necessary in the description of FIG.
- the first part of the burner according to FIG. 1 forms the swirl generator shown in FIG. 3 100.
- This consists of two hollow conical partial bodies 101, 102, which are nested in a staggered manner.
- the number of conical Partial body can of course be larger than two, like the figures 5 and 6 show; this depends in each case, as will be explained in more detail below will depend on the operating mode of the entire burner. It is with certain Operating constellations are not excluded, one from a single spiral to provide existing swirl generator.
- the offset of the respective central axis or longitudinal symmetry axes 101b, 102b (cf. FIG. 4) of the conical partial bodies 101, 102 creates each other in the adjacent wall, in mirror image Arrangement, each a tangential channel, i.e.
- the conical sub-bodies 101, 102 each have a fuel line 108, 109 which run along the tangential air inlet slots 119, 120 arranged and provided with injection openings 117, through which preferably a gaseous fuel 113 in the combustion air flowing through there 115 is injected, as the arrows 116 want to symbolize.
- Fuel nozzle 103 brought fuel 112 is, as mentioned, normally a liquid fuel, whereby a mixture formation with a other medium, for example with a recirculated flue gas, without further is possible.
- This fuel 112 is preferably very low acute angle injected into the cone cavity 114. From the fuel nozzle 103 A conical fuel spray 105 is thus formed, which flows in from the tangential one rotating combustion air 115 is enclosed and degraded.
- the concentration of the injected fuel is then in the axial direction 112 continuously through the incoming combustion air 115 for mixing Degraded towards evaporation. If a gaseous fuel 113 Introduced via the opening nozzles 117, the fuel / air mixture is formed directly at the end of the air inlet slots 119, 120. Is the combustion air 115 additionally preheated, or for example with a recirculated Flue gas or exhaust gas enriched, so this sustainably supports the Evaporation of the liquid fuel 112 before this mixture in the downstream Stage flows, here in the transition piece 200 (see FIGS. 1 and 7). The same considerations also apply if liquid lines 108, 109 Fuels should be supplied.
- the construction of the swirl generator 100 is furthermore particularly suitable, change the size of the tangential air inlet slots 119, 120, which is a relatively large one without changing the overall length of the swirl generator 100 operational bandwidth can be captured.
- the partial bodies 101, 102 can also be moved relative to one another in another plane, which even an overlap of the same can be provided.
- the sub-bodies 101, 102 by a counter-rotating movement spiral to nest into each other. So it is possible, the shape, the size and the configuration of the tangential air inlet slots 119, 120 arbitrarily vary, with which the swirl generator 100 is universal without changing its overall length can be used.
- Baffles 121a, 121b have a flow initiation function which, according to their length, the respective end of the tapered Partial bodies 101, 102 in the flow direction with respect to the combustion air 115 extend.
- Channeling the combustion air 115 into the cone cavity 114 can be opened or closed by one of the baffles 121a, 121b Area of entry of this channel into the cone cavity 114 placed fulcrum 123 can be optimized, especially if the original Gap size of the tangential air inlet slots 119, 120 changed dynamically should be, for example, to change the speed of the combustion air 115 to achieve.
- these can be dynamic Precautions can also be provided statically by using baffles as needed form a fixed component with the tapered partial bodies 101, 102.
- FIG. 6 differs from FIG. 5 in that the partial bodies 140 here 141, 142, 143 have a blade profile shape which is used to provide a certain Flow is provided. Otherwise, the mode of operation of the swirl generator stayed the same.
- the admixture of fuel 116 in the combustion air flow 115 happens from inside the blade profiles, i.e. the fuel line 108 is now integrated in the individual blades.
- the swirl angle of the transition channels 201 in the flow direction is selected so that that the pipe flow then up to the cross-sectional jump on Combustion chamber entry still has a sufficient distance to be perfect Premix with the injected fuel. Further increases the axial speed due to the above-mentioned measures on the mixing tube wall downstream of the swirl generator.
- the transition geometry and the measures in the area of the mixing tube cause a significant increase the axial velocity profile towards the center of the mixing tube, see above that the danger of early ignition is decisively counteracted.
- the flow cross section of the tube 20 receives one in this area Transition radius R, the size of which basically depends on the flow within of the tube 20 depends.
- This radius R is chosen so that the Applies flow to the wall and so the swirl number increases sharply.
- the size of the radius R can be defined so that it is> 10% of the inside diameter d of the tube is 20.
- the backflow bladder 50 increases enormously.
- This radius R runs to the exit plane of the tube 20, the angle ⁇ between the beginning and end of curvature is ⁇ 90 °.
- the tear-off edge A runs inside the tube 20 and thus forms a tear-off step S opposite the front point of the tear-off edge A, whose depth> 3 mm is.
- this can be parallel to the exit plane of the tube 20 running edge based on a curved course back to the exit level to be brought.
- the angle ⁇ ' which is between the tangent of the tear-off edge A and perpendicular to the exit plane of the tube 20 is the same size like angle ⁇ .
- Another Design of the tear-off edge for the same purpose can be done with the combustion chamber achieve toroidal notches. This publication is inclusive the scope of protection there regarding the tear-off edge is an integrating one Part of this description.
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Description
Die Erfindung betrifft einen Brenner für den Betrieb eines Wärmeerzeugers gemäss Anspruch 1.The invention relates to a burner for the operation of a heat generator according to Claim 1.
Aus EP-0 797 051 A2 ist ein Brenner bekanntgeworden, der anströmungsseitig aus einem Drallerzeuger besteht, wobei die hierin gebildete Strömung nahtlos in eine Mischstrecke übergeführt wird. Dies geschieht anhand einer am Anfang der Mischstrecke zu diesem Zweck gebildeten Strömungssgeometrie, welche aus Uebergangskanälen besteht, die sektoriell, entsprechend der Zahl der wirkenden Teilkörper des Drallerzeugers, die Stirnfläche der Mischstrecke erfassen und in Strömungsrichtung drallförmig verlaufen. Abströmungsseitig dieser Uebergangskanäle weist die Mischstrecke eine Anzahl Filmlegungsbohrungen auf, welche eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit entlang der Rohrwand gewährleisten. Anschliessend folgt eine Brennkammer, wobei der Uebergang zwischen der Mischstrecke und der Brennkammer durch einen Querschnittssprung gebildet wird, in dessen Ebene sich eine Rückströmzone oder Rückströmblase bildet. From EP-0 797 051 A2 a burner has become known, the upstream side consists of a swirl generator, the flow formed therein seamlessly in a mixing section is transferred. This is done using one at the beginning of the Mixing section flow geometry formed for this purpose, which consists of transition channels exists, which is sectoral, according to the number of those acting Partial body of the swirl generator, capture the end face of the mixing section and in Flow direction swirl. Downstream of these transition channels the mixing section has a number of filming holes, which one Ensure an increase in the flow velocity along the pipe wall. This is followed by a combustion chamber, the transition between the Mixing section and the combustion chamber formed by a cross-sectional jump in whose plane a backflow zone or backflow bubble forms.
Konzentrisch zur Mischstrecke ist eine Vielzahl von Mischelementen vorgesehen, welche der Bildung eines Gemisches aus Verbrennungsluft und Brennstoff dienen. Dieses Gemisch aus dem jeweiligen Mischelement bildet dann jeweils eine Pilotstufe der Brennkammer.A large number of mixing elements are concentric with the mixing section provided which the formation of a mixture of combustion air and Serve fuel. This mixture forms from the respective mixing element then a pilot stage of the combustion chamber.
Dieser Brenner gewährleislet gegenüber denjenigen aus dem vorangegangenen Stand der Technik eine signifikante Verbesserung hinsichtlich Stärkung der Flammenstabilität, tieferer Schadstoff-Emissionen, geringerer Pulsationen, vollständigen Ausbrandes, grossen Betriebsbereichs, guter Querzündung zwischen den verschiedenen Brennem, kompakter Bauweise, verbesserter Mischung, etc.. Dieser Brenner weist autonome Vorkehrungen auf, um die Gasturbine insbesondere in ihren transienten Lastbereichen sicher fahren zu können. Dabei muss die Integrierung von solchen Vorkehrungen in den Brenner zu keinen zusätzlichen Schadstoff-Emissionen führen, welche die betrieblichen und emissionsmässigen Vorteile des zugrundegelegten Brenners in Frage stellen könnten.This burner guarantees compared to those from the previous state the technology a significant improvement in terms of strengthening flame stability, lower pollutant emissions, lower pulsations, complete Burnout, large operating area, good cross-ignition between the different Brennem, compact design, improved mixing, etc. This burner has autonomous arrangements to drive the gas turbine safely, especially in its transient load ranges to be able to. The integration of such precautions in the burner lead to no additional pollutant emissions, which the operational and emissions advantages of the underlying burner could question.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Brenner der eingangs genannten Art Vorkehrungen vorzuschlagen, welche eine Stärkung der Flammenstabilität für einen stabilen Betrieb, insbesondere in den transienten Lastbereichen, gewährleisten, unter der weiteren Aufgabenstellung, dass die Schadstoff-Emissionen tief bleiben.The invention seeks to remedy this. The invention the task is based on a burner at the beginning to propose precautions which strengthen the flame stability for stable operation, especially in the transient load ranges, ensure under the further task that the Pollutant emissions remain low.
Zu diesem Zweck wird der Brenner derart erweitert, dass im Bereich seines Ueberganges zum nachgeschalteten Brennraum ein ringförmiges System zur Bereitstellung eines Brennstoff/Luft-Gemisches vorgesehen wird, das allgemein als Pilotstufe fungiert. Durch eine Anzahl in Umfangsrichtung vorgehener Austrittsbohrungen in den Brennraum werden entsprechende Pilotbrenner geschaffen, welche aus Stabilitätsgründen im Diffusionsbetrieb betrieben werden und direkt in den Brennraum wirken.For this purpose, the burner is expanded in such a way that in the area of its transition a ring-shaped system to provide for the downstream combustion chamber a fuel / air mixture is generally provided as Pilot stage acts. Through a number of circumferential exit bores Appropriate pilot burners are created in the combustion chamber, which are operated in diffusion mode for stability reasons and directly in the combustion chamber.
Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemässen Gegenstandes sind darin zu sehen, dass diese einzelnen Pilotbrenner mit einem geringen Gasanteil betrieben werden, so dass sich das dort eingebrachte Gas mit einem verhältnismässig kleinen Luftanteil vermischt und als vorgemischte Flamme mit minimierten Schadstoff-Emissionen brennt.The main advantages of the subject matter according to the invention are therein see that these individual pilot burners are operated with a low gas content be so that the gas introduced there with a relatively small Air content mixed and as a premixed flame with minimized pollutant emissions burning.
Diese Luftmenge übernimmt zunächst anhand einer Prallkühlung die Kühlung der brennkammerabgewandten Seite, bevor sie sich dann mit dem Gas vermischt und anschliessend als vorgemischte Flamme mit minimierten Schadstoff-Emissionen die Pilotierung der Hauptflamme im Brennraum aufrechterhält.This amount of air initially takes over the cooling of the by means of impingement cooling side facing away from the combustion chamber before it then mixes with the gas and then as a pre-mixed flame with minimized pollutant emissions piloting the main flame in the combustion chamber is maintained.
Durch diese Prallkühlung ist die Oberfläche des Pilotgasringes vom heissen Gas und von der Flammenstrahlung aus dem Brennraum weitgehend isoliert, so dass die thermische Belastung in diesem Bereich wesentlich verringert wird.This impingement cooling removes the hot gas from the surface of the pilot gas ring and largely isolated from the flame radiation from the combustion chamber, so that the thermal load in this area is significantly reduced.
Auch bei 100% Pilotbetrieb brennen die einzelnen Pilotbrenner, aus Stabilitätsgründen im Diffusionsbetrieb, da hier der Anteil der Kühllluft gegenüber dem Gas sehr klein ist.Even with 100% pilot operation, the individual pilot burners burn, for reasons of stability in diffusion mode, since here the proportion of the cooling air compared to the gas is very small.
Mit dem erfindungsgemässen Gegenstand wird auch erreicht, dass die minimierte Kühlmenge ebenfalls dem Brennprozess zugeführt werden kann.The object according to the invention also ensures that the minimized Cooling amount can also be fed to the burning process.
Vorteilhafte und zweckmässige Weiterbildungen der erfindungsgemässen Aufgabenlösung sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet. Advantageous and expedient developments of the task solution according to the invention are characterized in the further claims.
Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung unwesentlichen Merkmale sind fortgelassen worden. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Strömungsrichtung der Medien ist mit Pfeilen angegeben.Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the drawings explained in more detail. All of which are insignificant for the immediate understanding of the invention Features have been left out. The same elements are in the different Figures with the same reference numerals. The flow direction the media is indicated by arrows.
Es zeigt:
- Fig. 1
- einen als Vormischbrenner ausgelegten Brenner mit einer Mischstrecke stromab eines Drallerzeugers sowie mit Pilotbrennern,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung des Brenners gemäss Fig. 1 mit Disposition der zusätzlichen Brennstoff-Injektoren.
- Fig. 3
- einen aus mehreren Schalen bestehenden Drallerzeuger in perspektivischer Darstellung, entsprechend aufgeschnitten,
- Fig. 4
- einen Querschnitt durch einen zweischaligen Drallerzeuger,
- Fig. 5
- einen Querschnitt durch einen vierschaligen Drallerzeuger,
- Fig. 6
- eine Ansicht durch einen Drallerzeuger, dessen Schalen schaufelförmig profiliert sind,
- Fig. 7
- eine Ausgestaltung der Uebergangsgeometrie zwischen Drallerzeuger und Mischstrecke und
- Fig. 8
- eine Abrisskante zur räumlichen Stabilisierung der Rückströmzone.
- Fig. 1
- a burner designed as a premix burner with a mixing section downstream of a swirl generator and with pilot burners,
- Fig. 2
- a schematic representation of the burner according to FIG. 1 with disposition of the additional fuel injectors.
- Fig. 3
- a swirl generator consisting of several shells in a perspective view, cut open accordingly,
- Fig. 4
- a cross section through a double-shell swirl generator,
- Fig. 5
- a cross section through a four-shell swirl generator,
- Fig. 6
- 2 shows a view through a swirl generator, the shells of which are profiled in a shovel shape,
- Fig. 7
- an embodiment of the transition geometry between swirl generator and mixing section and
- Fig. 8
- a tear-off edge for spatial stabilization of the backflow zone.
Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau eines Brenners. Anfänglich ist ein Drallerzeuger
100 wirksam, dessen Ausgestaltung in den nachfolgenden Fig. 3-6 noch näher
gezeigt und beschrieben wird. Es handelt sich bei diesem Drallerzeuger 100 um
ein kegelförmiges Gebilde, das tangential mehrfach von einem tangential einströmenden
Verbrennungsluftstromes 115 beaufschlagt wird. Die sich hierein bildende
Strömung wird anhand einer stromab des Drallerzeugers 100 vorgesehenen
Uebergangsgeometrie nahtlos in ein Uebergangsstück 200 übergeleitet, dergestalt,
dass dort keine Ablösungsgebiete auftreten können. Die Konfiguration dieser
Uebergangsgeometrie wird unter Fig. 6 näher beschrieben. Dieses Uebergangsstück
200 ist abströmungsseitig der Uebergangsgeometrie durch ein Mischrohr 20
verlängert, wobei beide Teile die eigentliche Mischstrecke 220 bilden. Selbstverständlich
kann die Mischstrecke 220 aus einem einzigen Stück bestehen, d.h.
dann, dass das Uebergangsstück 200 und das Mischrohr 20 zu einem einzigen
zusammenhängenden Gebilde verschmelzen, wobei die Charakteristiken eines
jeden Teils erhalten bleiben. Werden Uebergangsstück 200 und Mischrohr 20 aus
zwei Teilen erstellt, so sind diese durch einen Buchsenring 10 verbunden, wobei
der gleiche Buchsenring 10 kopfseitig als Verankerungsfläche für den Drallerzeuger
100 dient. Ein solcher Buchsenring 10 hat darüber hinaus den Vorteil, dass
verschiedene Mischrohre eingesetzt werden können. Abströmungsseitig des
Mischrohres 20 befindet sich der eigentliche Brennraum 30 einer Brennkammer,
welche hier lediglich durch ein Flammrohr versinnbildlicht ist. Die Mischstrecke
220 erfüllt weitgehend die Aufgabe, dass stromab des Drallerzeugers 100 eine
definierte Strecke bereitgestellt wird, in welcher eine perfekte Vormischung von
Brennstoffen verschiedener Art erzielt werden kann. Diese Mischstrecke, also
vordergründig das Mischrohr 20, ermöglicht des weiteren eine verlustfreie Strömungsführung,
so dass sich auch in Wirkverbindung mit der Uebergangsgeometrie
zunächst keine Rückströmzone oder Rückströmblase bilden kann, womit über
die Länge der Mischstrecke 220 auf die Mischungsgüte für alle Brennstoffarten
Einfluss ausgeübt werden kann. Diese Mischstrecke 220 hat aber noch eine andere
Eigenschaft, welche darin besteht, dass in ihr selbst das Axialgeschwindigkeits-Profil
ein ausgeprägtes Maximum auf der Achse besitzt, so dass eine Rückzündung
der Flamme aus der Brennkammer nicht möglich ist. Allerdings ist es richtig,
dass bei einer solchen Konfiguration diese Axialgeschwindigkeit zur Wand hin
abfällt. Um Rückzündung auch in diesem Bereich zu unterbinden, wird das Mischrohr
20 in Strömungs- und Umfangsrichtung mit einer Anzahl regelmässig oder
unregelmässig verteilter Bohrungen 21 verschiedenster Querschnitte und Richtungen
versehen, durch welche eine Luftmenge in das Innere des Mischrohres 20
strömt, und entlang der Wand im Sinne einer Filmlegung eine Erhöhung der
Durchfluss-Geschwindigkeit induzieren. Diese Bohrungen 21 können auch so
ausgelegt werden, dass sich an der Innenwand des Mischrohres 20 mindestens
zusätzlich noch eine Effusionskühlung einstellt. Eine andere Möglichkeit eine Erhöhung
der Geschwindigkeit des Gemisches innerhalb des Mischrohres 20 zu erzielen,
besteht darin, dass dessen Durchflussquerschnitt abströmungsseitig der
Uebergangskanäle 201, welche die bereits genannten Uebergangsgeometrie bilden,
eine Verengung erfährt, wodurch das gesamte Geschwindigkeitsniveau innerhalb
des Mischrohres 20 angehoben wird. In der Figur verlaufen diese Bohrungen
21 unter einem spitzen Winkel gegenüber der Brennerachse 60. Des weiteren
entspricht der Auslauf der Uebergangskanäle 201 dem engsten Durchflussquerschnitt
des Mischrohres 20. Die genannten Uebergangskanäle 201 überbrükken
demnach den jeweiligen Querschnittsunterschied, ohne dabei die gebildete
Strömung negativ zu beeinflussen. Wenn die gewählte Vorkehrung bei der Führung
der Rohrströmung 40 entlang des Mischrohres 20 einen nicht tolerierbaren
Druckverlust auslöst, so kann hiergegen Abhilfe geschaffen werden, indem am
Ende dieses Mischrohres ein in der Figur nicht gezeigter Diffusor vorgesehen
wird. Am Ende des Mischrohres 20 schliesst sich sodann eine Brennkammer 30
(Brennraum) an, wobei zwischen den beiden Durchflussquerschnitten ein durch
eine Brennerfront 70 gebildeter Querschnittssprung vorhanden ist. Erst hier bildet
sich eine zentrale Flammenfront mit einer Rückströmzone 50, welche gegenüber
der Flammenfront die Eigenschaften eines körperlosen Flammenhalters aufweist.
Bildet sich innerhalb dieses Querschnittssprunges während des Betriebes eine
strömungsmässige Randzone, in welcher durch den dort vorherrschenden Unterdruck
Wirbelablösungen entstehen, so führt dies zu einer verstärkten Ringstabilisation
der Rückströmzone 50. Danebst darf nicht unerwähnt bleiben, dass die Erzeugung
einer stabilen Rückströmzone 50 auch eine ausreichend hohe Drallzahl
in einem Rohr erfordert. Ist eine solche zunächst unerwünscht, so können stabile
Rückströmzonen durch die Zufuhr kleiner stark verdrallter Luftströmungen am
Rohrende, beispielsweise durch tangentiale Oeffnungen, erzeugt werden. Dabei
geht man hier davon aus, dass die hierzu benötigte Luftmenge in etwa 5-20% der
Gesamtluftmenge beträgt. Was die Ausgestaltung der Brennerfront 70 am Ende
des Mischrohres 20 zur Stabilisierung der Rückströmzone oder Rückströmblase
50 betrifft, wird auf die Beschreibung unter Fig. 8 verwiesen.
Konzentrisch zum Mischrohr 20, im Bereich seines Auslaufes, wird ein Pilotbrennersystem
300 vorgesehen. Dieses besteht aus einer inneren Ringkammer 301, in
welche ein Brennstoff, vorzugsweise ein gasförmiger Brennstoff 303 einströmt.
Nebengeordnet zu dieser inneren Ringkammer 301 ist eine zweite Ringkammer
302 disponiert, in welche eine Luftmenge 304 einströmt. Beide Ringkammern 301,
302 weisen individuell gestaltete Durchgangsöffnungen auf, dergestalt, dass die
einzelnen Medien 303, 304 funktionsbedingt in eine gemeinsame nachgeschaltete
Ringkammer 308 strömen. Die Ueberleitung des gasförmigen Brennstoffes 303
von der Ringkammer 301 in die nachgeschaltete Ringkammer 308 wird durch eine
Anzahl in Umfangsrichtung angeordneter Oeffnungen 309 bewerkstelligt. Die
Durchgangsgeometrie dieser Oeffnungen 309 ist so gestaltet, dass der gasförmige
Brennstoff 303 mit einem grossen Vermischungspotential in die nachgeschaltete
Ringkammer 308 einströmt. Die andere Ringkammer 302 schliesst mit einer
gelochten Platte 305 ab, wobei die hier vorgesehenen Bohrungen 310 so gestaltet
sind, dass die dort durchströmende Luftmenge 304 eine Prallkühlung auf die Bodenplatte
307 der nachgeschalteten Ringkammer 308. Diese Bodenplatte hat die
Funktion eines Hitzeschutzbleches gegenüber der kalorischen Belastung aus dem
Brennraum 30, so dass diese Prallkühlung hier äusserst effizient ausfallen muss. Fig. 1 shows the overall structure of a burner. Initially, a
A
Diese Luft vermischt sich nach vollzogener Kühlung innerhalb dieser Ringkammer
308 mit dem hinzuströmenden gasförmigen Brennstoff 303 aus den Oeffnungen
309 der stromauf angeordneten Ringkammer 301, bevor dieses Gemisch dann
durch eine Anzahl brennraumseitig angeordneter Bohrungen 306 in den Brennraum
30 abströmt. Das hier ausströmende Gemisch brennt als vorgemischte Diffusionsflamme
mit minimierten Schadstoff-Emissionenen und bildet sonach je
Bohrung 306 einen in den Brennraum 30 wirkenden Pilotbrenner, welcher einen
stabilen Betrieb gewährleistet.After cooling, this air mixes within this
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht des Brenners gemäss Fig. 1, wobei hier
insbesondere auf die Umspülung einer zentral angeordneten Brennstoffdüse 103
und auf die Wirkung von Brennstoff-Injektoren 170 hingewiesen wird. Die Wirkungsweise
der restlichen Hauptbestandteile des Brenners, nämlich Drallerzeuger
100 und Uebergangsstück 200 werden unter den nachfolgenden Figuren näher
beschrieben. Die Brennstoffdüse 103 wird mit einem beabstandeten Ring 190
ummantelt, in welchem eine Anzahl in Umfangsrichtung disponierter Bohrungen
161 gelegt sind, durch welche eine Luftmenge 160 in eine ringförmige Kammer
180 strömt und dort die Umspülung der Brennstofflanze vomimmt. Diese Bohrungen
161 sind schräg nach vorne angelegt, dergestalt, dass eine angemessene
axiale Komponente auf der Brennerachse 60 entsteht. In Wirkverbindung mit diesen
Bohrungen 161 sind zusätzliche Brennstoff-Injektoren 170 vorgesehen, welche
eine bestimmte Menge vorzugsweise eines gasförmigen Brennstoffes in die
jeweilige Luftmenge 160 eingeben, dergestalt, dass sich im Mischrohr 20 eine
gleichmässige Brennstoffkonzentration 150 über den Strömungsquerschnitt einstellt,
wie die Darstellung in der Figur versinnbildlichen will. Genau diese gleichmässige
Brennstoffkonzentration 150, insbesondere die starke Konzentration auf
der Brennerachse 60 sorgt dafür, dass sich eine Stabilisierung der Flammenfront
am Ausgangs des Brenners einstellt, womit aufkommende Brennkammerpulsationen
vermieden werden. Fig. 2 shows a schematic view of the burner according to Fig. 1, here
in particular the flushing of a centrally arranged
Um den Aufbau des Drallerzeugers 100 besser zu verstehen, ist es von Vorteil,
wenn gleichzeitig zu Fig. 3 mindestens Fig. 4 herangezogen wird. Im folgenden
wird bei der Beschreibung von Fig. 3 nach Bedarf auf die übrigen Figuren hingewiesen.In order to better understand the structure of the
Der erste Teil des Brenners nach Fig. 1 bildet den nach Fig. 3 gezeigten Drallerzeuger
100. Dieser besteht aus zwei hohlen kegelförmigen Teilkörpern 101, 102,
die versetzt zueinander ineinandergeschachtelt sind. Die Anzahl der kegelförmigen
Teilkörper kann selbstverständlich grösser als zwei sein, wie die Figuren 5
und 6 zeigen; dies hängt jeweils, wie weiter unten noch näher zur Erläuterung
kommen wird, von der Betriebsart des ganzen Brenners ab. Es ist bei bestimmten
Betriebskonstellationen nicht ausgeschlossen, einen aus einer einzigen Spirale
bestehenden Drallerzeuger vorzusehen. Die Versetzung der jeweiligen Mittelachse
oder Längssymmetrieachsen 101b, 102b (Vgl. Fig. 4) der kegeligen Teilkörper
101, 102 zueinander schafft bei der benachbarten Wandung, in spiegelbildlicher
Anordnung, jeweils einen tangentialen Kanal, d.h. einen Lufteintrittsschlitz 119,
120 (Vgl. Fig. 4), durch welche die Verbrennungsluft 115 in Innenraum des Drallerzeugers
100, d.h. in den Kegelhohlraum 114 desselben strömt. Die Kegelform
der gezeigten Teilkörper 101, 102 in Strömungsrichtung weist einen bestimmten
festen Winkel auf. Selbstverständlich, je nach Betriebseinsatz, können die Teilkörper
101, 102 in Strömungsrichtung eine zunehmende oder abnehmende Kegelneigung
aufweisen, ähnlich einer Trompete resp. Tulpe. Die beiden letztgenannten
Formen sind zeichnerisch nicht erfasst, da sie für den Fachmann ohne
weiteres nachempfindbar sind. Die beiden kegeligen Teilkörper 101, 102 weisen
je einen zylindrischen ringförmigen Anfangsteil 101a auf. Im Bereich dieses zylindrischen
Anfangsteils ist die bereits unter Fig. 2 erwähnte Brennstoffdüse 103
untergebracht, welche vorzugsweise mit einem flüssigen Brennstoff 112 betrieben
wird. Die Eindüsung 104 dieses Brennstoffes 112 fällt in etwa mit dem engsten
Querschnitt des durch die kegeligen Teilkörper 101, 102 gebildeten Kegelhohlraumes
114 zusammen. Die Eindüsungskapazität und die Art dieser Brennstoffdüse
103 richtet sich nach den vorgegebenen Parametern des jeweiligen Brenners.
Die kegeligen Teilkörper 101, 102 weisen des weiteren je eine Brennstoffleitung
108, 109 auf, welche entlang der tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120
angeordnet und mit Eindüsungsöffnungen 117 versehen sind, durch welche vorzugsweise
ein gasförmiger Brennstoff 113 in die dort durchströmende Verbrennungsluft
115 eingedüst wird, wie dies die Pfeile 116 versinnbildlichen wollen.
Diese Brennstoffleitungen 108, 109 sind vorzugsweise spätestens am Ende der
tangentialen Einströmung, vor Eintritt in den Kegelhohlraum 114, angeordnet, dies
um eine optimale Luft/Brennstoff-Mischung zu erhalten. Bei dem durch die
Brennstoffdüse 103 herangeführten Brennstoff 112 handelt es sich, wie erwähnt,
im Normalfall um einen flüssigen Brennstoff, wobei eine Gemischbildung mit einem
anderen Medium, beispielsweise mit einem rückgeführten Rauchgas, ohne
weiteres möglich ist. Dieser Brennstoff 112 wird unter einem vorzugsweise sehr
spitzen Winkel in den Kegelhohlraum 114 eingedüst. Aus der Brennstoffdüse 103
bildet sich sonach ein kegeliges Brennstoffspray 105, das von der tangential einströmenden
rotierenden Verbrennungsluft 115 umschlossen und abgebaut wird.
In axialer Richtung wird sodann die Konzentration des eingedüsten Brennstoffes
112 fortlaufend durch die einströmenden Verbrennungsluft 115 zu einer Vermischung
Richtung Verdampfung abgebaut. Wird ein gasförmiger Brennstoff 113
über die Oeffnungsdüsen 117 eingebracht, geschieht die Bildung des Brennstoff/Luft-Gemisches
direkt am Ende der Lufteintrittsschlitze 119, 120. Ist die Verbrennungsluft
115 zusätzlich vorgeheizt, oder beispielsweise mit einem rückgeführten
Rauchgas oder Abgas angereichert, so unterstützt dies nachhaltig die
Verdampfung des flüssigen Brennstoffes 112, bevor dieses Gemisch in die nachgeschaltete
Stufe strömt, hier in das Uebergangsstück 200 (Vgl. Fig. 1 und 7). Die
gleichen Ueberlegungen gelten auch, wenn über die Leitungen 108, 109 flüssige
Brennstoffe zugeführt werden sollten. Bei der Gestaltung der kegeligen Teilkörper
101, 102 hinsichtlich des Kegelwinkels und der Breite der tangentialen Lufteintrittsschlitze
119, 120 sind an sich enge Grenzen einzuhalten, damit sich das gewünschte
Strömungsfeld der Verbrennungsluft 115 am Ausgang des Drallerzeugers
100 einstellen kann. Allgemein ist zu sagen, dass eine Verkleinerung der
tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 die schnellere Bildung einer Rückströmzone
bereits im Bereich des Drallerzeugers begünstigt. Die Axialgeschwindigkeit
innerhalb des Drallerzeugers 100 lässt sich durch eine entsprechende unter Fig. 2
(Pos. 160) näher beschriebene Zuführung einer Luftmenge erhöhen bzw. stabilisieren.
Eine entsprechende Drallerzeugung in Wirkverbindung mit dem nachgeschalteten
Uebergangsstück 200 (Vgl. Fig. 1 und 7) verhindert die Bildung von
Strömungsablösungen innerhalb des dem Drallerzeuger 100 nachgeschalteten
Mischrohr. Die Konstruktion des Drallerzeugers 100 eignet sich des weiteren vorzüglich,
die Grösse der tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 zu verändern,
womit ohne Veränderung der Baulänge des Drallerzeugers 100 eine relativ grosse
betriebliche Bandbreite erfasst werden kann. Selbstverständlich sind die Teilkörper
101, 102 auch in einer anderen Ebene zueinander verschiebbar, wodurch sogar
eine Ueberlappung derselben vorgesehen werden kann. Es ist des weiteren
möglich, die Teilkörper 101, 102 durch eine gegenläufig drehende Bewegung spiralartig
ineinander zu verschachteln. Somit ist es möglich, die Form, die Grösse
und die Konfiguration der tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 beliebig zu
variieren, womit der Drallerzeuger 100 ohne Veränderung seiner Baulänge universell
einsetzbar ist.The first part of the burner according to FIG. 1 forms the swirl generator shown in FIG. 3
100. This consists of two hollow conical
Aus Fig. 4 geht unter anderen die geometrische Konfiguration von wahlweise vorzusehenden
Leitbleche 121a, 121b hervor. Sie haben Strömungseinleitungsfunktion,
wobei diese, entsprechend ihrer Länge, das jeweilige Ende der kegeligen
Teilkörper 101, 102 in Anströmungsrichtung gegenüber der Verbrennungsluft 115
verlängern. Die Kanalisierung der Verbrennungsluft 115 in den Kegelhohlraum
114 kann durch Oeffnen bzw. Schliessen der Leitbleche 121a, 121b um einen im
Bereich des Eintritts dieses Kanals in den Kegelhohlraum 114 plazierten Drehpunkt
123 optimiert werden, insbesondere ist dies vonnöten, wenn die ursprüngliche
Spaltgrösse der tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 dynamisch verändert
werden soll, beispielsweise um eine Aenderung der geschwindigkeit der Verbrennungsluft
115 zu erreichen. Selbstverständlich können diese dynamische
Vorkehrungen auch statisch vorgesehen werden, indem bedarfsmässige Leitbleche
einen festen Bestandteil mit den kegeligen Teilkörpern 101, 102 bilden. 4 shows, among other things, the geometric configuration of optional ones
Baffles 121a, 121b. They have a flow initiation function
which, according to their length, the respective end of the tapered
Fig. 5 zeigt gegenüber Fig. 4, dass der Drallerzeuger 100 nunmehr aus vier Teilkörpern
130, 131, 132, 133 aufgebaut ist. Die dazugehörigen Längssymmetrieachsen
zu jedem Teilkörper sind mit der Buchstabe a gekennzeichnet. Zu dieser
Konfiguration ist zu sagen, dass sie sich aufgrund der damit erzeugten, geringeren
Drallstärke und im Zusammenwirken mit einer entsprechend vergrösserten
Schlitzbreite bestens eignet, das Aufplatzen der Wirbelströmung abströmungsseitig
des Drallerzeugers im Mischrohr zu verhindern, womit das Mischrohr die ihm
zugedachte Rolle bestens erfüllen kann.5 shows that the
Fig. 6 unterscheidet sich gegenüber Fig. 5 insoweit, als hier die Teilkörper 140,
141, 142, 143 eine Schaufelprofilform haben, welche zur Bereitstellung einer gewissen
Strömung vorgesehen wird. Ansonsten ist die Betreibungsart des Drallerzeugers
die gleiche geblieben. Die Zumischung des Brennstoffes 116 in den Verbrennungsluftstromes
115 geschieht aus dem Innern der Schaufelprofile heraus,
d.h. die Brennstoffleitung 108 ist nunmehr in die einzelnen Schaufeln integriert.
Auch hier sind die Längssymmetrieachsen zu den einzelnen Teilkörpern mit der
Buchstabe a gekennzeichnet.FIG. 6 differs from FIG. 5 in that the
Fig. 7 zeigt das Uebergangsstück 200 in dreidimensionaler Ansicht. Die Uebergangsgeometrie
ist für einen Drallerzeuger 100 mit vier Teilkörpern, entsprechend
der Fig. 5 oder 6, aufgebaut. Dementsprechend weist die Uebergangsgeometrie
als natürliche Verlängerung der stromauf wirkenden Teilkörper vier Uebergangskanäle
201 auf, wodurch die Kegelviertelfläche der genannten Teilkörper verlängert
wird, bis sie die Wand des Mischrohres schneidet. Die gleichen Ueberlegungen
gelten auch, wenn der Drallerzeuger aus einem anderen Prinzip, als den unter
Fig. 3 beschriebenen, aufgebaut ist. Die nach unten in Strömungsrichtung
verlaufende Fläche der einzelnen Uebergangskanäle 201 weist eine in Strömungsrichtung
spiralförmig verlaufende Form auf, welche einen sichelförmigen
Verlauf beschreibt, entsprechend der Tatsache, dass sich vorliegend der Durchflussquerschnitt
des Uebergangsstückes 200 in Strömungsrichtung konisch erweitert.
Der Drallwinkel der Uebergangskanäle 201 in Strömungsrichtung ist so gewählt,
dass der Rohrströmung anschliessend bis zum Querschnittssprung am
Brennkammereintritt noch eine genügend grosse Strecke verbleibt, um eine perfekte
Vormischung mit dem eingedüsten Brennstoff zu bewerkstelligen. Ferner erhöht
sich durch die oben genannten Massnahmen auch die Axialgeschwindigkeit
an der Mischrohrwand stromab des Drallerzeugers. Die Uebergangsgeometrie
und die Massnahmen im Bereich des Mischrohres bewirken eine deutliche Steigerung
des Axialgeschwindigkeitsprofils zum Mittelpunkt des Mischrohres hin, so
dass der Gefahr einer Frühzündung entscheidend entgegengewirkt wird.7 shows the
Fig. 8 zeigt die bereits angesprochene Abrisskante, welche am Brenneraustritt
gebildet ist. Der Durchflussquerschnitt des Rohres 20 erhält in diesem Bereich einen
Uebergangsradius R, dessen Grösse grundsätzlich von der Strömung innerhalb
des Rohres 20 abhängt. Dieser Radius R wird so gewählt, dass sich die
Strömung an die Wand anlegt und so die Drallzahl stark ansteigen lässt. Quantitativ
lässt sich die Grösse des Radius R so definieren, dass dieser > 10% des Innendurchmessers
d des Rohres 20 beträgt. Gegenüber einer Strömung ohne Radius
vergrössert sich nun die Rückströmblase 50 gewaltig. Dieser Radius R verläuft
bis zur Austrittsebene des Rohres 20, wobei der Winkel β zwischen Anfang
und Ende der Krümmung < 90° beträgt. Entlang des einen Schenkels des Winkels
β verläuft die Abrisskante A ins Innere des Rohres 20 und bildet somit eine Abrissstufe
S gegenüber dem vorderen Punkt der Abrisskante A, deren Tiefe > 3 mm
beträgt. Selbstverständlich kann die hier parall zur Austrittsebene des Rohres 20
verlaufende Kante anhand eines gekrümmten Verlaufs wieder auf Stufe Austrittsebene
gebracht werden. Der Winkel β', der sich zwischen Tangente der Abrisskante
A und Senkrechte zur Austrittsebene des Rohres 20 ausbreitet, ist gleich gross
wie Winkel β. Die Vorteile dieser Ausbildung dieser Abrisskante gehen aus EP-0
780 629 A2 unter Dem Kapitel "Darstellung der Erfindung" hervor. Eine weitere
Ausgestaltung der Abrisskante zum selben Zweck lässt sich mit brennkammerseitigen
torusähnlichen Einkerbungen erreichen. Diese Druckschrift ist einschliessend
des dortigen Schutzumfanges was die Abrisskante betrifft ein integrierender
Bestandteil vorliegender Beschreibung.8 shows the tear-off edge already mentioned, which emerges at the burner outlet
is formed. The flow cross section of the
- 1010
- Buchsenringjack ring
- 2020
-
Mischrohr, Teil der Mischstrecke 220Mixing tube, part of the
mixing section 220 - 2121
- Bohrungen, OeffnungenHoles, openings
- 3030
- Brennkammer, BrennraumCombustion chamber, combustion chamber
- 4040
- Strömung, Rohrströmung im Mischrohr, HauptströmungFlow, pipe flow in the mixing pipe, main flow
- 5050
- Rückströmzone, RückströmblaseBackflow zone, backflow bubble
- 6060
- BrennerachseBrenner
- 100100
- Drallerzeugerswirl generator
- 101, 102101, 102
- Kegelförmige TeilkörperPartial conical body
- 101a101
- Ringförmiger AnfangsteilAnnular initial part
- 101b, 102b101b, 102b
- LängssymmetrieachsenLongitudinal axes of symmetry
- 103103
- Brennstoffdüsefuel nozzle
- 104104
- Brennstoffeindüsungfuel injection
- 105105
- Brennstoffspray (Brennstoffeindüsungsprofil)Fuel spray (fuel injection profile)
- 108, 109108, 109
- Brennstoffleitungenfuel lines
- 112112
- Flüssiger BrennstoffLiquid fuel
- 113113
- Gasförmiger BrennstoffGaseous fuel
- 114114
- Kegelhohlraumconical cavity
- 115115
- Verbrennungsluft (Verbrennungsluftstrom)Combustion air (combustion air flow)
- 116116
-
Brennstoff-Eindüsung aus den Leitungen 108, 109Fuel injection from
108, 109lines - 117117
- Brennstoffdüsenfuel nozzles
- 119, 120119, 120
- Tangentiale LufteintrittsschlitzeTangential air inlet slots
- 121a, 121b121a, 121b
- Leitblechebaffles
- 123123
- Drehpunkt der LeitblechePivot point of the guide plates
- 130, 131, 132, 133130, 131, 132, 133
- Teilkörper partial body
- 131a, 131a, 132a, 133a131a, 131a, 132a, 133a
- LängssymmetrieachsenLongitudinal axes of symmetry
- 140, 141, 142, 143140, 141, 142, 143
- Schaufelprofilförmige TeilkörperVane-shaped partial body
- 140a, 141a, 142a, 143a140a, 141a, 142a, 143a
- LängssymmetrieachsenLongitudinal axes of symmetry
- 150150
- Brennstoffkonzentrationfuel concentration
- 160160
- Luftmenge, MischluftAir volume, mixed air
- 161161
- Bohrungen, OeffnungenHoles, openings
- 170170
- Brennstoff-InjektorenFuel injectors
- 180180
- Ringförmige LuftkammerAnnular air chamber
- 190190
- Ringring
- 200200
-
Uebergangsstück, Teil der Mischstrecke 220Transition piece, part of the
mixing section 220 - 201201
- UebergangskanäleTransition passages
- 220220
- Mischstreckemixing section
- 300300
- PilotbrennersystemPilot burner system
- 301301
- Innere RingkammerInner ring chamber
- 302302
- Nebengeordnete RingkammerSecondary ring chamber
- 303303
- Gasförmiger BrennstoffGaseous fuel
- 304304
- Luftmengeair flow
- 305305
- Gelochte PlattePerforated plate
- 306306
- Bohrungen in den Brennraum, PilotbrennerDrilling in the combustion chamber, pilot burner
- 307307
- HitzeschutzblechHeat Shield
- 308308
- Nachgeschaltete RingkammerDownstream ring chamber
- 309309
- Oeffnungen der inneren RingkammerOpenings of the inner ring chamber
- 310310
- Löcher für Prallkühlung des HitzeschutzblechesHoles for impingement cooling of the heat protection plate
Claims (18)
- A burner for operating a heat generator, wherein the burner substantially consists of a swirl generator (100) for a combustion air stream, means for feeding at least one fuel into the combustion air stream, wherein a mixing length (220) is provided downstream the swirl generator, which length within a first length part in the flow direction comprises a number of transition channels (201) for transferring a stream formed in the swirl generator to a mixing pipe (20) provided downstream these transition channels, wherein a pilot burner system (300) is provided in the lower area of the mixing pipe (20) to operate in a combustion space (30) downstream the mixing pipe (20), which pilot burner system consists of at least two media conveying chambers (301, 302) and a further downstream chamber (308), wherein the media (303, 304) from both the other chambers (301, 302) are mixable in this downstream chamber (308), and wherein the downstream chamber (308) comprises means for the forming of pilot burners (306) operating in the combustion space (30) and operable by the mixture of both the media (303, 304).
- A burner according to claim 1, characterised in that the media conveying chambers (301, 303) are annular and provided beside each other, that a gaseous fuel (303) flows through the first annular chamber (301) and an air quantity (304) through the second annular chamber (302), that means (305) are mounted in the second annular chamber (302), through which the here flowing air (304) provides an impingement cooling on a heat protecting sheet (307) provided on one side of the pilot burner system (300).
- A burner according to claim 2, characterised in that the means for the forming of the impingement cooling is a perforated plate (305) forming the bottom of the second annular chamber (302).
- A burner according to claim 1, characterised in that the means consists of a ring (190) provided at head of the swirl generator (100) and in operable connection with a fuel nozzle (103), that the ring (190) comprises a number of holes (161) provided in the peripheral direction, and that a fuel (170) is introduceable into an air quantity (160) flowing through the holes (161).
- A burner according to claim 4, characterised in that the holes (161) are directed obliquely forwardly.
- A burner according to claim 4, characterised in that the fuel nozzle (103) is surrounded by an annular air chamber (180).
- A burner according to claim 1, characterised in that the front of the burner of the mixing pipe (20) is designed with a removing edge (A) to the downstream combustion space (30).
- A burner according to claim 1, characterised in that the number of transition channels (201) in the mixing length (220) corresponds to the number of part streams formed by the swirl generator (100).
- A burner according to claim 1, characterised in that the mixing pipe (20) downstream the transition channels (201) in the flow and peripheral direction is provided with openings (21) for feeding an air stream into the interior of the mixing pipe (20).
- A burner according to claim 9, characterised in that the openings (21) extend with an acute angle in relation to the burner axis (60) of the mixing pipe (20).
- A burner according to claim 1, characterised in that the flow cross-section of the mixing pipe (20) downstream the transition channels (201) is smaller, equal to or larger than the cross-section of the stream formed in the swirl generator (100, 100a).
- A burner according to claim 1, characterised in that a combustion chamber (30) is provided downstream the mixing length (220), that a cross-section shifting is present between the mixing length (220) and the combustion chamber (30), which shifting induces the initial flow cross-section of the combustion chamber (30), and that a back flow zone (50) is operable in the area of this cross-section shifting.
- A burner according to claim 1, characterised in that a diffuser and/or a venturi length is provided upstream the front of the burner (70).
- A burner according to claim 1, characterised in that the swirl generator (100) consists of two hollow conical part bodies (101, 102; 130, 131, 132, 133; 140, 141, 142, 143) provided in each other in the flow direction, that the respective longitudinal symmetrical axes (101b, 102b; 130a, 131a, 132a, 133a; 140a, 141a, 142a, 143a) of these part bodies extend displaced from each other in such a manner that the adjacent walls of the part bodies in their longitudinal extension form tangential channels (119, 120) for a combustion air stream (115), and that at least one fuel nozzle (103) is operable in the inner space (114) formed by the part bodies.
- A burner according to claim 14, characterised in that further fuel nozzles (117) are provided in the area of the tangential channels (119, 120).
- A burner according to claim 14, characterised in that the part body (140, 141, 142, 143) have a blade-shaped profile in a cross-section.
- A burner according to claim 14, characterised in that the part bodies in the flow direction have a fixed cone angle, or an increasing cone inclination, or a decreasing cone inclination.
- A burner according to claim 14, characterised in that the part bodies are spirally provided in each other.
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