EP0913630A1

EP0913630A1 - Burner for the operation of a heat generator

Info

Publication number: EP0913630A1
Application number: EP97810818A
Authority: EP
Inventors: Thomas Ruck; Hans Peter Knöpfel
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Current assignee: General Electric Switzerland GmbH
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1999-05-06
Anticipated expiration: 2017-10-31
Also published as: JPH11211026A; US6059565A; EP0913630B1; DE59709446D1

Abstract

The burner has a combustion air flow (115) in the turbulence generators (300) of the twister, upstream of the jet injection of the fuel gas (116) into the air stream twister. The turbulence generators are single laterally set bolts, forming dragging eddies at their rear sides in the flow direction, acting with the jet injection of the fuel gas.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft einen Brenner für den Betrieb eines Wärmeerzeugers gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a burner for operating a heat generator according to Preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Aus EP-0 780 629 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. Die Drallstärke im Drallerzeuger wird denmach so gewählt, dass das Aufplatzen des Wirbels nicht innerhalb der Mischstrecke, sondern weiter stromab erfolgt, wie oben ausgeführt, im Bereich des Querschnittssprunges. Die Länge der Mischstrecke ist so dimensioniert, dass eine ausreichende Mischungsgüte für alle Brennstoffarten gewährleistet ist.From EP-0 780 629 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. The Twist strength in the swirl generator is selected so that the bursting of the Vortex does not occur within the mixing section, but further downstream, as executed above, in the area of the cross-sectional jump. The length of the mixing section is dimensioned so that a sufficient mix quality for everyone Types of fuel is guaranteed.

Obschon dieser Brenner 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 Brennern, kompakter Bauweise, verbesserter Mischung, etc., gewährleistet, zeigt es sich, dass die Mischungsgüte des Gas/Luft-Gemisches innerhalb des Drallerzeugers ausschlaggebend für das Erreichen niedriger Schadstoff-Emissionswerte. Der limitierte Faktor bei der Gaseindüsung ist der zur Verfügung stehende Gasvordruck, der die Eindringtiefe des Gasstrahles in den Luftraum und somit die Durchmischung bestimmt.Although this burner 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 Burners, compact design, improved mixing, etc., guaranteed, it shows that the mixture quality of the gas / air mixture within of the swirl generator is crucial for achieving low pollutant emission values. The limited factor in gas injection is available standing gas admission pressure, which determines the penetration depth of the gas jet into the air space and thus the mixing is determined.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Brenner der eingangs genannten Art Vorkehrungen vorzuschlagen, welche die Mischungsgüte des Gas/Luft-Gemisches bei gleichbleibender Gasvordruck zu verbessern vermögen.The invention seeks to remedy this. The invention as set out in the claims is characterized, the task is based on a burner at the beginning to propose the above-mentioned type of precautions which affect the quality of the mixture Gas / air mixture are able to improve with constant gas pressure.

Zu diesem Zweck wird der Brenner derart erweitert, dass stromauf der in den Drallerzeuger integrierten Gasinjektoren die durch die Lufteintrittskanäle einströmende Verbrennungsluft durch Turbulenzgeneratoren geleitet wird, bevor sie im Bereich der genannten Gasinjektoren gelangt. Diese Turbulenzgeneratoren können so weit vereinfacht werden, dass sie einzelne zueinander beabstandete Riegel verschiedenen Querschnittes sind, welche quer in den Lufteintrittskanälen angeordnet sind. Weisen die Unterkanten dieser Wirbelgeneratoren einen genügenden Abstand bis zu den Gasinjektoren auf, so bilden sich in diesem Freiraum Wirbelschleppen, durch welche erreicht wird, dass der Gasstrahl aus den genannten Gasinjektoren in ein Gebiet mit kleinerer Luftgeschwindigkeit und höherer Turbulenz eingedüst wird.For this purpose, the burner is expanded in such a way that the upstream in the Swirl generators integrated gas injectors that flow through the air inlet channels Combustion air is passed through turbulence generators before entering the Area of the gas injectors mentioned. These turbulence generators can can be simplified so far that they are individual spaced bars are different cross-section, which are arranged transversely in the air inlet channels are. If the lower edges of these vortex generators have a sufficient one Distance to the gas injectors, this creates vortices in this free space, by which it is achieved that the gas jet from the above Gas injectors in an area with lower air speed and higher turbulence is injected.

Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemässen Gegenstand sind darin zu sehen, dass durch die höhere Eindringtiefe des Gasstrahles, gepaart mit der dort wirkenden Turbulenz aufgrund der genannten Wirbelschleppen die Mischungsgüte des Gas/Luft-Gemisches wesentlich verbessert wird und die Schadstoff-Emissionen aus der Verbrennung markant reduziert werden.The main advantages of the object according to the invention are to be seen in that through the higher penetration depth of the gas jet, paired with that there acting turbulence due to the vortex drag mentioned the quality of the mixture of the gas / air mixture is significantly improved and the pollutant emissions can be significantly reduced from combustion.

Der erfindungsgemässe Gegenstand eignet sich vorzüglich auch bei anderen Brennern, insbesondere auch bei einem Brenner gemäss der Druckschrift EP-0 321 809 B1, wobei diese Druckschrift einen integrierenden Bestandteil vorliegender Beschreibung bildet.The object according to the invention is also particularly suitable for others Burners, in particular also in the case of a burner according to EP-0 321 809 B1, this document being an integral part of the present Description forms.

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 not essential 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.

Kurze Bezeichnung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigt:

Fig. 1: einen als Vormischbrenner ausgelegten Brenner mit einer Mischstrecke stromab eines Drallerzeugers,
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: eine Disposition von Turbulenzgeneratoren, welche im Bereich der Lufteintrittskanäle vor der Gaseindüsung wirken,
Fig. 6: eine Verteilung der Turbulenzgeneratoren entlang der Lufteintrittskanäle,
Fig. 7: einen Querschnitt durch einen vierschaligen Drallerzeuger,
Fig. 8: eine Ansicht durch einen Drallerzeuger, dessen Schalen schaufelförmig profiliert sind,
Fig. 9: eine Ausgestaltung der Uebergangsgeometrie zwischen Drallerzeuger und Mischstrecke und
Fig. 10: eine Abrisskante zur räumlichen Stabilisierung der Rückströmzone.

It shows:

Fig. 1: a burner designed as a premix burner with a mixing section downstream of a swirl generator,
Fig. 2: 2 shows a schematic illustration 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 disposition of turbulence generators, which act in the area of the air inlet ducts before the gas injection,
Fig. 6: a distribution of the turbulence generators along the air inlet channels,
Fig. 7: a cross section through a four-shell swirl generator,
Fig. 8: 2 shows a view through a swirl generator, the shells of which are profiled in a shovel shape,
Fig. 9: an embodiment of the transition geometry between swirl generator and mixing section and
Fig. 10: a tear-off edge for spatial stabilization of the backflow zone.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche VerwendbarkeitWAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION, INDUSTRIAL APPLICABILITY

Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau eines Brenners. Anfänglich ist ein Drallerzeuger 100 wirksam, dessen Ausgestaltung in den nachfolgenden Fig. 2-8 noch näher gezeigt und beschrieben wird. Es handelt sich hierbei um ein kegelförmiges Gebilde, das tangential mehrfach von einem einströmenden Verbrennungsluftstrom 115 beaufschlagt wird. Die sich hier bildende Drallströmung wird anhand einer stromab des Drallerzeugers 100 vorgesehenen Uebergangsgeometrie nahtlos in ein Uebergangsstück 200 überführt, dergestalt, dass sich in dieser Zone keine Ablösungsgebiete bilden können. Die Konfiguration dieser Uebergangsgeometrie wird unter Fig. 9 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 hergestellt, 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, ohne an der Grundkonfiguration etwas ändern zu müssen. Abströmungsseitig des Mischrohres 20 befindet sich der eigentliche Brennraum 30 einer Brennkammer, welche hier lediglich durch ein Flammrohr gezeigt wird. 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 überbrücken 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 (Brennraum 30) 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. Stirnseitig weist der Brennraum 30, soweit dieser Ort nicht durch andere Vorkehrungen, beispielsweise durch Pilotbrenner, belegt ist, eine Anzahl Oeffnungen 31 auf, durch welche eine Luftmenge direkt in den Querschnittssprung strömt, und dort unter anderen dazu beiträgt, dass die Ringstabilisation der Rückströmzone 50 gestärkt wird. Danebst darf nicht unerwähnt bleiben, dass die Erzeugung einer stabilen Rückströmzone 50 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. 10 verwiesen.Fig. 1 shows the overall structure of a burner. Initially there is a swirl generator 100 effective, the design of which is shown in more detail in the following FIGS. 2-8 is shown and described. It is a conical structure, the tangential multiple times from an incoming combustion air flow 115 is applied. The swirl flow that is formed here is based on a provided transition geometry seamlessly downstream of the swirl generator 100 transferred a transition piece 200 such that there are none in this zone Detachment areas can form. The configuration of this transition geometry is described in more detail in Fig. 9. This transition piece 200 is on the outflow side the transition geometry extended by a mixing tube 20, wherein both parts form the actual mixing section 220. Of course, the Mixing section 220 consist of a single piece, i.e. then that the transition piece 200 and the mixing tube 20 into a single coherent Forms merge, preserving the characteristics of each part stay. If the transition piece 200 and the mixing tube 20 are produced from two parts, so these are connected by a bushing ring 10, the same Socket ring 10 on the head side as anchoring surface for the swirl generator 100 serves. Such a bushing ring 10 also has the advantage that different Mixing tubes can be used without changing the basic configuration need to change. Downstream of the mixing tube 20 is the actual combustion chamber 30 of a combustion chamber, which is here only by a Flame tube is shown. The mixing section 220 largely fulfills the task that a defined distance is provided downstream of the swirl generator 100 in which achieves a perfect premixing of different types of fuel can be. This mixing section, that is to say, the mixing tube 20, enables furthermore a loss-free flow guidance, so that there is also an operative connection with the transition geometry initially no backflow zone or Backflow bubble can form, which over the length of the mixing section 220 on the Mixing quality can be exercised for all types of fuel. This Mixing section 220 has yet another property, which consists in that the axial velocity profile in it itself has a pronounced maximum has the axis so that the flame reignites from the combustion chamber not possible. However, it is correct that with such a configuration this Axial velocity drops towards the wall. To reignite this too To prevent the area, the mixing tube 20 in the flow and circumferential direction with a number of regularly or irregularly distributed bores 21 various cross-sections and directions through which an amount of air flows into the interior of the mixing tube 20, and along the wall in the sense induce an increase in flow rate during filming. This Bores 21 can also be designed so that on the inner wall of the mixing tube 20 at least additionally sets an effusion cooling. Another way of increasing the speed of the mixture within To achieve the mixing tube 20 is that its flow cross-section on the outflow side of the transition channels 201, which have already been mentioned Form transition geometry, a narrowing, experiencing what the whole Speed level within the mixing tube 20 is raised. In in the figure, these bores 21 run at an acute angle the burner axis 60. Furthermore, the outlet corresponds to the transition channels 201 the narrowest flow cross-section of the mixing tube 20. The transition channels mentioned 201 accordingly bridge the respective cross-sectional difference, without negatively influencing the flow formed. If the chosen precaution when guiding the pipe flow 40 along the mixing pipe 20 triggers an intolerable pressure loss, this can be remedied are created by not at the end of this mixing tube in the figure shown diffuser is provided. At the end of the mixing tube 20 closes then a combustion chamber (combustion chamber 30), between the two Flow cross sections a cross-sectional jump formed by a burner front 70 is available. Only here does a central flame front form with a Backflow zone 50, which has the properties of a flame front disembodied flame holder. Forms within this cross-sectional jump during operation, a flow zone in which vortex detachments arise from the prevailing negative pressure there, so leads this leads to an increased ring stabilization of the backflow zone 50 the combustion chamber 30, insofar as this location is not by other means, for example is occupied by pilot burners, a number of openings 31 through which an amount of air flows directly into the cross-sectional jump, and there among others contributes to strengthening the ring stabilization of the backflow zone 50. Besides It should not go unmentioned that the creation of a stable backflow zone 50 requires a sufficiently high number of twists in a tube. Is one Initially undesirable, stable backflow zones can be made smaller by the supply strongly swirled air flows at the pipe end, for example due to tangential Openings. It is assumed here that this required air volume is approximately 5-20% of the total air volume. What the Design of the burner front 70 at the end of the mixing tube 20 for stabilization Regarding the backflow zone or backflow bladder 50, reference is made to the description referenced in FIG. 10.

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 vornimmt. 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 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 through which an amount of air 160 is placed in an annular chamber 180 flows and carries out the flushing of the fuel lance there. These holes 161 are slanted forward so that it is appropriate axial component arises on the burner axis 60. In active connection with these Additional fuel injectors 170 are provided in holes 161 a certain amount, preferably a gaseous fuel, into the Enter the respective amount of air 160 in such a way that a sets uniform fuel concentration 150 over the flow cross-section, as the representation in the figure is intended to symbolize. Exactly this even Fuel concentration 150, especially the strong concentration the burner axis 60 ensures that the flame front is stabilized at the outlet of the burner, which causes combustion chamber pulsations be avoided.

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 Bezug genommen.In order to better understand the structure of the swirl generator 100, it is advantageous to if at least FIG. 4 is used at the same time as FIG. 3. Hereinafter 3 will refer to the remaining figures as needed in the description of FIG taken.

Der erste Teil des Brenners nach Fig. 1 bildet den nach Fig. 3 gezeigten Drallerzeuger 100. Dieser besteht aus zwei hohen kegelförmigen Teilkörpern 101, 102, die versetzt zueinander ineinandergeschachtelt sind. Die Anzahl der kegelförmigen Teilkörper kann selbstverständlich grösser als zwei sein, wie die Figuren 6 und 7 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. Was die Vorkehrungen im Zusammenhang mit dieser Einströmung der Verbrennungsluft 115in den Kegelhohlraum 114 betrifft, wird auf Fig. 5 und 6 verwiesen. 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 8). 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 8) 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 high 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 6 and 7 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. an air inlet slot 119, 120 (see FIG. 4), through which the combustion air 115 in the interior of the swirl generator 100, i.e. flows into the cone cavity 114 of the same. As for the precautions in connection with this inflow of combustion air 115in 5 and 6, reference is made to the cone cavity 114. The cone shape the partial body 101, 102 shown in the flow direction has a certain one fixed angle. Of course, depending on the operational use, the partial bodies can 101, 102 an increasing or decreasing cone inclination in the flow direction have, similar to a trumpet. Tulip. The latter two Shapes are not recorded in the drawing, as they are without for the specialist are further sensitive. The two conical partial bodies 101, 102 have each have a cylindrical annular starting part 101a. In the area of this cylindrical Initially, the fuel nozzle 103 already mentioned under FIG. 2 is housed, which is preferably operated with a liquid fuel 112 becomes. The injection 104 of this fuel 112 coincides with the narrowest Cross-section of the conical cavity formed by the conical partial bodies 101, 102 114 together. The injection capacity and the type of this fuel nozzle 103 depends on the given parameters of the respective burner. The tapered partial 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. These fuel lines 108, 109 are preferably at the end of the latest tangential inflow, before entering the cone cavity 114, this to get an optimal air / fuel mixture. With the by 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 8). The The same considerations also apply if liquid lines 108, 109 Fuels should be supplied. When designing the tapered partial body 101, 102 with regard to the cone angle and the width of the tangential air inlet slots 119, 120 are strict limits to be observed so that the desired Flow field of the combustion air 115 at the exit of the swirl generator 100 can set. Generally speaking, a downsizing of the tangential air inlet slots 119, 120 the faster formation of a backflow zone already favored in the area of the swirl generator. The axial speed Within the swirl generator 100, a corresponding one shown in FIG (Item 160) Increase or stabilize the supply of an air quantity described in more detail. A corresponding swirl generation in operative connection with the downstream one Transition piece 200 (see FIGS. 1 and 8) prevents the formation of Flow separations within the swirl generator 100 downstream Mixing tube. 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 recorded. Of course, 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. It is further possible, 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.

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 Partial bodies 101, 102 in the flow direction with respect to the combustion air 115 extend. The channeling of 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 fulcrum 114 placed cone cavity 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. Of course, these can be dynamic Precautions can also be provided statically by using baffles as needed form a fixed component with the conical partial bodies 101, 102.

Fig. 5 ist ein Ausschnitt aus Fig. 4 im Bereich der Einströmung der verbrennungsluft 115 in den Kegelhohlraum 114. Stromauf der Gasinjektoren 116, welche sich am Uebergang der Lufteintrittskanäle 120, 121 zum Kegelhohlraum 114 befinden, sind Turbulenzgeneratoren 300 angeordnet, welche dafür sorgen, dass abströmungsseitig derselben, im Bereich des einströmenden Brennstoffes 116 eine Turbulenz entsteht. Damit wird erreicht, dass einerseits eine höhere Eindringtiefe des Gasstrahles zustande kommt, und andererseits durch die sich auf der Rückseite der Turbulenzgeneratoren 300 bildenden Wirbelschleppen (Vgl. Fig. 6) die Mischungsgüte der beiden Medien, Brennstoff 116/Verbrennungsluft 115 wesentlich verbessert wird, was sich nachhaltig auf eine Minimierung der Schadstoff-Emissionen auswirkt.FIG. 5 is a detail from FIG. 4 in the area of the inflow of the combustion air 115 in the cone cavity 114. Upstream of the gas injectors 116, which are located at the transition of the air inlet ducts 120, 121 to the cone cavity 114, Turbulence generators 300 are arranged, which ensure that the downstream side The same, turbulence in the area of the inflowing fuel 116 arises. This ensures that on the one hand a greater depth of penetration of the Gas jet comes about, and on the other hand, due to the fact that on the back of the vortex trails forming turbulence generators 300 (cf. FIG. 6) the quality of the mixture of the two media, fuel 116 / combustion air 115 essential is improved, which is sustainable to minimize pollutant emissions affects.

Fig. 6 zeigt einerseits die Anordnung solcher Wirbelgeneratoren 300 und andererseits die sich auf der Rückseite bildenden Wirbelschleppen, welche einen optimalen Mischungszustand ermöglichen. Die hier gezeigten Wirbelgeneratoren 300 sind einzelne Riegel, welche beabstandet zueinander entlang der Lufteintrittskanäle (Vgl. Fig.4, Pos. 119, 120) quer zur Einströmungsrichtung der Verbrennungsluft 115 angeordnet sind. Selbstverständlich können diese Wirbelgeneratoren auch einen anderen Querschnitt aufweisen, wobei die Bildung der genannten Wirbelschleppen immer den finalen Zweck solcher Wirbelgeneratoren darstellt. Der Abstabd zwischen Unterseite der Wirbelgeneratoren 300 und Eindüsung des Brennstoffes 116 muss so ausgelegt sein, dass sich die Wirbelschleppen bezogen auf die Brennstoffstrahlen optimal positioniert sind.6 shows the arrangement of such vortex generators 300 on the one hand and on the other hand the vortex trails forming on the back, which are optimal Allow mixture state. The vortex generators 300 shown here are individual bars which are spaced apart along the air inlet ducts (See Fig. 4, item 119, 120) transversely to the direction of flow of the combustion air 115 are arranged. Of course, these vortex generators also have a different cross section, the formation of said Vortex drag always represents the final purpose of such vortex generators. The distance between the underside of the vortex generators 300 and the injection of the Fuel 116 must be designed so that the vortices related on which fuel jets are optimally positioned.

Fig. 7 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.7 shows that FIG. 4 shows that the swirl generator 100 now consists of four partial bodies 130, 131, 132, 133 is constructed. The associated longitudinal symmetry axes for each sub-body are marked with the letter a. To this Configuration is to be said that it is due to the lower generated with it Twist strength and in cooperation with a correspondingly enlarged Slot width is best suited, the bursting of the vortex flow on the downstream side to prevent the swirl generator in the mixing tube, thus causing the mixing tube to can fulfill the intended role.

Fig. 8 unterscheidet sich gegenüber Fig. 7 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. 8 differs from FIG. 7 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. Here, too, are the longitudinal axes of symmetry with the individual partial bodies Letter a marked.

Fig. 9 zeigt das Uebergangsstück 200 in dreidimensionaler Ansicht. Die Uebergangsgeometrie ist für einen Drallerzeuger 100 mit vier Teilkörpern, entsprechend der Fig. 7 oder 8, 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.9 shows the transition piece 200 in a three-dimensional view. The transition geometry is corresponding for a swirl generator 100 with four partial bodies 7 or 8, built. Accordingly, the transition geometry as a natural extension of the upstream partial bodies, four transition channels 201 on, whereby the conical quarter area of said partial body is extended until it cuts the wall of the mixing tube. The same considerations also apply if the swirl generator is based on a principle other than the one below Fig. 3 described, is constructed. The down in the direction of flow running surface of the individual transition channels 201 has a flow direction spiral shape, which has a crescent shape Course describes, corresponding to the fact that the flow cross-section is present of the transition piece 200 flared in the flow direction. 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 entrance still has a sufficient distance to be perfect Premix with the injected fuel. Further increases the axial speed is also affected by 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 bring about a significant increase of the axial velocity profile towards the center of the mixing tube, see above that the danger of early ignition is decisively counteracted.

Fig. 10 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 intergrierender Bestandteil vorliegender Beschreibung. 10 shows the tear-off edge already mentioned, which emerges at the burner outlet is formed. 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. Quantitatively the size of the radius R can be defined so that it is> 10% of the inside diameter d of the tube is 20. Opposite a flow without a radius Now the backflow bladder 50 increases enormously. This radius R runs to the exit plane of the tube 20, the angle β between the beginning and end of curvature is <90 °. Along one leg of the angle β runs the tear-off edge A into the interior of 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. Of course, 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 β ', which is between the tangent of the tear-off edge A and perpendicular to the exit plane of the tube 20 is the same as large as angle β. The advantages of this formation of this tear-off edge go out EP-0 780 629 A2 under the chapter "Representation of the invention". 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.

BezugszeichenlisteReference list

1010th: BuchsenringBushing ring
2020th: Mischrohr, Teil der Mischstrecke 220Mixing tube, part of the mixing section 220
2121: Bohrungen, OeffnungenHoles, openings
3030th: Brennkammer, BrennraumCombustion chamber, combustion chamber
3131: OeffnungenOpenings
4040: Strömung, Rohrströmung im Mischrohr, HauptströmungFlow, pipe flow in the mixing pipe, main flow
5050: Rückströmzone, RückströmblaseBackflow zone, backflow bubble
6060: BrennerachseBurner axis
100100: DrallerzeugerSwirl generator
101, 102101, 102: Kegelförmige TeilkörperPartial conical body
101a101a: Ringförmiger AnfangsteilAnnular initial part
101b, 102b101b, 102b: LängssymmetrieachsenLongitudinal symmetry axes
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: KegelhohlraumCone cavity
115115: Verbrennungsluft (Verbrennungsluftstrom)Combustion air (combustion air flow)
116116: Brennstoff-Eindüsung aus den Leitungen 108, 109, GasinjektorenFuel injection from lines 108, 109, gas injectors
117117: BrennstoffdüsenFuel nozzles
119, 120119, 120: Tangentiale Lufteintrittsschlitze, LufteintrittskanäleTangential air inlet slots, air inlet ducts
121a, 121b121a, 121b: LeitblecheBaffles
123123: Drehpunkt der LeitblechePivot point of the guide plates
130, 131, 132, 133130, 131, 132, 133: TeilkörperPartial body
131a, 131a, 132a, 133a131a, 131a, 132a, 133a: LängssymmetrieachsenLongitudinal symmetry axes
140, 141, 142, 143140, 141, 142, 143: Schaufelprofilförmige TeilkörperVane-shaped partial body
140a, 141a, 142a, 143a140a, 141a, 142a, 143a: Längssymmetrieachsen Longitudinal symmetry axes
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 channels
220220: MischstreckeMixing section
300300: WirbelgeneratorenVortex generators

Claims

Burner for operating a heat generator, the burner essentially from a swirl generator for a stream of combustion air Means for injecting at least one fuel into the combustion air flow there is a mixing section arranged downstream of the swirl generator which is within a first section in the flow direction a number of transition channels for transferring one in the swirl generator formed flow in a downstream downstream of these transition channels Mixing tube, characterized in that the combustion air flow (115) in the swirl generator (100) turbulence generators (300) flows, which is upstream of the injection of the fuel (116) in the combustion air flow (115).

Burner according to claim 1, characterized in that the turbulence generators (300) individual to the combustion air flow (115) Bars are.

Burner according to claim 1, characterized in that the turbulence generators (300) on their rear sides in the flow direction of the combustion air flow (115) Form vortices which are in operative connection stand with the injection of the fuel (116).

Burner according to claim 1, characterized in that the swirl generator (100) from at least two high, conical, in the direction of flow nested partial bodies (101, 102; 130, 131, 132, 133; 140, 141, 142, 143) there is that the respective longitudinal symmetry axes (101b, 102b; 130a, 131a, 132a, 133a; 140a, 141a, 142a, 143a) of these partial bodies run offset from each other, such that the adjacent walls the partial body has tangential channels (119, 120) for a combustion air stream (115), and that in the Partial body formed interior (114) at least one fuel nozzle (103) is effective.

Burner according to claim 4, characterized in that in the area of tangential channels (119, 120) in their longitudinal extension further fuel nozzles (117) are arranged.

Burner according to claim 4, characterized in that the partial body (140, 141, 142, 143) have a blade-shaped profile in cross section.

Burner according to claim 4, characterized in that the partial body in Flow direction a fixed cone angle, or an increasing cone inclination, or have a decreasing taper.

Burner according to claim 4, characterized in that the partial body are nested in a spiral.

Burner according to claim 4, characterized in that the head side arranged fuel nozzle (103) from a concentric ring (190) is encased that this ring (190) a number arranged in the circumferential direction Has holes (161), and that in one through the holes (161) flowing air quantity (160) a fuel (161) can be injected.

Burner according to claim 9, characterized in that the bores (161) are directed obliquely forward.

Burner according to claim 9, characterized in that the fuel nozzle (103) is surrounded by a ring-shaped air chamber (180).

Burner according to claim 1, characterized in that the number of Transition channels (201) in the mixing section (220) the number of the Swirl generator (100) corresponds to the partial flows formed.

Burner according to claim 1, characterized in that the transition channels (201) downstream mixing tube (20) in flow and Circumferential direction with openings (21) for injecting an air stream into Interior of the mixing tube (20) is provided.

Burner according to claim 13, characterized in that the openings (21) at an acute angle with respect to the burner axis (60) of the Mixing tube (20) run.

Burner according to claim 1, characterized in that the flow cross section the mixing tube (20) downstream of the transition channels (201) smaller, the same size or larger than the cross-section of the swirl generator (100, 100a) is formed flow (40).

Burner according to claim 1, characterized in that downstream of the Mixing section (220) a combustion chamber (30) is arranged that between the Mixing section (220) and the combustion chamber (30) a cross-sectional jump available which is the initial flow cross section of the combustion chamber (30) induced, and that in the area of this cross-sectional jump a Backflow zone (50) is effective.

Burner according to claim 16, characterized in that upstream of the Backflow zone (50), a diffuser and / or a venturi section available is.

Burner according to claim 1, characterized in that the mixing tube (20) has a tear-off edge (A) on the combustion chamber side (30).