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EP0866268A1 - Method of operating a vortex stabilised burner and burner applying the method - Google Patents

Method of operating a vortex stabilised burner and burner applying the method Download PDF

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Publication number
EP0866268A1
EP0866268A1 EP97810162A EP97810162A EP0866268A1 EP 0866268 A1 EP0866268 A1 EP 0866268A1 EP 97810162 A EP97810162 A EP 97810162A EP 97810162 A EP97810162 A EP 97810162A EP 0866268 A1 EP0866268 A1 EP 0866268A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
burner
air
fuel
swirl
starting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP97810162A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0866268B1 (en
Inventor
Jürgen Dr. Haumann
Hans Peter Knöpfel
Thomas Dr. Sattelmayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Switzerland GmbH
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to EP97810162A priority Critical patent/EP0866268B1/en
Priority to DE59702928T priority patent/DE59702928D1/en
Priority to DK97810162T priority patent/DK0866268T3/en
Priority to ES97810162T priority patent/ES2155663T3/en
Priority to AT97810162T priority patent/ATE198788T1/en
Application filed by ABB Research Ltd Switzerland filed Critical ABB Research Ltd Switzerland
Priority to PT97810162T priority patent/PT866268E/en
Priority to US09/032,798 priority patent/US5961313A/en
Publication of EP0866268A1 publication Critical patent/EP0866268A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0866268B1 publication Critical patent/EP0866268B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/02Disposition of air supply not passing through burner
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/002Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/006Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber the recirculation taking place in the combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details
    • F23D11/42Starting devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D17/00Burners for combustion simultaneously or alternately of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F23D17/002Burners for combustion simultaneously or alternately of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2202/00Fluegas recirculation
    • F23C2202/30Premixing fluegas with combustion air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/07002Premix burners with air inlet slots obtained between offset curved wall surfaces, e.g. double cone burners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/09002Specific devices inducing or forcing flue gas recirculation

Definitions

  • the invention relates to the field of combustion technology. It affects a method for operating a with gaseous and / or liquid fuels operated spin-stabilized burner and a suitable burner, in particular Premix burner.
  • Swirl-stabilized burners are known.
  • a swirl generator with a supercritical one With this type of burner, Swirl ensures intensive mixing of fuel and combustion air.
  • the flame stabilization is based on the generation of a Backflow bubble, also called backflow zone, which is caused by the bursting of the Vortex (vortex breakdown) arises. Before the stagnation point of this backflow zone ignition of the flame is initiated and a stable flame front is formed.
  • backflow bubble also called backflow zone
  • This Premix burner consists essentially of at least two hollow to each other a complementary partial cone body with tangential air inlet slots and feeds for gaseous and liquid fuels in which the central axes the hollow partial cone body has a conical inclination widening in the direction of flow have and offset in the longitudinal direction to each other.
  • Im from the conical interior of the conical bodies is on the burner head placed a fuel nozzle.
  • the gaseous fuel becomes the combustion air flow in advance of its inflow into the interior of the burner arranged gas injectors supplied to the inlet slots.
  • the formation of the Fuel / air mixture thus occurs directly at the end of the tangential one Air inlet slots.
  • the invention tries to avoid all these disadvantages. It is based on the task to develop a method for operating a spin-stabilized burner, that enables ignition easily during the start-up phase of the burner, and high flame stabilization and low pollutant emissions leads. The normal operation of the burner should not be affected. Furthermore, a burner, especially a premix burner, is to be used of this method.
  • this is the case with a method according to the preamble of the patent claim 1 achieved in that during the starting process on the downstream End of the swirl generator directed from the edge of the burner into the center Starting air is injected, which is at least a radial speed component and that after the end of the starting process the injection the additional air is switched off.
  • this is in one swirl-stabilized burner for performing the method achieved on downstream end of the swirl generator at least two means for at least partially radial injection of starting air are arranged, which with optionally lockable supply lines are connected.
  • the advantages of the invention include the fact that favorable ignition conditions be created, the flame stabilization is improved and the Pollutant emissions when starting the burner can be reduced.
  • the central backflow bubble is pinched off and an intense fireball is created in the immediate vicinity of the burner.
  • Most of the cold starting air arrives through the reaction zone into the hot vortex breakdown zone and transported Simultaneously fuel into the center and then towards the swirl generator.
  • both mass flows immediately take part in the reaction and heat up strongly before the flame stabilization point is reached.
  • a Flushing the environment with cold medium, as described in the prior art, is prevented in this way.
  • the starting air is radial / axial or radial / tangential is injected so that it is next to the radial speed component also has an axial and / or tangential speed component.
  • a counter-swirl component of the starting air compared to the main flow is particularly important because it makes the zones particularly high Shear and turbulence generated between the start air flow and the main flow will.
  • the invention relates to the operation of swirl-stabilized burners.
  • swirl-stabilized premix burners known from the prior art 1 to 6, which are described below.
  • Such burners are operated with gaseous and / or liquid fuels within the burner intensively with combustion air or by a swirl generator a mixture of combustion air and recirculated flue gases and then burned.
  • These burners are designed so that a Supercritical swirl number arises, so that the vortex of the fuel / air mixture burst open and form a backflow zone that stabilizes the flame.
  • the method according to the invention now consists in that during the starting process at the downstream end of the swirl generator from the edge of the burner air, so-called start air, is injected into the center.
  • This Starting air must have at least one radial speed component, however, it can also have an axial and / or a tangential speed component exhibit.
  • the supply of the start air is stopped, by, for example, closing a valve arranged in the supply lines becomes.
  • the premix burner therefore works during normal operation unchanged and completely unaffected by the start procedure.
  • Fig. 1 shows a known premix burner of the double-cone type in perspective Presentation.
  • Fig. 2 is used in the acquisition of FIG. 1 becomes.
  • the premix burner according to FIG. 1 consists of two hollow conical partial bodies 1, 2, which are nested offset from one another. He's going with a gaseous and / or liquid fuel 12, 16 operated. Under the The term "conical” here is not only that shown by a fixed opening angle understood cone shape understood, but it also includes others Configurations of the sub-bodies with a diffuser or diffuser-like Shape, as well as a confuser or confuser-like shape. These forms are present not specifically shown, since they are familiar to the expert are.
  • the offset of the respective central axis or longitudinal axis of symmetry Partial body 1, 2 to each other see. Fig. 4, Pos.
  • each one tangential air inlet duct 5, 6 free through which the combustion air 7 in the interior of the premix burner, i.e. in the cone cavity 8 flows.
  • the two conical partial bodies 1, 2 each have one cylindrical initial part 9, 10, which also, analogous to the aforementioned partial bodies 1, 2, offset from each other, so that the tangential air inlet channels 5, 6 are present over the entire length of the premix burner.
  • a nozzle 11 for preferably atomization a liquid fuel 12 housed such that their injection approximately with the narrowest cross section of that formed by the partial bodies 1, 2 Cone cavity 8 coincides.
  • the injection capacity and the operating mode this nozzle 11 depends on the given parameters of the respective Premix burner.
  • the fuel 12 injected through the nozzle 11 can be enriched with a recirculated exhaust gas if required; then is it is also possible, through the nozzle 11, the complementary injection of an amount of water to accomplish.
  • the premix burner can be purely conical, i.e. without a cylindrical one Initial parts 9, 10 may be formed.
  • the sub-bodies 1, 2 also each have one Fuel line 13, 14, which runs along the tangential inlet channels 5, 6 are arranged and provided with injection openings 15, through which preferably a gaseous fuel 16 in the combustion air flowing there 7 is injected, as is symbolized by arrows 16, wherein this injection also the fuel injection level (see FIG. 4, item 22) of the Systems forms.
  • These fuel lines 13, 14 are preferably at the latest placed at the end of the tangential inflow, before entering the cone cavity 8, this to ensure an optimal air / fuel mixture.
  • the premix burner has one serving as anchoring for the partial bodies 1, 2 Front plate 18, which is arranged directly on the front part of the combustion chamber 17 is.
  • the premix burner is used solely by means of a liquid Operated fuel 12, this is done via the central nozzle 11, wherein this fuel 12 then enters the cone cavity 8 at an acute angle or is injected into the combustion chamber 17.
  • the nozzle 11 thus forms a tapered fuel profile 23 rotating from the tangentially flowing Combustion air 7 is enclosed. In the axial direction, the concentration of the injected fuel 12 continuously through the incoming combustion air 7 broken down into an optimal mixture.
  • a backflow zone 24 (vortex breakdown) also forms there with one opposite the flame front 25 acting there stabilizing effect, in which Meaning that the backflow zone 24 functions as a disembodied flame holder takes over.
  • the optimal fuel concentration across the cross section is only in the area the vortex runout, that is, in the area of the backflow zone 24.
  • a stable flame front 25 is created.
  • the flame stabilizing one Effect results from the swirl number in in the cone cavity 8 Flow direction along the cone axis. A backlash of the flame into that This prevents the interior of the premix burner.
  • the backflow zone 24 from the end to form the premix section In general, it can be said that by adjusting the flow opening of the tangential air inlet channels 6, 7 is possible, the backflow zone 24 from the end to form the premix section.
  • the design of the premix burner is suitable
  • the flow opening of the tangential air inlet ducts is also excellent 5, 6 to change as required, which means without changing the overall length of the premix burner, a relatively large operating range can be recorded can.
  • the partial bodies 1, 2 are also in a different plane to one another slidable, which even overlaps the air inlet level into the cone cavity 8 (see FIG. 2, item 21) of the same in the area of the tangential air inlet channels 5, 6, as shown in Fig. 2, accomplished can be. It is then also possible for the partial bodies 1, 2 to be counter-rotating to interleave rotating movement in a spiral.
  • the premix burner is not open the number shown is limited. A larger number is displayed there, for example, when it comes to making the premixing wider, or the swirl number and thus the dependent formation of the backflow zone 24 by a to influence a larger number of air inlet ducts accordingly.
  • Premix burners of the type described here are also those which are to be achieved a swirl flow from a cylindrical or quasi-cylindrical tube go out, the inflow of combustion air into the interior of the pipe tangential air inlet channels is also accomplished, and inside of the tube a conical body with decreasing in the flow direction Cross section is arranged, which is also critical with this configuration Swirl number at the output of the burner can be achieved.
  • FIG. 2 shows the same premix burner according to FIG. 1, but from a different one Perspective and in a simplified representation.
  • This Figure 2 is essentially serve to correctly record the configuration of this premix burner.
  • This dislocation in itself induces the size of the Flow openings of the tangential air inlet ducts 5, 6.
  • the central axis 3, 4 run parallel to each other here.
  • Fig. 3 is a section approximately in the middle of the premix burner.
  • the mirror image Tangentially arranged feed channels 27, 28 perform the function of Mixing section in which the combustion air 7, formed from fresh air 29 and recirculated flue gas 30 is perfected.
  • the combustion air 7 is in one Injector system 200 processed. Upstream of each feed channel 27, 28, the serves as a tangential inflow into the interior 8 of the premix burner the fresh air 29 evenly over the entire length of the premix burner Perforated plates 31, 32 distributed. In the direction of flow to the tangential inlet channels 5, 6 these perforated plates 31, 32 are perforated.
  • the perforations fulfill the function individual injector nozzles 31a, 32a, which have a suction effect compared to the surrounding flue gas 30 exert such that each of these injector nozzle 31a, 32a each only sucks a certain proportion of flue gas 30, whereupon over the entire axial length of the perforated plates 31, 32, which corresponds to the burner length, a uniform flue gas admixture takes place.
  • This configuration causes that at the point of contact of the two media, i.e. the fresh air 29 and the flue gas 30, an intimate mixing takes place, so that the up to the tangential air inlet slots 5, 6 reaching flow length of the supply channels 27, 28 can be minimized for the mixture formation.
  • the local injector configuration 200 is distinguished by the fact that the geometry the premix burner, especially what the shape and size of the tangential Air inlet ducts 5, 6 concerns, remains dimensionally stable, i.e. through the evenly dosed distribution of the hot flue gases 30 along the entire axial Length of the premix burner, there are no thermal distortions.
  • the same injector configuration as the one just described here can also be used in the area of the head-side fuel nozzle 11 for an axial supply of a Combustion air can be provided.
  • FIG. 4 is a schematic representation of the premix burner in the flow direction, wherein in particular the course of those belonging to the injector system 200 Perforated plates 31, 32 opposite the inflow planes 33 of the supply channels 27, 28 is expressed. This course is parallel, with the inflow planes 33 itself over the entire burner length parallel to the burner axis 26 of the Premix burner.
  • This figure also shows how the injector nozzles 31a, 32a their inflow angle with respect to the burner axis 26 of the Change the premix burner in the direction of flow. From an initial spike They gradually align angles at the head stage of the premix burner until it is approximately perpendicular to the burner axis in the area of the outlet 26 stand. With this precaution the mixture quality of the combustion air increased and the backflow zone held stable. In other versions right-angled inflows can also be used.
  • FIGS. 5 and 6 show essentially the same configuration according to FIGS. 3 and 4, the perforated plates 34, 35 with the associated injector nozzles 34a, 35a also parallel to the inflow planes 36 over the entire length of the burner of the feed channels 27, 28 run. Meanwhile, these inflow planes 36 run conically with respect to the burner axis 26 of the premix burner.
  • the variable inflow angle of the injector nozzles 34a, 35a in the flow direction also largely corresponds to the configuration according to FIGS. 3 and 4, wherein here the gradual erection of these injector nozzles 34a, 35a into one vertical inflow in the area of the outlet of the premix burner primary opposite the inflow plane 36 of the respective feed channel judges.
  • Fig. 7 shows a schematic partial longitudinal section of a first embodiment a premix burner for carrying out the method according to the invention
  • 8 the front view is shown.
  • the basic structure of the burner corresponds the burner described in FIGS. 1 and 2.
  • a swirl body 37 (partial cone body 1, 2) produces a swirled main flow (fuel / air mixture 39), at the downstream end of the swirl body 37 via the two each other opposite start openings 40 starting air 38 is injected purely radially.
  • the Means 40 are connected to supply lines 41 which are independent of the starting air 38 from the burner air supply 42.
  • the feed lines 41 can either opened or closed by means of a valve, not shown here will.
  • Tube 40 arranged symmetrically over the circumference of the swirl generator 37.
  • the tubes 40 are not as in the first Embodiment aligned purely radially, but they also have an axial and tangential directional component. They extend to the inside wall of the swirl body 37, that is up to the conical shells. This results in their different lengths.
  • the tubes 40 are connected to a ring line 41 that brings the starting air 38 up.
  • the start air 38 is in the counter-swirl Main flow 39 injected.
  • the start air jets 38 do not decay beforehand, but rather cause zones of high shear and turbulence to occur which cause the mixing intensify. As a result, the ignition conditions and flame stabilization improved. As shown in Fig. 9, the central backflow bubble becomes 24 pinched off and an intense fireball 43 is created in the immediate vicinity Near the burner.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

To operate a twist-stabilised burner using a gas or liquid fuel, and especially as a premix burner, lighting-up air (38) is injected during the lighting-up process, at the downstream end of the twist generator (37) from the edge to the centre. The injected air has at least one radial speed component. After lighting-up, the injected lighting-up air stream (38) is stopped. The burner may have at least two units (40) at the downstream end of the twist generator (37), for at least a partially radial injection of lighting-up air (38) against each other. They are connected to feed lines (41), which can be closed selectively.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verbrennungstechnik. Sie betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines mit gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoffen betriebenen drallstabilisierten Brenners und einen dafür geeigneten Brenner, insbesondere Vormischbrenner.The invention relates to the field of combustion technology. It affects a method for operating a with gaseous and / or liquid fuels operated spin-stabilized burner and a suitable burner, in particular Premix burner.

Stand der TechnikState of the art

Drallstabilisierte Brenner sind bekannt. Ein Drallerzeuger mit einem überkritischen Drall sorgt bei dieser Art Brenner für eine intensive Vermischung von Brennstoff und Verbrennungsluft. Die Flammenstabilisierung beruht auf der Erzeugung einer Rückströmblase, auch Rückstromzone genannt, welche durch das Aufplatzen des Wirbels (Vortex-Breakdown) entsteht. Vor dem Staupunkt dieser Rückströmzone wird die Zündung der Flamme eingeleitet, und es bildet sich eine stabile Flammenfront.Swirl-stabilized burners are known. A swirl generator with a supercritical one With this type of burner, Swirl ensures intensive mixing of fuel and combustion air. The flame stabilization is based on the generation of a Backflow bubble, also called backflow zone, which is caused by the bursting of the Vortex (vortex breakdown) arises. Before the stagnation point of this backflow zone ignition of the flame is initiated and a stable flame front is formed.

Ein Beispiel für derartige drallstabilisierte Brenner ist der Brenner der Doppelkegelbauart, dessen prinzipieller Aufbau in EP 0 321 809 B1 beschrieben ist. Dieser Vormischbrenner besteht im wesentlichen aus wenigstens zwei hohlen, sich zu einem Körper ergänzenden Teilkegelkörpern, mit tangentialen Lufteintrittsschlitzen und Zuführungen für gasförmige und flüssige Brennstoffe, bei dem die Mittelachsen der hohlen Teilkegelkörper eine in Strömungsrichtung sich erweiternde Kegelneigung aufweisen und in Längsrichtung zueinander versetzt verlaufen. Im von den Teilkegelkörpern gebildeten kegelförmigen Innenraum ist am Brennerkopf eine Brennstoffdüse plaziert. Der gasförmige Brennstoff wird dem Verbrennungsluftstrom vorgängig seiner Einströmung in den Brennerinnenraum über entlang der Eintrittsschlitze angeordneten Gasinjektoren zugeführt. Die Bildung des Brennstoff/Luft-Gemisches geschieht somit direkt am Ende der tangentialen Lufteintrittsschlitze.An example of such swirl stabilized burners is the double cone type burner, the basic structure of which is described in EP 0 321 809 B1. This Premix burner consists essentially of at least two hollow to each other a complementary partial cone body with tangential air inlet slots and feeds for gaseous and liquid fuels in which the central axes the hollow partial cone body has a conical inclination widening in the direction of flow have and offset in the longitudinal direction to each other. Im from the conical interior of the conical bodies is on the burner head placed a fuel nozzle. The gaseous fuel becomes the combustion air flow in advance of its inflow into the interior of the burner arranged gas injectors supplied to the inlet slots. The formation of the Fuel / air mixture thus occurs directly at the end of the tangential one Air inlet slots.

Die Zunahme des Dralles entlang der Kegelachse, verbunden mit der plötzlichen Querschnittserweiterung am Brenneraustritt, führt dazu, dass sich stromab des Brenneraustrittes auf der Brennerachse eine Rückströmzone (innere Rezirkulationszone) bildet, die die Flamme stabilisiert. Vor dem Staupunkt dieser inneren Rückströmzone wird die Zündung der Flamme eingeleitet. Es wird eine möglichst kurze Rückströmzone angestrebt.The increase in the twist along the cone axis associated with the sudden Cross-sectional expansion at the burner outlet leads to the fact that downstream of the A return flow zone on the burner axis (inner recirculation zone) forms, which stabilizes the flame. Before the stagnation point of this inner Backflow zone, the ignition of the flame is initiated. It will be one if possible aimed for a short backflow zone.

Bei ungünstiger Auslegung dieser Brenner breitet sich aber das zentrale Rückströmgebiet auf der Kegelachse weit stromab in die Brennkammer aus. Es entsteht eine lange, fast zylindrische Rückströmzone, wobei den zurückströmenden Rauchgasen im Kern die Wärme entzogen wird. Bei Start des Brenners wird dadurch am Stagnationspunkt vor der Rückstromzone, an der sich die Flamme stabilisiert, nur kaltes Medium zurücktransportiert. Das hat den Nachteil, dass die Zündung des Brennstoff/Luft-Gemisches erschwert oder sogar verhindert wird. Ausserdem werden die Flammenstabilisation geschwächt und die Schadstoffemissionen, vor allem Kohlenmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe, beim Start des Brenners erhöht. With an unfavorable design of these burners, however, the central backflow area spreads on the cone axis far downstream into the combustion chamber. It arises a long, almost cylindrical backflow zone, the backflow Flue gases in the core extract the heat. At the start of the burner this will at the stagnation point in front of the backflow zone where the flame stabilizes, only cold medium transported back. This has the disadvantage that the Ignition of the fuel / air mixture is difficult or even prevented. In addition, the flame stabilization is weakened and the pollutant emissions, especially carbon monoxide and unburned hydrocarbons Burner start increased.

Diese Nachteile können auch bei Brennern mit passiver Rauchgasrezirkulation durch Injektorförderung, die beispielsweise in EP 0 436 113 B1 beschrieben sind, auftreten. Dort wird während des Startvorganges zusätzlich zur normalen Verbrennungsluft in die Nähe der Injektoren Luft in den Brennerkopf eingedüst. Dies führt bei den derzeit realisierten Anwendungen dazu, dass die Umgebung des Brennerkopfes mit der kalten Startluft gespült wird und die Rückführung von heissem Rauchgas aus dem Brennraum behindert wird. Die Aufheizung des Systems erfolgt nur sehr langsam.These disadvantages can also apply to burners with passive flue gas recirculation by injector delivery, which are described for example in EP 0 436 113 B1, occur. There is in addition to the normal combustion air during the starting process Air is injected into the burner head near the injectors. This With the currently implemented applications, the environment of the Burner head is flushed with the cold starting air and the return of hot Flue gas from the combustion chamber is obstructed. Heating up the system is very slow.

Dadurch werden auch hier die Zündung des Brennstoff/Luft-Gemisches erschwert, die Flammenstabilisation geschwächt und die Schadstoffemissionen erhöht.This also makes the ignition of the fuel / air mixture difficult, flame stabilization weakened and pollutant emissions increased.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Erfindung versucht, all diese Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines drallstabilisierten Brenners zu entwickeln, das während der Startphase des Brenners die Zündung problemlos ermöglicht, und zu einer hohen Flammenstabilisation sowie zu niedrigen Schadstoffemissionswerten führt. Der Normalbetreib des Brenners soll nicht beeinflusst werden. Desweiteren soll ein Brenner, insbesondere Vormischbrenner, zur Durchführung dieses Verfahrens bereitgestellt werden.The invention tries to avoid all these disadvantages. It is based on the task to develop a method for operating a spin-stabilized burner, that enables ignition easily during the start-up phase of the burner, and high flame stabilization and low pollutant emissions leads. The normal operation of the burner should not be affected. Furthermore, a burner, especially a premix burner, is to be used of this method.

Erfindungsgemäss wird dies bei einem Verfahren gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch erreicht, dass während des Startvorganges am stromabwärtigen Ende des Drallerzeugers vom Rand des Brenners ins Zentrum gerichtet Startluft eingedüst wird, welche zumindestens eine radiale Geschwindigkeitskomponente aufweist, und dass nach dem Ende des Startvorganges die Eindüsung der zusätzlichen Luft abgeschaltet wird. Erfindungsgemäss wird dies bei einem drallstabilisierten Brenner zur Durchführung des Verfahrens dadurch erreicht, am stromabwärtigen Ende des Drallerzeugers mindestens zwei Mittel zur zumindestens teilweise radialen Eindüsung von Startluft angeordnet sind, welche mit wahlweise verschliessbaren Zufuhrleitungen verbunden sind.According to the invention, this is the case with a method according to the preamble of the patent claim 1 achieved in that during the starting process on the downstream End of the swirl generator directed from the edge of the burner into the center Starting air is injected, which is at least a radial speed component and that after the end of the starting process the injection the additional air is switched off. According to the invention, this is in one swirl-stabilized burner for performing the method achieved on downstream end of the swirl generator at least two means for at least partially radial injection of starting air are arranged, which with optionally lockable supply lines are connected.

Die Vorteile der Erfindung bestehen unter anderem darin, dass günstige Zündbedingungen geschaffen werden, die Flammenstabilisation verbessert wird und die Schadstoffemissionen beim Start des Brenners reduziert werden. Es werden Zonen hoher Scherung und Turbulenz zwischen den eingedüsten Startluftstrahlen und der verdrallten Hauptströmung erzeugt, die den Stofftransport intensivieren. Die zentrale Rückströmblase wird abgeschnürt und ein intensiver Feuerball entsteht in unmittelbarer Nähe des Brenners. Die kalte Startluft gelangt grösstenteils durch die Reaktionszone in die heisse Vortex-Breakdownzone und transportiert gleichzeitig Brennstoff in das Zentrum und anschliessend in Richtung des Drallerzeugers. Dadurch nehmen beide Massenströme sofort an der Reaktion teil und heizen sich stark auf, bevor der Flammenstabilisationspunkt erreicht wird. Eine Spülung der Umgebung mit kalten Medium, wie im Stand der Technik beschrieben, wird auf diese Weise verhindert.The advantages of the invention include the fact that favorable ignition conditions be created, the flame stabilization is improved and the Pollutant emissions when starting the burner can be reduced. There are zones high shear and turbulence between the injected starting air jets and the swirled main flow, which intensify the mass transport. The central backflow bubble is pinched off and an intense fireball is created in the immediate vicinity of the burner. Most of the cold starting air arrives through the reaction zone into the hot vortex breakdown zone and transported Simultaneously fuel into the center and then towards the swirl generator. As a result, both mass flows immediately take part in the reaction and heat up strongly before the flame stabilization point is reached. A Flushing the environment with cold medium, as described in the prior art, is prevented in this way.

Es ist besonders zweckmässig, wenn die Startluft rein radial und damit unverdrallt in die Hauptströmung eingedüst wird.It is particularly useful if the starting air is purely radial and therefore not swirled is injected into the main flow.

Aber es ist auch vorteilhaft, wenn die Startluft radial/axial oder radial/tangential eingedüst wird, so dass sie neben der radialen Geschwindigkeitskomponente auch noch eine axiale und/oder tangentiale Geschwindigkeitskomponente aufweist. Eine Gegendrallkomponente der Startluft im Vergleich zur Hauptströmung ist dabei von besonderer Bedeutung, weil dadurch die Zonen besonders hoher Scherung und Turbulenzen zwischen Startluftströmung und Hauptströmung erzeugt werden. But it is also advantageous if the starting air is radial / axial or radial / tangential is injected so that it is next to the radial speed component also has an axial and / or tangential speed component. A counter-swirl component of the starting air compared to the main flow is particularly important because it makes the zones particularly high Shear and turbulence generated between the start air flow and the main flow will.

Vorteilhafte Ausgestaltungen von drallstabilisierten Brennern zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous configurations of swirl-stabilized burners for implementation of the method according to the invention are described in the subclaims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Several exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Es zeigen:

Fig. 1
einen Vormischbrenner der Doppelkegelbauart nach dem bekannten Stand der Technik in perspektivischer Darstellung;
Fig. 2
eine weitere perspektivische Darstellung dieses Vormischbrenners aus einer anderen Ansicht in vereinfachter Form;
Fig. 3
einen Schnitt durch den Vormischbrenner gemäss Fig. 1 oder 2, wobei der Brenner mit Injektoren bestückt ist und die Einströmungsebene von Zuführungskanälen parallel zur Brennerachse verläuft;
Fig. 4
eine Konfiguration des Injektorsystems in Strömungsrichtung;
Fig. 6
eine weitere Konfiguration des Injektorsystems in Strömungsrichtung;
Fig. 7
einen schematische Längsschnitt des erfindungsgemässen Vormischbrenners in einer ersten Ausführungsvariante;
Fig. 8
eine Vorderansicht des Brenners gemäss Fig. 7;
Fig. 9
einen schematischen Längsschnitt des erfindungsgemässen Vormischbrenners in einer zweiten Ausführungsvariante;
Fig. 10
eine Vorderansicht des Brenners gemäss Fig. 9.
Show it:
Fig. 1
a premix burner of the double cone type according to the known prior art in a perspective view;
Fig. 2
another perspective view of this premix burner from another view in a simplified form;
Fig. 3
a section through the premix burner according to Figure 1 or 2, wherein the burner is equipped with injectors and the inflow plane of supply channels runs parallel to the burner axis.
Fig. 4
a configuration of the injector system in the flow direction;
Fig. 6
a further configuration of the injector system in the flow direction;
Fig. 7
a schematic longitudinal section of the premix burner according to the invention in a first embodiment;
Fig. 8
a front view of the burner according to FIG. 7;
Fig. 9
a schematic longitudinal section of the premix burner according to the invention in a second embodiment;
Fig. 10
9 shows a front view of the burner according to FIG. 9.

Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. Die Strömungsrichtung der Medien ist mit Pfeilen bezeichnet.Only the elements essential for understanding the invention are shown. The direction of flow of the media is indicated by arrows.

Weg zur Ausführung der ErfindungWay of carrying out the invention

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Fig. 1 bis 10 näher erläutert.The invention is explained below using exemplary embodiments and FIG. 1 to 10 explained in more detail.

Die Erfindung betrifft den Betrieb von drallstabilisierten Brennern. Beispiele von aus dem Stand der Technik bekannten drallstabilisierten Vormischbrennern sind in den Fig. 1 bis 6 abgebildet, die weiter unten beschrieben sind. Derartige Brenner werden mit gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoffen betrieben, die innerhalb des Brenners durch einen Drallerzeuger intensiv mit Verbrennungsluft oder einem Gemisch aus Verbrennungsluft und rückgeführten Rauchgasen gemischt und anschliessend verbrannt werden. Diese Brenner sind so ausgelegt, dass eine überkritische Drallzahl entsteht, so dass die Wirbel des Brennstoff/Luft-Gemisches aufplatzen und eine Rückstömzone bilden, welche die Flamme stabilisiert.The invention relates to the operation of swirl-stabilized burners. Examples of swirl-stabilized premix burners known from the prior art 1 to 6, which are described below. Such burners are operated with gaseous and / or liquid fuels within the burner intensively with combustion air or by a swirl generator a mixture of combustion air and recirculated flue gases and then burned. These burners are designed so that a Supercritical swirl number arises, so that the vortex of the fuel / air mixture burst open and form a backflow zone that stabilizes the flame.

Das erfindungsgemässe Verfahren besteht nun darin, dass während des Startvorganges am stromabwärtigen Ende des Drallerzeugers vom Rand des Brenners ins Zentrum gerichtet zusätzlich Luft, sogenannte Startluft eingedüst wird. Diese Startluft muss zumindestens eine radiale Geschwindigkeitskomponente aufweisen, sie kann aber ebenso auch noch eine axiale und/oder eine tangentiale Geschwindigkeitskomponente aufweisen. The method according to the invention now consists in that during the starting process at the downstream end of the swirl generator from the edge of the burner air, so-called start air, is injected into the center. This Starting air must have at least one radial speed component, however, it can also have an axial and / or a tangential speed component exhibit.

Die kalte Startluft gelangt grösstenteils durch die Reaktionszone in die heisse Vortex-Breadownzone und transportiert gleichzeitig Brennstoff ins Zentrum und anschliessend in Richtung des Drallerzeugers. Dadurch nehmen beide Massenströme sofort an der Reaktion teil und heizen sich stark auf, bevor der Flammenstabilisationspunkt erreicht wird. Eine Spülung der Umgebung mit kaltem Medium wird dadurch verhindert. Ausserdem werden Zonen hoher Scherung und Turbulenz zwischen der eingedüsten Startluft und der verdrallten Hauptströmung erzeugt, die zusätzlich den Stofftransport intensivieren und die Flammenstabilisation verbessern. Die zentrale Rückstromblase wird abgeschnürt und ein intensiver Feuerball entsteht in unmittelbarer Nähe des Brenners. Durch diese Phänomene werden günstige Zündbedingungen geschaffen, die Flammenstabilisation verbessert und die Startemissionen reduziert. Wenn die Startluft mit einem Gegendrall zur verdrallten Hauptströmung (Brennstoff/Luft-Gemisch) eingedüst wird, sind die oben genannten Effekte besonders ausgeprägt.Most of the cold starting air enters the hot air through the reaction zone Vortex breadown zone and simultaneously transports fuel to the center and then in the direction of the swirl generator. As a result, both mass flows immediately participate in the reaction and heat up strongly before the flame stabilization point is achieved. Rinsing the environment with cold medium is prevented. In addition, zones of high shear and turbulence generated between the injected starting air and the swirled main flow, which additionally intensify the mass transport and the flame stabilization improve. The central backflow bubble is pinched off and becomes more intense Fireball is created in the immediate vicinity of the burner. Through these phenomena favorable ignition conditions are created and flame stabilization is improved and reduced the starting emissions. If the starting air with a counter-swirl to the twisted main flow (fuel / air mixture) are the the above-mentioned effects are particularly pronounced.

Ist die Startphase des Brenners abgeschlossen, wird die Zufuhr der Startluft beendet, indem beispielsweise ein in den Zufuhrleitungen angeordnetes Ventil geschlossen wird. Der Vormischbrenner funktioniert also während des Normalbetriebes unverändert und vom ob. Startverfahren völlig unbeeinflusst.When the start-up phase of the burner is completed, the supply of the start air is stopped, by, for example, closing a valve arranged in the supply lines becomes. The premix burner therefore works during normal operation unchanged and completely unaffected by the start procedure.

Fig. 1 zeigt einen bekannten Vormischbrenner der Doppelkegelbauart in perspektivischer Darstellung. Zum besseren Verständnis des Gegenstandes ist es vorteilhaft, wenn gleichzeitig bei der Erfassung von Fig. 1 auch Fig. 2 herangezogen wird. Diese zwei Figuren haben hauptsächlich den Zweck, die Art und die Funktionsweise eines solchen Brenners abzustecken.Fig. 1 shows a known premix burner of the double-cone type in perspective Presentation. For a better understanding of the subject, it is advantageous if at the same time Fig. 2 is used in the acquisition of FIG. 1 becomes. These two figures mainly have the purpose, the type and the functioning of such a burner.

Der Vormischbrenner gemäss Fig. 1 besteht aus zwei hohlen kegelförmigen Teilkörpern 1, 2, die versetzt zueinander ineinandergeschachtelt sind. Er wird mit einem gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoff 12, 16 betrieben. Unter dem Begriff "kegelförmig" wird hier nicht nur die gezeigte, durch einen festen Öffnungswinkel charakterisierte Kegelform verstanden, sondern er schliesst auch andere Konfigurationen der Teilkörper mit ein, so eine Diffusor- oder diffusorähnliche Form sowie eine Konfusor- oder konfusorähnliche Form. Diese Formen sind vorliegend nicht speziell dargestellt, da sie dem Fachmann ohne weiteres geläufig sind. Die Versetzung der jeweiligen Mittelachse oder Längssymmetrieachse der Teilkörper 1, 2 zueinander (Vgl. Fig. 4, Pos. 3, 4) schafft auf beiden Seiten, in spiegelbildlicher Anordnung, jeweils einen tangentialen Lufteintrittskanal 5, 6 frei, durch welche die Verbrennungsluft 7 in Innenraum des Vormischbrenners, d.h. in den Kegelhohlraum 8 strömt. Die beiden kegeligen Teilkörper 1, 2 weisen je einen zylindrischen Anfangsteil 9, 10, die ebenfalls, analog den vorgenannten Teilkörpern 1, 2, versetzt zueinander verlaufen, so dass die tangentialen Lufteintrittskanäle 5, 6 über die ganze Länge des Vormischbrenners vorhanden sind. Im Bereich des zylindrischen Anfangsteils ist eine Düse 11 zur vorzugsweise Zerstäubung eines flüssigen Brennstoffes 12 untergebracht, dergestalt dass deren Eindüsung in etwa mit dem engsten Querschnitt des durch die Teilkörper 1, 2 gebildeten Kegelhohlraumes 8 zusammenfällt. Die Eindüsungskapazität und die Betriebsart dieser Düse 11 richtet sich nach den vorgegebenen Parametern des jeweiligen Vormischbrenners. Der durch die Düse 11 eingedüsten Brennstoff 12 kann bei Bedarf mit einem rückgeführten Abgas angereichert werden; sodann ist es auch möglich, durch die Düse 11 die komplementäre Einspritzung einer Wassermenge zu bewerkstelligen.The premix burner according to FIG. 1 consists of two hollow conical partial bodies 1, 2, which are nested offset from one another. He's going with a gaseous and / or liquid fuel 12, 16 operated. Under the The term "conical" here is not only that shown by a fixed opening angle understood cone shape understood, but it also includes others Configurations of the sub-bodies with a diffuser or diffuser-like Shape, as well as a confuser or confuser-like shape. These forms are present not specifically shown, since they are familiar to the expert are. The offset of the respective central axis or longitudinal axis of symmetry Partial body 1, 2 to each other (see. Fig. 4, Pos. 3, 4) creates on both sides, in mirror-image arrangement, each one tangential air inlet duct 5, 6 free, through which the combustion air 7 in the interior of the premix burner, i.e. in the cone cavity 8 flows. The two conical partial bodies 1, 2 each have one cylindrical initial part 9, 10, which also, analogous to the aforementioned partial bodies 1, 2, offset from each other, so that the tangential air inlet channels 5, 6 are present over the entire length of the premix burner. In the area of the cylindrical initial part is a nozzle 11 for preferably atomization a liquid fuel 12 housed such that their injection approximately with the narrowest cross section of that formed by the partial bodies 1, 2 Cone cavity 8 coincides. The injection capacity and the operating mode this nozzle 11 depends on the given parameters of the respective Premix burner. The fuel 12 injected through the nozzle 11 can be enriched with a recirculated exhaust gas if required; then is it is also possible, through the nozzle 11, the complementary injection of an amount of water to accomplish.

Selbstverständlich kann der Vormischbrenner rein kegelig, also ohne zylindrische Anfangsteile 9, 10 ausgebildet sein. Die Teilkörper 1, 2 weisen des weiteren je eine Brennstoffleitung 13, 14 auf, welche entlang der tangentialen Eintrittskanäle 5, 6 angeordnet und mit Eindüsungsöffnungen 15 versehen sind, durch welche vorzugsweise ein gasförmiger Brennstoff 16 in die dort vorbeiströmende Verbrennungsluft 7 eingedüst wird, wie dies durch Pfeile 16 versinnbildlicht wird, wobei diese Eindüsung zugleich die Brennstoffinjektionsebene (Vgl. Fig. 4, Pos. 22) des Systems bildet. Diese Brennstoffleitungen 13, 14 sind vorzugsweise spätestens am Ende der tangentialen Einströmung, vor Eintritt in den Kegelhohlraum 8, plaziert, dies um eine optimale Luft/Brennstoff-Mischung zu gewährleisten.Of course, the premix burner can be purely conical, i.e. without a cylindrical one Initial parts 9, 10 may be formed. The sub-bodies 1, 2 also each have one Fuel line 13, 14, which runs along the tangential inlet channels 5, 6 are arranged and provided with injection openings 15, through which preferably a gaseous fuel 16 in the combustion air flowing there 7 is injected, as is symbolized by arrows 16, wherein this injection also the fuel injection level (see FIG. 4, item 22) of the Systems forms. These fuel lines 13, 14 are preferably at the latest placed at the end of the tangential inflow, before entering the cone cavity 8, this to ensure an optimal air / fuel mixture.

Der Vormischbrenner weist eine als Verankerung für die Teilkörper 1, 2 dienende Frontplatte 18 auf, welche direkt am vorderen Teil des Brennraumes 17 angeordnet ist.The premix burner has one serving as anchoring for the partial bodies 1, 2 Front plate 18, which is arranged directly on the front part of the combustion chamber 17 is.

Wird der Vormischbrenner, wie bereits beschrieben, allein mittels eines flüssigen Brennstoffes 12 betrieben, so geschieht dies über die zentrale Düse 11, wobei dieser Brennstoff 12 dann unter einem spitzen Winkel in den Kegelhohlraum 8 bzw. in den Brennraum 17 eingespritzt wird. Aus der Düse 11 bildet sich sonach ein kegeliges Brennstoffprofil 23, das von der tangential einströmenden rotierenden Verbrennungsluft 7 umschlossen wird. In axialer Richtung wird die Konzentration des eingedüsten Brennstoffes 12 fortlaufend durch die einströmenden Verbrennungsluft 7 zu einer optimalen Gemisch abgebaut.If, as already described, the premix burner is used solely by means of a liquid Operated fuel 12, this is done via the central nozzle 11, wherein this fuel 12 then enters the cone cavity 8 at an acute angle or is injected into the combustion chamber 17. The nozzle 11 thus forms a tapered fuel profile 23 rotating from the tangentially flowing Combustion air 7 is enclosed. In the axial direction, the concentration of the injected fuel 12 continuously through the incoming combustion air 7 broken down into an optimal mixture.

Will man den Vormischbrenner mit einem gasförmigen Brennstoff 16 betreiben, so kann dies grundsätzlich auch über die zentrale Brennstoffdüse 11 geschehen, vorzugsweise soll aber eine solche Betriebsart über die Eindüsungsöffnungen 15 vorgenommen werden, wobei die Bildung dieses Brennstoff/Luft-Gemisches direkt am Ende der Lufteintrittskanäle 5, 6 zustande kommt.If you want to operate the premix burner with a gaseous fuel 16, so this can in principle also be done via the central fuel nozzle 11, however, such an operating mode should preferably be via the injection openings 15 be made, the formation of this fuel / air mixture directly at the end of the air inlet ducts 5, 6.

Bei der Eindüsung des flüssigen Brennstoffes 12 über die Düse 11 wird am Ende des Vormischbrenners die optimale, homogene Brennstoffkonzentration über den Querschnitt erreicht. Ist die Verbrennungsluft 7 zusätzlich vorgeheizt oder mit einem rückgeführten Abgas angereichert, so unterstützt dies die Verdampfung des flüssigen Brennstoffes 12 nachhaltig innerhalb der durch die Länge des Vormischbrenners induzierte Vormischstrecke. Was die Zumischung eines rückgeführten Rauchgas betrifft, so wird auf die Fig. 3-6 verwiesen. When the liquid fuel 12 is injected via the nozzle 11, the end the premix burner the optimal, homogeneous fuel concentration over the Cross section reached. Is the combustion air 7 additionally preheated or with enriched with a recirculated exhaust gas, this supports the evaporation of liquid fuel 12 sustainably within the length of the premix burner induced premix section. As for the admixture of a returned Flue gas is concerned, so reference is made to Fig. 3-6.

Die gleichen Überlegungen gelten auch, wenn über die Brennstoffleitungen 13, 14 statt gasförmige nun flüssige Brennstoffe zugeführt werden sollten.The same considerations also apply when using fuel lines 13, 14 liquid fuels should now be supplied instead of gaseous ones.

Bei der Gestaltung der kegelförmigen Teilkörper 1, 2 hinsichtlich der Zunahme des Strömungsquerschnittes sowie der Breite der tangentialen Lufteintrittskanäle 5, 6 sind an sich enge Grenzen einzuhalten, damit sich das gewünschte Strömungsfeld der Verbrennungsluft 7 am Ausgang des Vormischbrenners einstellen kann. Die kritische Drallzahl stellt sich am Ausgang des Vormischbrenners ein: Dort bildet sich auch eine Rückströmzone 24 (Vortex Breakdown) mit einem gegenüber der dort wirkenden Flammenfront 25 stabilisierenden Effekt ein, in dem Sinne, dass die Rückströmzone 24 die Funktion eines körperlosen Flammenhalters übernimmt.In the design of the conical part body 1, 2 with respect to the increase the flow cross-section and the width of the tangential air inlet ducts 5, 6 are strict limits to be observed so that the desired flow field the combustion air 7 at the outlet of the premix burner can. The critical swirl number is set at the outlet of the premix burner: A backflow zone 24 (vortex breakdown) also forms there with one opposite the flame front 25 acting there stabilizing effect, in which Meaning that the backflow zone 24 functions as a disembodied flame holder takes over.

Die optimale Brennstoffkonzentration über den Querschnitt wird erst im Bereich des Wirbelaufplatzens, also im Bereich der Rückströmzone 24 erreicht. Erst an dieser Stelle entsteht dann eine stabile Flammenfront 25. Die flammenstabilisierende Wirkung ergibt sich durch die sich im Kegelhohlraum 8 bildende Drallzahl in Strömungsrichtung entlang der Kegelachse. Ein Rückschlagen der Flamme in das Innere des Vormischbrenners wird damit unterbunden.The optimal fuel concentration across the cross section is only in the area the vortex runout, that is, in the area of the backflow zone 24. First at this point a stable flame front 25 is created. The flame stabilizing one Effect results from the swirl number in in the cone cavity 8 Flow direction along the cone axis. A backlash of the flame into that This prevents the interior of the premix burner.

Allgemein ist zu sagen, dass es durch eine Anpassung der Durchflussöffnung der tangentialen Lufteintrittskanäle 6, 7 möglich ist, die Rückströmzone 24 ab Ende der Vormischstrecke zu bilden. Die Konstruktion des Vormischbrenners eignet sich des weiteren vorzüglich, die Durchflussöffnung der tangentialen Lufteintrittskanäle 5, 6 nach Bedarf zu verändern, womit ohne Veränderung der Baulänge des Vormischbrenners eine relativ grosse betriebliche Bandbreite erfasst werden kann.In general, it can be said that by adjusting the flow opening of the tangential air inlet channels 6, 7 is possible, the backflow zone 24 from the end to form the premix section. The design of the premix burner is suitable The flow opening of the tangential air inlet ducts is also excellent 5, 6 to change as required, which means without changing the overall length of the premix burner, a relatively large operating range can be recorded can.

Selbstverständlich sind die Teilkörper 1, 2 auch in einer anderen Ebene zueinander verschiebbar, wodurch sogar eine Überlappung gegenüber der Lufteintrittsebene in den Kegelhohlraum 8 (Vgl. Fig. 2, Pos. 21) derselben im Bereich der tangentialen Lufteintrittskanäle 5, 6, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht, bewerkstelligt werden kann. Es ist sodann auch möglich, die Teilkörper 1, 2 durch eine gegenläufige drehende Bewegung spiralartig ineinander zu verschachteln.Of course, the partial bodies 1, 2 are also in a different plane to one another slidable, which even overlaps the air inlet level into the cone cavity 8 (see FIG. 2, item 21) of the same in the area of the tangential air inlet channels 5, 6, as shown in Fig. 2, accomplished can be. It is then also possible for the partial bodies 1, 2 to be counter-rotating to interleave rotating movement in a spiral.

Durch eine in diesem Vormischbrenner erreichbare homogenere Gemischbildung zwischen den eingedüsten Brennstoffen 12, 16 und der Verbrennungsluft 7 erzielt man tiefere Flammentemperaturen und damit tiefere Schadstoff-Emissionen, insbesondere tiefere NOx-Werte. Sodann reduzieren diese tieferen Temperaturen die thermische Belastung für das Material an der Brennerfront und machen beispielsweise eine Sonderbehandlung der Oberfläche nicht zwingend.Through a more homogeneous mixture formation achievable in this premix burner achieved between the injected fuels 12, 16 and the combustion air 7 lower flame temperatures and thus lower pollutant emissions, in particular lower NOx values. Then reduce these lower temperatures the thermal load on the material on the burner front and make for example special treatment of the surface is not mandatory.

Was die Anzahl der Lufteintrittskanäle betrifft, so ist der Vormischbrenner nicht auf die gezeigte Anzahl beschränkt. Eine grössere Anzahl ist beispielsweise dort angezeigt, wo es darum geht, die Vorvermischung breiter anzulegen, oder die Drallzahl und somit die davon abhängige Bildung der Rückströmzone 24 durch eine grössere Anzahl Lufteintrittskanäle entsprechend zu beeinflussen.As far as the number of air inlet ducts is concerned, the premix burner is not open the number shown is limited. A larger number is displayed there, for example, when it comes to making the premixing wider, or the swirl number and thus the dependent formation of the backflow zone 24 by a to influence a larger number of air inlet ducts accordingly.

Vormischbrenner der hier beschriebenen Art sind auch solche, welche zur Erzielung einer Drallströmung von einem zylindrischen oder quasi-zylindrischen Rohr ausgehen, die Einströmung der Verbrennungsluft ins Innere des Rohres über ebenfalls tangential angelegte Lufteintrittskanäle bewerkstelligt wird, und im Innern des Rohres einen kegelförmigen Körper mit in Strömungsrichtung abnehmenden Querschnitt angeordnet ist, womit auch mit dieser Konfiguration eine kritische Drallzahl am Ausgang des Brenners erzielbar ist.Premix burners of the type described here are also those which are to be achieved a swirl flow from a cylindrical or quasi-cylindrical tube go out, the inflow of combustion air into the interior of the pipe tangential air inlet channels is also accomplished, and inside of the tube a conical body with decreasing in the flow direction Cross section is arranged, which is also critical with this configuration Swirl number at the output of the burner can be achieved.

Fig. 2 zeigt den gleichen Vormischbrenner gemäss Fig. 1, jedoch aus einer anderen Perspektive und in vereinfachter Darstellung. Diese Figur 2 soll im wesentlichen dazu dienen, die Konfiguration dieses Vormischbrenners einwandfrei zu erfassen. Insbesondere ist in dieser Fig. 2 die Versetzung der beiden Teilkörper 1, 2 zueinander, bezogen auf die Hauptmittelachse 26 (= Brennerachse) des Vormischbrenners, welche der Hauptachse der zentralen Brennstoffdüse 11 entspricht, recht gut ersichtlich. Diese Versetzung induziert an sich die Grösse der Durchflussöffnungen der tangentialen Lufteintrittskanäle 5, 6. Die Mittelachse 3, 4 verlaufen hier parallel zueinander.FIG. 2 shows the same premix burner according to FIG. 1, but from a different one Perspective and in a simplified representation. This Figure 2 is essentially serve to correctly record the configuration of this premix burner. In particular, the displacement of the two partial bodies 1, 2 is shown in FIG. 2 to each other, based on the main central axis 26 (= burner axis) of the premix burner, which corresponds to the main axis of the central fuel nozzle 11, quite clearly visible. This dislocation in itself induces the size of the Flow openings of the tangential air inlet ducts 5, 6. The central axis 3, 4 run parallel to each other here.

Fig. 3 ist ein Schnitt etwa in der Mitte des Vormischbrenners. Die spiegelbildlich tangential angeordneten Zuführungskanäle 27, 28 erfüllen die Funktion einer Mischstrecke, in welchen die Verbrennungsluft 7, gebildet aus Frischluft 29 und rückgeführtem Rauchgas 30 perfektioniert wird. Die Verbrennungsluft 7 wird in einem Injektorsystem 200 aufbereitet. Stromauf jedes Zuführungskanals 27, 28, der als tangentiale Einströmung in den Innenraum 8 des Vormischbrenners dient, wird die Frischluft 29 auf der ganzen Länge des Vormischbrenners gleichmässig über Lochplatten 31, 32 verteilt. In Strömungsrichtung zur tangentialen Eintrittskanäle 5, 6 sind diese Lochplatten 31, 32 perforiert. Die Perforierungen erfüllen die Funktion einzelner Injektordüsen 31a, 32a, welche eine Saugwirkung gegenüber dem umliegenden Rauchgas 30 ausüben, dergestalt, dass jede dieser Injektordüse 31a, 32a jeweils nur einen bestimmten Anteil an Rauchgas 30 ansaugt, worauf über die ganze axiale Länge der Lochplatten 31, 32, die der Brennerlänge entspricht, eine gleichmässige Rauchgas-Zumischung stattfindet. Diese Konfiguration bewirkt, dass bereits am Berührungsort der beiden Medien, also der Frischluft 29 und des Rauchgases 30, eine innige Vermischung stattfindet, so dass die bis zu den tangentialen Lufteintrittsschlitzen 5, 6 reichende Strömungslänge der Zuführungskanäle 27, 28 für die Gemischbildung minimiert werden kann. Danebst zeichnet sich die hiesige Injektor-Konfiguration 200 dadurch aus, dass die Geometrie des Vormischbrenners, insbesondere was die Form und Grösse der tangentialen Lufteintrittskanäle 5, 6 betrifft, formstabil bleibt, d.h. durch die gleichmässig dosierte Verteilung der an sich heissen Rauchgase 30 entlang der ganzen axialen Länge des Vormischbrenners entstehen keine wärmebedingten Verwerfungen. Die gleiche Injektor-Konfiguration, wie die soeben hier beschriebene, kann auch im Bereich der kopfseitigen Brennstoffdüse 11 für eine axiale Zuführung einer Verbrennungsluft vorgesehen werden.Fig. 3 is a section approximately in the middle of the premix burner. The mirror image Tangentially arranged feed channels 27, 28 perform the function of Mixing section in which the combustion air 7, formed from fresh air 29 and recirculated flue gas 30 is perfected. The combustion air 7 is in one Injector system 200 processed. Upstream of each feed channel 27, 28, the serves as a tangential inflow into the interior 8 of the premix burner the fresh air 29 evenly over the entire length of the premix burner Perforated plates 31, 32 distributed. In the direction of flow to the tangential inlet channels 5, 6 these perforated plates 31, 32 are perforated. The perforations fulfill the function individual injector nozzles 31a, 32a, which have a suction effect compared to the surrounding flue gas 30 exert such that each of these injector nozzle 31a, 32a each only sucks a certain proportion of flue gas 30, whereupon over the entire axial length of the perforated plates 31, 32, which corresponds to the burner length, a uniform flue gas admixture takes place. This configuration causes that at the point of contact of the two media, i.e. the fresh air 29 and the flue gas 30, an intimate mixing takes place, so that the up to the tangential air inlet slots 5, 6 reaching flow length of the supply channels 27, 28 can be minimized for the mixture formation. Besides The local injector configuration 200 is distinguished by the fact that the geometry the premix burner, especially what the shape and size of the tangential Air inlet ducts 5, 6 concerns, remains dimensionally stable, i.e. through the evenly dosed distribution of the hot flue gases 30 along the entire axial Length of the premix burner, there are no thermal distortions. The same injector configuration as the one just described here can also be used in the area of the head-side fuel nozzle 11 for an axial supply of a Combustion air can be provided.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Vormischbrenners in Strömungsrichtung, worin insbesondere der Verlauf der zum Injektorsystem 200 gehörenden Lochplatten 31, 32 gegenüber den Einströmungsebenen 33 der Zuführungskanäle 27, 28 zum Ausdruck kommt. Dieser Verlauf ist parallel, wobei die Einströmungsebenen 33 selbst über die ganze Brennerlänge parallel zur Brennerachse 26 des Vormischbrenners verlaufen. In dieser Figur ist auch ersichtlich, wie die Injektordüsen 31a, 32a ihren Einströmungswinkel gegenüber der Brennerachse 26 des Vormischbrenners in Strömungsrichtung verändern. Von einer anfänglichen spitzen Winkel im Bereich der Kopfstufe des Vormischbrenners richten sie sich allmählich auf, bis sie im Bereich des Ausganges in etwa senkrecht zur Brennerachse 26 stehen. Durch diese Vorkehrung wird die Mischungsgüte der Verbrennungsluft gesteigert und die Rückströmzone positionsstabil gehalten. In anderen Ausführungen sind auch rechtwinklige Einströmungen einsetzbar.4 is a schematic representation of the premix burner in the flow direction, wherein in particular the course of those belonging to the injector system 200 Perforated plates 31, 32 opposite the inflow planes 33 of the supply channels 27, 28 is expressed. This course is parallel, with the inflow planes 33 itself over the entire burner length parallel to the burner axis 26 of the Premix burner. This figure also shows how the injector nozzles 31a, 32a their inflow angle with respect to the burner axis 26 of the Change the premix burner in the direction of flow. From an initial spike They gradually align angles at the head stage of the premix burner until it is approximately perpendicular to the burner axis in the area of the outlet 26 stand. With this precaution the mixture quality of the combustion air increased and the backflow zone held stable. In other versions right-angled inflows can also be used.

Fig. 5 und 6 zeigen im wesentlichen die gleiche Konfiguration gemäss Fig. 3 und 4, wobei die Lochplatten 34, 35 mit den dazugehörigen Injektordüsen 34a, 35a ebenfalls parallel über die ganze Brennerlänge zu den Einströmungsebenen 36 der Zuführungskanäle 27, 28 verlaufen. Indessen, diese Einströmungsebenen 36 verlaufen konisch gegenüber der Brennerachse 26 des Vormischbrenners. Der veränderliche Einströmungswinkel der Injektordüsen 34a, 35a in Strömungsrichtung entspricht auch hier weitgehend der Konfiguration gemäss Fig. 3 und 4, wobei sich hier die allmähliche Aufrichtung dieser Injektordüsen 34a, 35a zu einer senkrechten Einströmung im Bereich des Ausganges des Vormischbrenners primär gegenüber der Einströmungsebene 36 des jeweiligen Zuführungskanals richtet. 5 and 6 show essentially the same configuration according to FIGS. 3 and 4, the perforated plates 34, 35 with the associated injector nozzles 34a, 35a also parallel to the inflow planes 36 over the entire length of the burner of the feed channels 27, 28 run. Meanwhile, these inflow planes 36 run conically with respect to the burner axis 26 of the premix burner. Of the variable inflow angle of the injector nozzles 34a, 35a in the flow direction also largely corresponds to the configuration according to FIGS. 3 and 4, wherein here the gradual erection of these injector nozzles 34a, 35a into one vertical inflow in the area of the outlet of the premix burner primary opposite the inflow plane 36 of the respective feed channel judges.

Fig. 7 zeigt in einem schematischen Teillängsschnitt eine erste Ausführungsvariante eines Vormischbrenners zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, in Fig. 8 ist die Vorderansicht dargestellt. Der Grundaufbau des Brenner entspricht dem in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Brenner. Ein Drallkörper 37 (Teilkegelkörper 1, 2) erzeugt eine verdrallte Hauptströmung (Brennstoff/Luft-Gemisch 39), in die am stromabwärtigen Ende des Drallkörpers 37 über die zwei einander gegenüber angeordnete Öffnungen 40 Startluft 38 rein radial eingedüst wird. Die Mittel 40 sind mit Zufuhrleitungen 41 verbunden, die die Startluft 38 unabhängig von der Brennerluftzuführung 42 bereitstellen. Die Zufuhrleitungen 41 können mittels eines hier nicht dargestellten Ventiles wahlweise geöffnet oder geschlossen werden.Fig. 7 shows a schematic partial longitudinal section of a first embodiment a premix burner for carrying out the method according to the invention, 8 the front view is shown. The basic structure of the burner corresponds the burner described in FIGS. 1 and 2. A swirl body 37 (partial cone body 1, 2) produces a swirled main flow (fuel / air mixture 39), at the downstream end of the swirl body 37 via the two each other opposite start openings 40 starting air 38 is injected purely radially. The Means 40 are connected to supply lines 41 which are independent of the starting air 38 from the burner air supply 42. The feed lines 41 can either opened or closed by means of a valve, not shown here will.

Fig. 9 und 10 zeigen eine zweite Ausführungsvariante des Vormischbrenners. Am stromabwärtigen Ende des Drallerzeugers 37 sind hier 16 unterschiedlich lange Röhrchen 40 symmetrisch über den Umfang des Drallerzeugers 37 verteilt angeordnet. Selbstverständlich kann in anderen Ausführungsbeispielen eine andere Anzahl von Röhrchen 40 benutzt werden. Die Röhrchen 40 sind nicht wie im ersten Ausführungsbeispiel rein radial ausgerichtet, sondern sie haben zusätzlich eine axiale und tangentiale Richtungskomponente. Sie reichen bis an die Innenwand des Drallkörpers 37, also bis an die Kegelschalen heran. Daraus ergibt sich ihre unterschiedliche Länge. Die Röhrchen 40 sind mit einer Ringleitung 41 verbunden , die die Startluft 38 heranführt. Die Startluft 38 wird im Gegendrall zur Hauptströmung 39 eingedüst. Da die Röhrchen 40 direkt bis an die Kegelschalen heranführen, zerfallen die Startluftstrahlen 38 nicht schon vorher, sondern sie bewirken, dass Zonen hoher Scherung und Turbulenzen entstehen, die die Vermischung intensivieren. Dadurch werden die Zündbedingungen und die Flammenstabilisation verbessert. Wie in Fig. 9 dargestellt wird die zentrale Rückströmblase 24 abgeschnürt und ein intensiver Feuerball 43 entsteht in unmittelbarer Nähe des Brenners. 9 and 10 show a second embodiment of the premix burner. At the downstream end of the swirl generator 37 are 16 different lengths Tube 40 arranged symmetrically over the circumference of the swirl generator 37. Of course, another can in other embodiments Number of tubes 40 can be used. The tubes 40 are not as in the first Embodiment aligned purely radially, but they also have an axial and tangential directional component. They extend to the inside wall of the swirl body 37, that is up to the conical shells. This results in their different lengths. The tubes 40 are connected to a ring line 41 that brings the starting air 38 up. The start air 38 is in the counter-swirl Main flow 39 injected. Since the tubes 40 directly to the conical shells the start air jets 38 do not decay beforehand, but rather cause zones of high shear and turbulence to occur which cause the mixing intensify. As a result, the ignition conditions and flame stabilization improved. As shown in Fig. 9, the central backflow bubble becomes 24 pinched off and an intense fireball 43 is created in the immediate vicinity Near the burner.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern sie lässt sich auf alle drallstabilisierten Brenner anwenden.Of course, the invention is not limited to the exemplary embodiments described here limited, but can be applied to all spin-stabilized burners.

BezugszeichenlisteReference list

1, 21, 2
kegelförmige Teilkörperconical partial body
3, 43, 4
Mittelachse zu Pos. 1 und Pos. 2Central axis to item 1 and item 2
5, 65, 6
tangentiale Lufteintrittskanäletangential air inlet ducts
77
VerbrennungsluftCombustion air
88th
Kegelhohlraum, Innenraum des BrennersCone cavity, interior of the burner
9, 109, 10
Zylindrische Anfangsteile des BrennersCylindrical starting parts of the burner
1111
BrennstoffdüseFuel nozzle
1212th
Brennstoff, flüssiger BrennstoffFuel, liquid fuel
13, 1413, 14
BrennstoffleitungenFuel lines
1515
Eindüsungsöffnungen der Brennstoffleitung 13, 14Injection openings of the fuel line 13, 14
1616
Brennstoff, gasförmiger BrennstoffFuel, gaseous fuel
1717th
vorderer Teil des Brennraumes durch die Blende 103 eingegrenztfront part of the combustion chamber delimited by the aperture 103
1818th
FrontplatteFront panel
2121
LufteintrittsebeneAir inlet level
2222
BrennstoffinjektionsebeneFuel injection level
2323
BrennstoffprofilFuel profile
2424th
innere Rückströmzone, Rückströmblaseinner backflow zone, backflow bubble
24a24a
Rückströmzone, Rückströmblase ohne Einbauten im BrennraumBackflow zone, backflow bladder without fittings in the combustion chamber
2525th
FlammenfrontFlame front
2626
Hauptmittelachse, BrennerachseMain central axis, burner axis
27, 2827, 28
Zuführungskanäle für Pos. 29 und Pos. 30Feed channels for pos. 29 and pos. 30
2929
FrischluftFresh air
3030th
rückgeführtes Rauchgas, reagierte Gase recirculated flue gas, reacted gases
31, 3231, 32
LochplattenPerforated plates
31a, 32a31a, 32a
InjektordüsenInjector nozzles
3333
Einströmungsebene der Zuführungskanäle 27, 28Inflow plane of the feed channels 27, 28
34, 3534, 35
LochplattenPerforated plates
34a, 35a34a, 35a
InjektordüsenInjector nozzles
3636
Einströmungsebene der Zuführungskanäle 27, 28Inflow plane of the feed channels 27, 28
3737
DrallerzeugerSwirl generator
3838
StartluftStarting air
3939
Brennstoff/Luft-Gemisch bzw. Brennstoff/rückgeführte Rauchgase/Luft-GemischFuel / air mixture or fuel / recirculated flue gases / air mixture
4040
Mittel zur Eindüsung von Pos. 38Means for injecting item 38
4141
Zufuhrleitungen von Pos. 38Supply lines from item 38
4242
BrennerluftzuführungBurner air supply
4343
FeuerballFireball
200200
InjektorsystemInjector system

Claims (17)

Verfahren zum Betrieb eines mit gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoffen (12, 16) betriebenen drallstabilisierten Brenners, bei dem Verbrennungsluft (7) oder ein durch Injektorförderung gebildetes Gemisch aus rückgeführtem Rauchgas (30) und Frischluft (29) sowie Brennstoff (12, 16) mittels eines Drallerzeugers (37) intensiv vermischt und anschliessend verbrannt werden, wobei eine Rückstömzone (24) gebildet wird, welche die Flamme stabilisiert, dadurch gekennzeichnet, dass während des Startvorganges am stromabwärtigen Ende des Drallerzeugers (37) vom Rand des Brenners ins Zentrum gerichtet Startluft (38) eingedüst wird, welche zumindestens eine radiale Geschwindigkeitskomponente aufweist, und dass nach dem Ende des Startvorganges die Eindüsung der Startluft (38) abgeschaltet wird.Method for operating a fuel with gaseous and / or liquid fuels (12, 16) operated swirl-stabilized burner, in which combustion air (7) or a mixture formed by injector delivery recirculated flue gas (30) and fresh air (29) and fuel (12, 16) intensively mixed by means of a swirl generator (37) and then burned are formed, whereby a backflow zone (24) is formed which the Flame stabilized, characterized in that during the starting process at the downstream end of the swirl generator (37) from the edge of the Starting air (38) is injected into the center of the burner, which at least has a radial velocity component, and that after the end of the starting process, the injection of the starting air (38) is switched off becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Startluft (38) rein radial eingedüst wird.A method according to claim 1, characterized in that the starting air (38) is injected purely radially. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Startluft (38) radial/axial eingedüst wird.A method according to claim 1, characterized in that the starting air (38) is injected radially / axially. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Startluft (38) radial/tangential eingedüst wird. A method according to claim 1, characterized in that the starting air (38) is injected radially / tangentially. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Startluft (38) im Gegendrall zum Brennstoff/Luft-Gemisch (39) eingedüst wird.Method according to one of claims 1, 3 or 4, characterized in that that the starting air (38) is injected in counter-swirl to the fuel / air mixture (39) becomes. Brenner zum Betrieb einer Feuerungsanlage mit gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoffen (12, 16) zur Duchführung des Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Brenner einen Drallerzeuger (37) zur Vermischung von Brennstoff (12, 16) und Verbrennungsluft (7) bzw. einem Gemisch aus Frischluft (29) und rückgeführten Rauchgasen (30) und zur Erzeugung eines überkritischen Dralles dieses Gemisches (39) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass am stromabwärtigen Ende des Drallerzeugers (37) mindestens zwei Mittel (40) zur zumindestens teilweise radialen Eindüsung von Startluft (38) einander gegenüber angeordnet sind, welche mit wahlweise verschliessbaren Zufuhrleitungen (41) verbunden sind.Burner for operating a furnace with gaseous and / or liquid fuels (12, 16) for performing the method according to claim 1, wherein the burner has a swirl generator (37) for mixing Fuel (12, 16) and combustion air (7) or a mixture of Fresh air (29) and recirculated flue gases (30) and to generate a has supercritical twist of this mixture (39), characterized in that that at the downstream end of the swirl generator (37) at least two means (40) for at least partially radial injection of starting air (38) are arranged opposite each other, which with optional closable supply lines (41) are connected. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (40) am stromabwärtigen Ende des Drallerzeugers (37) symmetrisch über den Umfang des Drallerzeugers (37) verteilt angeordnet sind.Burner according to claim 6, characterized in that the means (40) on downstream end of the swirl generator (37) symmetrically over the circumference of the swirl generator (37) are distributed. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (40) als Röhrchen ausgebildet sind, welche mit einer als Ringleitung ausgebildeten Zufuhrleitung (41) verbunden sind, und dass die Röhrchen direkt bis an Innenwand des Drallkörpers (37) heranreichen.Burner according to claim 7, characterized in that the means (40) as Tubes are formed, which are designed with a ring line Supply line (41) are connected, and that the tube directly up to the inner wall of the swirl body (37). Brenner nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner aus mindestens zwei hohlen, kegelförmigen, in Strömungsrichtung ineinandergeschachtelten Teilkörpern (1, 2) besteht, dass die Mittelachsen (3, 4) dieser Teilkörper (1, 2) zueinander versetzt verlaufen, dergestalt, dass benachbarte Wandungen der Teilkörper (1, 2) Lufteintrittskanäle (5, 6) für eine Verbrennungsluft (7) bilden, und dass der Brenner mit mindestens einer Brennstoffdüse (11, 15) betreibbar ist.Burner according to one of claims 6 to 8, characterized in that that the burner consists of at least two hollow, conical, in Flow direction in nested partial bodies (1, 2), that the central axes (3, 4) of these partial bodies (1, 2) are offset from one another run in such a way that adjacent walls of the partial body (1, 2) Form air inlet channels (5, 6) for a combustion air (7), and that the Burner can be operated with at least one fuel nozzle (11, 15). Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffdüse (11) kopfseitig und auf der Brennerachse (26) angeordnet ist.Burner according to claim 9, characterized in that the fuel nozzle (11) is arranged on the head side and on the burner axis (26). Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der tangentialen Lufteintrittskanäle (5, 6) in Längserstreckung des Brenners eine Anzahl zueinander beabstandeter Brennstoffdüsen (15) angeordnet sind.Burner according to claim 9, characterized in that in the area of tangential air inlet channels (5, 6) in the longitudinal extension of the burner Number of spaced apart fuel nozzles (15) are. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt eines von den Teilkörpern (1, 2) gebildeten Kegelhohlraumes (8) in Strömungsrichtung gleichförmig zunimmt.Burner according to claim 9, characterized in that the flow cross section one of the part bodies (1, 2) formed cone cavity (8) increases uniformly in the direction of flow. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt eines von den Teilkörpern (1, 2) gebildeten Kegelhohlraumes (8) einen Diffusor, einen diffusorähnlichen Verlauf, einen Konfusor, einen konfusorähnlichen Verlauf bildet.Burner according to claim 9, characterized in that the flow cross section one of the part bodies (1, 2) formed cone cavity (8) a diffuser, a diffuser-like course, a confuser, a confusor-like course. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkörper (1, 2) spiralförmig ineinander geschachtelt sind.Burner according to claim 9, characterized in that the partial body (1, 2) are nested in a spiral. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich in radialer oder quasi-radialer Richtung gegenüber den Lufteintrittskanäle (5, 6) Zuführungskanäle (27, 28) erstrecken, welche je mindestens ein Injektorsysten (200) für die Bereitstellung einer aus Frischluft (29) und reagierten Gasen (30) bestehenden Verbrennungsluft (7) aufweisen. Burner according to claim 9, characterized in that in radial or quasi-radial direction with respect to the air inlet ducts (5, 6) feed ducts (27, 28), which each have at least one injector system (200) for the provision of a fresh air (29) and reacted gases (30) existing combustion air (7). Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Injektorsystem (200) gehörige Lochplatten (31, 32; 34, 35) parallel zur jeweiligen Einströmungsebene (33, 36) der Verbrennungsluft (7) in die Zuführungskanäle (27, 28) verlaufen, dass die Lochplatten im Bereich der Einströmungsebenen mit Injektordüsen (31a, 32a; 34a, 35a) versehen sind, und dass der Einströmungswinkel der Injektordüsen in Axialrichtung des Brenners gegenüber der Brennerachse (26) fortlaufend veränderbar ist.Burner according to claim 9, characterized in that to the injector system (200) associated perforated plates (31, 32; 34, 35) parallel to the respective Inflow plane (33, 36) of the combustion air (7) into the feed channels (27, 28) run that the perforated plates in the area of the inflow planes are provided with injector nozzles (31a, 32a; 34a, 35a), and that the inflow angle of the injector nozzles in the axial direction of the burner is continuously changeable with respect to the burner axis (26). Brenner nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussebene der Injektordüsen (31a, 32a; 34a, 35a) im Bereich der Kopfstufe des Brenners einen spitzen Winkel aufweist, und dass dieser Winkel in axialer Richtung der Lochplatten (31, 32; 34, 35) allmählich zunimmt bis dieser im Bereich des Ausganges des Brenners weitgehend senkrecht zur Einströmungsebenen (33, 36) der Zuführungskanäle (25, 26) und/oder zur Brennerachse (26) steht.Burner according to claim 16, characterized in that the flow level the injector nozzles (31a, 32a; 34a, 35a) in the area of the head step of the burner has an acute angle and that this angle in axial direction of the perforated plates (31, 32; 34, 35) gradually increases until this is largely perpendicular to the area of the burner outlet Inflow planes (33, 36) of the feed channels (25, 26) and / or Burner axis (26) stands.
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Application Number Priority Date Filing Date Title
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ES97810162T ES2155663T3 (en) 1997-03-18 1997-03-18 PROCEDURE FOR THE OPERATION OF A BURNER STABILIZED BY TORBELLINOS, AS WELL AS A BURNER FOR THE PERFORMANCE OF THE PROCEDURE.
AT97810162T ATE198788T1 (en) 1997-03-18 1997-03-18 METHOD FOR OPERATING A SWIRL-STABILIZED BURNER AND BURNER FOR IMPLEMENTING THE METHOD
EP97810162A EP0866268B1 (en) 1997-03-18 1997-03-18 Method of operating a vortex stabilised burner and burner applying the method
PT97810162T PT866268E (en) 1997-03-18 1997-03-18 PROCESS FOR OPERATION OF A VORTICE BURNER STABILIZED AS WELL AS BURNERS FOR PROCESS IMPLEMENTATION
US09/032,798 US5961313A (en) 1997-03-18 1998-03-02 Method of operating a swirl stabilized burner and burner for carrying out the method

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1002992A1 (en) * 1998-11-18 2000-05-24 Abb Research Ltd. Burner
US7871262B2 (en) * 2004-11-30 2011-01-18 Alstom Technology Ltd. Method and device for burning hydrogen in a premix burner
CN110701610A (en) * 2019-11-20 2020-01-17 烟台龙源电力技术股份有限公司 Low-heat value gas burner

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2471048C (en) 2002-09-19 2006-04-25 Suncor Energy Inc. Bituminous froth hydrocarbon cyclone
US7736501B2 (en) 2002-09-19 2010-06-15 Suncor Energy Inc. System and process for concentrating hydrocarbons in a bitumen feed
CA2689021C (en) 2009-12-23 2015-03-03 Thomas Charles Hann Apparatus and method for regulating flow through a pumpbox
FR3143667A1 (en) * 2022-12-15 2024-06-21 Faurecia Systemes D'echappement Vortex mixer, intended to equip a heat engine exhaust line

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990003538A1 (en) * 1988-09-19 1990-04-05 Regents Of The University Of Minnesota Dynamic containement vessel
EP0436113A1 (en) * 1989-12-01 1991-07-10 Asea Brown Boveri Ag Method for operating a combustion plant
EP0617231A1 (en) * 1993-03-23 1994-09-28 VIESSMANN WERKE GmbH & CO. Oil evaporation burner and method for its operation
EP0629817A2 (en) * 1993-06-18 1994-12-21 Abb Research Ltd. Furnace

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5129726A (en) * 1974-09-06 1976-03-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd
CH674561A5 (en) * 1987-12-21 1990-06-15 Bbc Brown Boveri & Cie
DE4422535A1 (en) * 1994-06-28 1996-01-04 Abb Research Ltd Process for operating a furnace
DE4441235A1 (en) * 1994-11-19 1996-05-23 Abb Management Ag Combustion chamber with multi-stage combustion

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990003538A1 (en) * 1988-09-19 1990-04-05 Regents Of The University Of Minnesota Dynamic containement vessel
EP0436113A1 (en) * 1989-12-01 1991-07-10 Asea Brown Boveri Ag Method for operating a combustion plant
EP0617231A1 (en) * 1993-03-23 1994-09-28 VIESSMANN WERKE GmbH & CO. Oil evaporation burner and method for its operation
EP0629817A2 (en) * 1993-06-18 1994-12-21 Abb Research Ltd. Furnace

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1002992A1 (en) * 1998-11-18 2000-05-24 Abb Research Ltd. Burner
US6183240B1 (en) 1998-11-18 2001-02-06 Abb Research Ltd. Burner
US7871262B2 (en) * 2004-11-30 2011-01-18 Alstom Technology Ltd. Method and device for burning hydrogen in a premix burner
CN110701610A (en) * 2019-11-20 2020-01-17 烟台龙源电力技术股份有限公司 Low-heat value gas burner

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