EP0780630B1 - Burner for a heat generator - Google Patents
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- F23C2900/07002—Premix burners with air inlet slots obtained between offset curved wall surfaces, e.g. double cone burners
Definitions
- the present invention relates to a burner according to the preamble of claim 1.
- a swirl-stabilized burner is known from JP 07 190 308, in which a mixing tube is connected downstream of the swirl generator.
- JP 07 190 308 in which a mixing tube is connected downstream of the swirl generator.
- the invention seeks to remedy this.
- the invention how it is marked in the claims, the task lies the basis for a premix burner of the type mentioned kind of a flame stabilization with maximized efficiency and to minimize pollutant emissions.
- the essential measure of the invention relates to the position the head-side fuel nozzle, which by a certain Distance upstream from the inflow of combustion air is reset, this distance from the selected Spray angle depends.
- Mouth of the fuel nozzle in the area of a solid casing to stand which means at the same time radially around the nozzle mouth Openings can be provided through which Purge air in the cross section induced by the fuel nozzle flows in.
- the flow cross section of these openings is selected so that in gas operation through these openings flowing air mass flow is not sufficient to the To move the backflow zone further downstream.
- the fuel spray acts practically as a jet pump, with which the air mass flow through the named Openings increased. This causes a larger axial momentum which moves the backflow zone further downstream.
- Another advantage of the invention is that by the reset of the fuel nozzle with the fuel spray a larger cone radius in the main flow, i.e. in the Combustion air flowing through the tangential air inlet slots entry.
- the fuel spray is in this Layer already decayed from a film into drops and the conical surface this fuel spray has entered into the area of the combustion air from the tangential Air inlet slots enlarged by a factor of 3. Thereby the spread of the fuel spray is improved and the Combustion air inflow not impeded.
- Air mass flow sucked in in the area of the fuel nozzle prevents wetting of the inside of the cone because it lays out as a film between the fuel spray and the wall everything defines the opening angle of the spray. This remains constant over a wide load range.
- Another important advantage of the invention is that see that by varying the opening cross sections for the Air mass flow in the area of the fuel nozzle the return flow zone and thus the flame position directly during operation can be influenced.
- Fig. 1 shows the overall structure of a burner.
- a swirl generator 100a effective, the design of which in the following Fig. 2-5 shown and described in more detail becomes.
- This swirl generator 100a is a conical structure, the tangential multiple of a tangential inflowing combustion air flow 115 is applied becomes.
- the flow that forms here is based on a transition geometry provided downstream of the swirl generator 100a transitioned seamlessly into a transition piece 200, in such a way that no detachment areas occur there can.
- the configuration of this transition geometry is under Fig. 6 described in more detail.
- This transition piece is 200 downstream of the transition geometry through a pipe 20 extended, both parts of the actual mixing tube 220, also called mixing section, form the burner.
- the mixing tube 220 may consist of a single piece, i.e. then that the transition piece 200 and pipe 20 merged into a single coherent structure with the characteristics of each part preserved stay. Become transition piece 200 and tube 20 from two parts created, they are connected by a socket ring 10, the same bushing ring 10 on the head side as the anchoring surface serves for the swirl generator 100a. Such a Socket ring 10 also has the advantage that different Mixing tubes can be used. Outflow side of the tube 20 is the actual combustion chamber 30, which only symbolizes here through the flame tube is.
- the mixing tube 220 meets the condition that downstream of the swirl generator 100a provided a defined mixing section in which a perfect premix of Different types of fuel is achieved.
- This mixing section so the mixing tube 220, further enables one lossless flow control, so that even in operative connection initially no backflow zone with the transition geometry can form, thus over the length of the mixing tube 220 influence on the quality of the mixture for all types of fuel can be.
- This mixing tube 220 has another other property, which is that in the mixing tube 220 even the axial speed profile is a pronounced one Possesses maximum on the axis, so that a reignition of the Flame from the combustion chamber is not possible. However it is correct that with such a configuration this axial speed drops to the wall.
- the mixing tube 220 in Flow and circumferential direction with a number regularly or irregularly distributed holes 21 of the most varied Provide cross sections and directions through which an amount of air flows into the interior of the mixing tube 220, and along the wall in the sense of a filming an increase in speed induce.
- Another way the same To achieve effect is that the flow cross section of the mixing tube 220 on the outflow side of the transition channels 201, which has the transition geometry already mentioned form, narrowing, causing the whole Speed level increased within the mixing tube 220 becomes.
- these bores 21 run under one acute angle with respect to the burner axis 60.
- the outlet of the transition channels 201 corresponds to the narrowest Flow cross section of the mixing tube 220.
- the above Transition channels 201 therefore bridge the respective cross-sectional difference, without making the flow negative to influence. If the precaution chosen by the Guiding the pipe flow 40 along the mixing pipe 220 triggers intolerable pressure loss, can counter this Remedial action can be taken by placing one at the end of the mixing tube Diffuser not shown in the figure is provided. At the A combustion chamber 30 closes at the end of the mixing tube 220 , with a between the two flow cross-sections Cross-sectional jump is present. Only here does one form central backflow zone 50, which has the properties of a Has flame holder.
- Fig. 2 shows a schematic representation of a swirl generator 100a, which is described in more detail in the following FIGS. 3-5 becomes.
- 1 is the representation of the center placed fuel nozzle 103, which is opposite the beginning 125 of the conical flow cross section set back upstream is, distance 126 from the selected spray angle 105 depends.
- the mouth 104 comes through this displacement the fuel nozzle 103 in the area of the head-side fixed casing 101a, 102a. That through the relocation of the fuel nozzle 103 arising fuel spray 105 occurs with a larger cone radius in that of the main flow of the combustion air in the interior 114 of the burner Area so that the fuel spray 105 in this area no more than a solid compact body behaves, but has already crumbled into drops and therefore is easy to penetrate.
- the inflow of combustion air 115 in the fuel spray 105 is no longer hindered what is reflected in the mix quality in a positive sense, in that the fuel spray 105 passes through more easily the combustion air can be penetrated. Furthermore, in the area of the level of the fuel spray orifice 104 radially or quasi-radially arranged openings 124 are provided, through which a purge air in the size of the Inflows cross section induced fuel nozzle 103. The Flow cross-section of these openings 124 is selected so that in gas operation of those flowing through these openings Air mass flow is not sufficient to the backflow zone (cf. Fig. 1) to move further downstream.
- the fuel spray 105 acts practically as a jet pump, with which the air mass flow through the named Openings 124 increased. This causes a larger axial Impulse that shifts the backflow zone further downstream what acts as a good measure to prevent the flame from reigniting.
- conical partial body 101, 102 is discussed in greater detail in FIGS. 2-5. There too Configuration and mode of operation of the tangential air inlet slots 119, 120 discussed in more detail.
- FIG. 2 Fig. 3 In order to better understand the structure of the swirl generator 100a, it is advantageous if at least at the same time as FIG. 2 Fig. 3 is used. Furthermore, around this Fig. 2 not to make it unnecessarily confusing are the after the baffles 121a, 121b shown schematically in FIG. 3 only have been hinted at. In the following, the Description of Fig. 2 as required on the figures mentioned pointed out.
- the first part of the burner according to FIG. 1 forms the one according to FIG. 2 shown swirl generator 100a.
- This consists of two hollows conical partial bodies 101, 102 which are offset from one another are nested.
- the number of conical Partial body can of course be larger than two, such as Figures 4 and 5 show; this depends on how each further will be explained in more detail below, depending on the type of debt collection of the whole burner. It is with certain operating constellations not excluded one from one single spiral existing swirl generator.
- the Offset of the respective central axis or longitudinal symmetry axes 201b, 202b of the tapered partial bodies 101, 102 to one another creates a mirror image of the neighboring wall Arrangement, each a tangential channel, i.e.
- the cone shape of the one shown Partial body 101, 102 has a flow direction certain fixed angle. Of course, depending on the operational use, can the partial body 101, 102 in the direction of flow have an increasing or decreasing taper similar to a trumpet or Tulip. The latter two Shapes are not included in the drawing as they are for the expert can be easily understood.
- the two tapered partial bodies 101, 102 each have a cylindrical Initial part 101a, 102a, which also, analogous to the tapered Partial bodies 101, 102, offset from one another, so that the tangential air inlet slots 119, 120 via the entire length of the swirl generator 100a are present.
- a nozzle 103 is preferred for a liquid fuel 112, the injection 104 approximately with the narrowest cross section of the formed by the conical part body 101, 102 cone cavity 114 coincides.
- the injection capacity and the type this nozzle 103 depends on the specified parameters of the respective burner.
- the swirl generator can 100a purely conical, i.e. without cylindrical starting parts 101a, 102a.
- the tapered body 101, 102 also each have a fuel line 108, 109 on which along the tangential air inlet slots 119, 120 arranged and provided with injection openings 117 are, by which preferably a gaseous fuel 113 injected into the combustion air 115 flowing through there is how the arrows 116 symbolize this.
- This Fuel lines 108, 109 are preferably at the latest End of tangential inflow, before entering the cone cavity 114, placed, this for an optimal Obtain air / fuel mixture.
- fuel introduced 112 normally a liquid fuel, whereby a mixture formation with another medium without any problems is possible. This fuel 112 will tip under one Angle injected into the cone cavity 114.
- the construction of the swirl generator 100a is also particularly suitable, the Size of the tangential air inlet slots 119, 120 to change, without changing the length of the swirl generator 100a covers a relatively large operational bandwidth can be.
- the partial bodies 101, 102 can also be shifted relative to one another in another plane, thereby even overlapping them can. It is also possible to use the partial bodies 101, 102 by a counter-rotating movement in a spiral to nest.
- it is possible to shape the Size and configuration of the tangential air inlet slots 119, 120 to vary arbitrarily, with which the swirl generator 100a can be used universally without changing its overall length is.
- FIG Baffles 121a, 121b The geometric configuration of FIG Baffles 121a, 121b. They have a flow initiation function these, according to their length, the respective End of the tapered partial body 101, 102 in the direction of flow extend towards the combustion air 115.
- the Channeling the combustion air 115 into the cone cavity 114 can by opening or closing the guide plates 121a, 121b by one in the area of the entry of this channel into the Cone cavity 114 placed pivot point 123 can be optimized, this is particularly necessary if the original gap size of the tangential air inlet slots 119, 120 dynamic should be changed.
- you can dynamic arrangements can also be provided statically by required guide plates with a fixed component form the tapered partial bodies 101, 102.
- the can also Swirl generator 100a can also be operated without baffles, or other aids can be provided for this.
- FIG. 5 shows that the swirl generator 100a now made up of four partial bodies 130, 131, 132, 133 is.
- the associated longitudinal symmetry axes for each partial body are marked with the letter a.
- This configuration can be said that because of the generated lower twist strength and in cooperation with one suitably suitably enlarged slot width, the bursting of the vortex flow on the downstream side of the To prevent swirl in the mixing tube, making the mixing tube can best fulfill the role intended for him.
- Fig. 6 differs from Fig. 5 in so far as here the partial bodies 140, 141, 142, 143 have a blade profile shape, which is intended to provide a certain flow becomes. 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 the inside the blade profiles out, i.e. the fuel line 108 is now integrated in the individual blades. Also here are the longitudinal axes of symmetry to the individual partial bodies marked with the letter a.
- the transition geometry is for a swirl generator 100a with four partial bodies, corresponding to FIG. 4 or 5, built up. Accordingly, the transition geometry points as natural extension of the upstream parts four transition channels 201 on, making up the cone quarter area the partial body mentioned is extended until it hits the wall of the tube 20 respectively. of the mixing tube 220 cuts.
- the same Considerations also apply when the swirl generator is off another principle than that described under Fig. 2, is constructed.
- the one running downward in the direction of flow The area of the individual transition channels 201 has an in Flow direction on a spiral shape, which describes a crescent shape, corresponding to the The fact that the flow cross section of the Transition piece 200 flared in the direction of flow.
- the swirl angle of the transition channels 201 in the flow direction is selected so that the pipe flow then up to A cross-sectional jump at the combustion chamber inlet is still sufficient large distance remains to make a perfect premix with to manage 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 cause a significant increase in the axial speed profile towards the center of the mixing tube, so that the danger of early ignition is decisively counteracted becomes.
- Fig. 8 shows the tear-off edge already mentioned, which on Burner outlet is formed.
- the flow cross section of the Tube 20 is given a transition radius R in this area, whose size basically depends on the flow within the Tube 20 depends.
- This radius R is chosen so that the flow applies to the wall and so the swirl number strong can rise.
- the size of the radius can be quantified Define R so that it is> 10% of the inner diameter d of the tube is 20. Opposite a flow without a radius Now the backflow bladder 50 increases enormously.
- This Radius R extends to the exit plane of the tube 20, wherein the angle ⁇ between the beginning and end of the curvature is ⁇ 90 °.
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a burner according to the preamble of claim 1.
Wird bei drallstabilisierten Brennern, wie ein solcher beispielsweise
aus EP-B1-0 321 809 als Vormischbrenner hervorgeht,
auf der Brennerachse ein flüssiger Brennstoff eingedüst,
so wirkt die sich von der Brennstoffdüse stromabwärts
bildende Flüssigkeitsäule für den tangential in den Innenraum
des Vormischbrenners einströmenden Verbrennungsluftstrom insbesondere
im ersten Bereich stromab der Eindüsung wie ein
Festkörper. Gegenüber der Strömung ohne Flüssigbrennstoffeindüsung
wird die Verbrennungsluftzuströmung im Brennerkopf behindert,
wodurch sich die Tangentialkomponente der sich bildenden
Drallströmung verstärkt. Dies führt zu einer Aenderung
der Flammenposition, welche weiter stromauf wandert. Wird
entlang der tangentialen Lufteintrittsschlitze eine weitere
Eindüsung eines Brennstoffes vorgenommen, so ist der Betrieb
einer solchen Brennstoffeindüsung auf höchste gefährdet, weil
einer in diesem Bereich wirkende Flammenfront unweigerlich zu
einer Rückzündung in das System führt. Des weiteren kommt es
zu einer Anfettung des Flammenzentrum, welche mannigfaltig
den Betrieb eines solchen Vormischbrenners benachteiligt. Bei
einer solchen Betrieb lassen sich verschiedentliche Nachteile
ausmachen, welche sich, nicht abschliessend aufgezählt, wie
folgt erfassen lassen:
Aus der JP 07 190 308 ist ein drallstabilisierter Brenner bekannt, bei dem sich stromab des Drallerzeugers ein Mischrohr anschliert. Jedoch kann ohne weiteres unter stellt werden, dass hier, gerade was die Problematik des Flammen rückschlags angeht, sehr ähnliche Eigenschaften inhärent sind.A swirl-stabilized burner is known from JP 07 190 308, in which a mixing tube is connected downstream of the swirl generator. However, it can be easily assumed that very similar properties are inherent here, particularly with regard to the flame retardation problem.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen geknnnzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Vormischbrenner der eingangs genannten Art eine Flammenstabilisation bei maximiertem Wirkungsgrad und Minimierung der Schadstoff-Emissionen zu erzielen. The invention seeks to remedy this. The invention how it is marked in the claims, the task lies the basis for a premix burner of the type mentioned Kind of a flame stabilization with maximized efficiency and to minimize pollutant emissions.
Die wesentliche Massnahme der Erfindung betrifft die Stellung der kopfseitigen Brennstoffdüse, welche um eine bestimmte Strecke gegenüber der Einströmung der Verbrennungsluft stromauf zurückversetzt wird, wobei diese Strecke von dem gewählten Spraywinkel abhängt. Durch diese Versetzung kommt die Mündung der Brennstoffdüse im Bereich einer festen Ummantelung zu stehen, womit hier gleichzeitig radial um die Düsenmündung Oeffnungen vorgesehen werden können, durch welche Spülluft in den von der Brennstoffdüse induzierten Querschnitt einströmt. Der Durchflussquerschnitt dieser Oeffnungen wird so gewählt, dass im Gasbetrieb der durch diese Oeffnungen strömende Luftmassenstrom nicht ausreicht, um die Rückströmzone weiter stromab zu verschieben. Im Flüssigbrennstoffbetrieb wirkt das Brennstoffspray praktisch als Strahlpumpe, womit sich der Luftmassenstrom durch die genannten Oeffnungen erhöht. Dies bewirkt einen grösseren axialen Impuls, der die Rückströmzone weiter stromab verschiebt.The essential measure of the invention relates to the position the head-side fuel nozzle, which by a certain Distance upstream from the inflow of combustion air is reset, this distance from the selected Spray angle depends. With this transfer comes Mouth of the fuel nozzle in the area of a solid casing to stand, which means at the same time radially around the nozzle mouth Openings can be provided through which Purge air in the cross section induced by the fuel nozzle flows in. The flow cross section of these openings is selected so that in gas operation through these openings flowing air mass flow is not sufficient to the To move the backflow zone further downstream. In liquid fuel mode the fuel spray acts practically as a jet pump, with which the air mass flow through the named Openings increased. This causes a larger axial momentum which moves the backflow zone further downstream.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Rückversetzung der Brennstoffdüse das Brennstoffspray mit einem grösseren Kegelradius in die Hauptströmung, also in die durch die tangentialen Lufteintrittsschlitze strömende Verbrennungsluft eintritt. Das Brennstoffspray ist in dieser Ebene bereits von einem Film zu Tropfen zerfallen und die Kegelmantelfläche dieses Brennstoffsprays hat sich beim Eintreten in den Bereich der Verbrennungsluft aus den tangentialen Lufteintrittsschlitze um einen Faktor 3 vergrössert. Dadurch wird die Ausbreitung des Brennstoffsprays verbessert und die Zuströmung der Verbrennungsluft nicht behindert.Another advantage of the invention is that by the reset of the fuel nozzle with the fuel spray a larger cone radius in the main flow, i.e. in the Combustion air flowing through the tangential air inlet slots entry. The fuel spray is in this Layer already decayed from a film into drops and the conical surface this fuel spray has entered into the area of the combustion air from the tangential Air inlet slots enlarged by a factor of 3. Thereby the spread of the fuel spray is improved and the Combustion air inflow not impeded.
Schliesslich ist darauf hinzuweisen, dass der durch die Oeffnungen im Bereich der Brennstoffdüse angesaugte Luftmassenstrom eine Benetzung der Kegelinnenspitze verhindert, da er sich als Film zwischen Brennstoffspray und Wand legt und vor allem den Oeffnungswinkel des Sprays definiert. Dieser bleibt über einen grossen Lastbereich konstant. Finally, it should be noted that through the openings Air mass flow sucked in in the area of the fuel nozzle prevents wetting of the inside of the cone because it lays out as a film between the fuel spray and the wall everything defines the opening angle of the spray. This remains constant over a wide load range.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass durch varieren der Oeffnungsquerschnitte für den Luftmassenstrom im Bereich der Brennstoffdüse die Rückströmzone und somit die Flammenposition während des Betriebes direkt beinflusst werden kann.Another important advantage of the invention is that see that by varying the opening cross sections for the Air mass flow in the area of the fuel nozzle the return flow zone and thus the flame position directly during operation can be influenced.
Vorteilhafte und zweckmässige Weiterbildungen der erfindungsgemässen Aufgabenlösung sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet.Advantageous and expedient developments of the inventive Task solutions are characterized in the other claims.
Im folgenden wird anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der erfindung näher erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind weggelassen worden. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Strömungsrichtung der Medien ist mit Pfeilen angegeben.In the following, exemplary embodiments will be described with reference to the drawings the invention explained in more detail. All for immediate understanding are not necessary elements of the invention been left out. The same elements are in the different Figures with the same reference numerals. The The direction of flow of the media is indicated by arrows.
Es zeigt:
- Fig. 1
- einen als Vormischbrenner ausgelegten Brenner mit einer Mischstrecke stromab eines Drallerzeugers,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung des Drallerzeugers mit Positionierung der Brennstoffeindüsung,
- Fig. 3
- einen Drallerzeuger als Bestandteil des Vormischbrenners nach Fig. 1, in perspektivischer Darstellung, entsprechend aufgeschnitten,
- Fig. 4
- eine Schnittebene durch den als zweischalig ausgebildeten Drallerzeuger nach Fig. 3,
- Fig. 5
- eine Schnittebene durch einen vierschaligen Drallerzeuger,
- Fig. 6
- eine Schnittebene durch einen Drallerzeuger, dessen Schalen schaufelförmig profiliert sind,
- Fig. 7
- eine Darstellung der Form der Uebergangsgeometrie zwischen Drallerzeuger und nachgeschalteter Mischstrecke und
- Fig. 8
- eine Abrisskante zur räumlichen Stabilisierung der Rückströmzone.
- Fig. 1
- a burner designed as a premix burner with a mixing section downstream of a swirl generator,
- Fig. 2
- 1 shows a schematic representation of the swirl generator with the fuel injection positioned,
- Fig. 3
- 1, a swirl generator as part of the premix burner according to FIG. 1, in a perspective view, correspondingly cut open,
- Fig. 4
- 4 shows a sectional plane through the swirl generator designed as a double-shell according to FIG. 3,
- Fig. 5
- a cutting plane through a four-shell swirl generator,
- Fig. 6
- a cutting plane through a swirl generator, the shells of which are profiled in the shape of a blade
- Fig. 7
- a representation of the shape of the transition geometry between the swirl generator and the downstream mixing section and
- Fig. 8
- a tear-off edge for spatial stabilization of the backflow zone.
Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau eines Brenners. Anfänglich ist
ein Drallerzeuger 100a wirksam, dessen Ausgestaltung in den
nachfolgenden Fig. 2-5 noch näher gezeigt und beschrieben
wird. Es handelt sich bei diesem Drallerzeuger 100a um ein
kegelförmiges Gebilde, das tangential mehrfach von einem tangential
einströmenden Verbrennungsluftstromes 115 beaufschlagt
wird. Die sich hierein bildende Strömung wird anhand
einer stromab des Drallerzeugers 100a vorgesehenen Uebergangsgeometrie
nahtlos in ein Uebergangsstück 200 übergeleitet,
dergestalt, dass dort keine Ablösungsgebiete auftreten
können. Die Konfiguration dieser Uebergangsgeometrie wird unter
Fig. 6 näher beschrieben. Dieses Uebergangsstück 200 ist
abströmungsseitig der Uebergangsgeometrie durch ein Rohr 20
verlängert, wobei beide Teile das eigentliche Mischrohr 220,
auch Mischstrecke genannt, des Brenners bilden. Selbstverständlich
kann das Mischrohr 220 aus einem einzigen Stück bestehen,
d.h. dann, dass das Uebergangsstück 200 und Rohr 20
zu einem einzigen zusammenhängenden Gebilde verschmolzen
sind, wobei die Charakteristiken eines jeden Teils erhalten
bleiben. Werden Uebergangsstück 200 und Rohr 20 aus zwei Teilen
erstellt, so sind diese durch einen Buchsenring 10 verbunden,
wobei der gleiche Buchsenring 10 kopfseitig als Verankerungsfläche
für den Drallerzeuger 100a dient. Ein solcher
Buchsenring 10 hat darüber hinaus den Vorteil, dass verschiedene
Mischrohre eingesetzt werden können. Abströmungsseitig
des Rohres 20 befindet sich die eigentliche Brennkammer 30,
welche hier lediglich durch das Flammrohr versinnbildlicht
ist. Das Mischrohr 220 erfüllt die Bedingung, dass stromab
des Drallerzeugers 100a eine definierte Mischstrecke bereitgestellt
wird, in welcher eine perfekte Vormischung von
Brennstoffen verschiedener Art erzielt wird. Diese Mischstrecke,
also das Mischrohr 220, ermöglicht des weiteren eine
verlustfreie Strömungsführung, so dass sich auch in Wirkverbindung
mit der Uebergangsgeometrie zunächst keine Rückströmzone
bilden kann, womit über die Länge des Mischrohres 220
auf die Mischungsgüte für alle Brennstoffarten Einfluss ausgeübt
werden kann. Dieses Mischrohres 220 hat aber noch eine
andere Eigenschaft, welche darin besteht, dass im Mischrohr
220 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 220 in
Strömungs- und Umfangsrichtung mit einer Anzahl regelmässig
oder unregelmässig verteilten Bohrungen 21 verschiedenster
Querschnitte und Richtungen versehen, durch welche eine Luftmenge
in das Innere des Mischrohres 220 strömt, und entlang
der Wand im Sinne einer Filmlegung eine Erhöhung der Geschwindigkeit
induzieren. Eine andere Möglichkeit die gleiche
Wirkung zu erzielen, besteht darin, dass der Durchflussquerschnitt
des Mischrohres 220 abströmungsseitig der Uebergangskanäle
201, welche die bereits genannten Uebergangsgeometrie
bilden, eine Verengung erfährt, wodurch das gesamte
Geschwindigkeitsniveau innerhalb des Mischrohres 220 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 220. 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 220 einen
nicht tolerierbaren Druckverlust auslöst, so kann hiergegen
Abhilfe geschaffen werden, indem am Ende des Mischrohres ein
in der Figur nicht gezeigter Diffusor vorgesehen wird. Am
Ende des Mischrohres 220 schliesst sich eine Brennkammer 30
an, wobei zwischen den beiden Durchflussquerschnitten ein
Querschnittssprung vorhanden ist. Erst hier bildet sich eine
zentrale Rückströmzone 50, welche die Eigenschaften eines
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 die Brennkammer 30 eine Anzahl Oeffnungen 31 auf, durch
welche eine Luftmenge direkt in den Querschnittssprung
strömt, und dort unteren anderen dazu beiträgt, dass die
Ringstabilisation der Rückströmzone 50 gestärkt wird. Danebst
darf nicht unerwähnt bleiben, dass die Erzeugung einer stabilen
Rückströmzone 50 auch eine ausreichend hohe Drallzahl in
einem Rohr erfordert. Ist eine solche zunächst unerwünscht,
so können stabile Rückströmzonen durch die Zufuhr kleiner
stark verdrallter Luftströmungen am Rohrende, beispielsweise
durch tangentiale Oeffnungen, erzeugt werden. Dabei geht man
hier davon aus, dass die hierzu benötigte Luftmenge in etwa
5-20% der Gesamtluftmenge beträgt. Was die Ausgestaltung der
Abrisskante am Ende des Mischrohres 220 betrifft, wird auf
die Beschreibung unter Fig. 8 verwiesen.Fig. 1 shows the overall structure of a burner. Is initially
a
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Drallerzeugers
100a, der in den nachfolgenden Fig. 3-5 näher beschrieben
wird. Wesentlich an Fig. 1 ist die Darstellung der mittig
plazierten Brennstoffdüse 103, welche gegenüber dem Anfang
125 des kegeligen Durchflussquerschnittes stromauf zurückversetzt
ist, wobei die Strecke 126 von dem gewählten Spraywinkel
105 abhängt. Durch diese Versetzung kömmt die Mündung 104
der Brennstoffdüse 103 im Bereich der kopfseitigen festen Ummantelung
101a, 102a zu stehen. Das durch die Rückversetzung
der Brennstoffdüse 103 entstehende Brennstoffspray 105 tritt
mit einem grösseren Kegelradius in den von der Hauptströmung
der Verbrennungsluft in den Innenraum 114 des Brenners abgedeckten
Bereich ein, so dass sich das Brennstoffspray 105 in
diesem Bereich nicht mehr als einen festen kompakten Körper
verhält, sondern bereits zu Tropfen zerfallen ist und demnach
leicht durchdringbar ist. Die Zuströmung der Verbrennungsluft
115 in das Brennstoffspray 105 wird nicht mehr behindert, was
sich auf die Mischungsqualität im positiven Sinne niederschlägt,
dadurch, dass das Brennstoffspray 105 leichter durch
die Verbrennungsluft durchdrungen werden kann. Darüber hinaus,
im Bereich der Ebene der Brennstoffspray-Mündung 104
sind radial oder quasi-radial angeordnete Oeffnungen 124 vorgesehen,
durch welche eine Spülluft in den von der Grösse der
Brennstoffdüse 103 induzierten Querschnitt einströmt. Der
Durchflussquerschnitt dieser Oeffnungen 124 wird so gewählt,
dass im Gasbetrieb der durch diese Oeffnungen strömenden
Luftmassenstrom nicht ausreicht, um die Rückströmzone (Vgl.
Fig. 1) weiter stromab zu verschieben. Im Flüssigbrennstoffbetrieb
wirkt das Brennstoffspray 105 praktisch als Strahlpumpe,
womit sich der Luftmassenstrom durch die genannten
Oeffnungen 124 erhöht. Dies bewirkt einen grösseren axialen
Impuls, der die Rückströmzone weiter stromab verschiebt, was
als gute Massnahme gegen eine Rückzündung der Flamme wirkt.
Auf die schematisch dargestellten kegelförmigen Teilkörper
101, 102 wird in Fig. 2-5 näher eingegangen. Dort werden auch
Konfiguration und Wirkungsweise der tangentialen Lufteintrittsschlitze
119, 120 näher behandelt. Fig. 2 shows a schematic representation of a
Um den Aufbau des Drallerzeugers 100a besser zu verstehen,
ist es von Vorteil, wenn gleichzeitig zu Fig. 2 mindestens
Fig. 3 herangezogen wird. Des weiteren, um diese Fig. 2 nicht
unnötig unübersichtlich zu gestalten, sind in ihr die nach
den Figur 3 schematisch gezeigten Leitbleche 121a, 121b nur
andeutungsweise aufgenommen worden. Im folgenden wird bei der
Beschreibung von Fig. 2 nach Bedarf auf die genannten Figuren
hingewiesen.In order to better understand the structure of the
Der erste Teil des Brenners nach Fig. 1 bildet den nach Fig.
2 gezeigten Drallerzeuger 100a. Dieser besteht aus zwei hohlen
kegelförmigen Teilkörpern 101, 102, die versetzt zueinander
ineinandergeschachtelt sind. Die Anzahl der kegelförmigen
Teilkörper kann selbstverständlich grösser als zwei sein, wie
die Figuren 4 und 5 zeigen; dies hängt jeweils, wie weiter
unten noch näher zur Erläuterung kommen wird, von der Betreibungsart
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
201b, 202b der kegeligen Teilkörper 101, 102 zueinander
schafft bei der benachbarten Wandung, in spiegelbildlicher
Anordnung, jeweils einen tangentialen Kanal, d.h. einen Lufteintrittsschlitz
119, 120 (Fig. 3), durch welche die Verbrennungsluft
115 in Innenraum des Drallerzeugers 100a, d.h. in
den Kegelhohlraum 114 desselben strömt. Die Kegelform der gezeigten
Teilkörper 101, 102 in Strömungsrichtung weist einen
bestimmten festen Winkel auf. Selbstverständlich, je nach Betriebseinsatz,
können die Teilkörper 101, 102 in Strömungsrichtung
eine zunehmende oder abnehmende Kegelneigung aufweisen,
ähnlich einer Trompete resp. Tulpe. Die beiden letztgenannten
Formen sind zeichnerisch nicht erfasst, da sie für
den Fachmann ohne weiteres nachempfindbar sind. Die beiden
kegeligen Teilkörper 101, 102 weisen je einen zylindrischen
Anfangsteil 101a, 102a, die ebenfalls, analog den kegeligen
Teilkörpern 101, 102, versetzt zueinander verlaufen, so dass
die tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 über die
ganze Länge des Drallerzeugers 100a vorhanden sind. Im Bereich
des zylindrischen Anfangsteils ist eine Düse 103 vorzugsweise
für einen flüssigen Brennstoff 112 untergebracht,
deren Eindüsung 104 in etwa mit dem engsten Querschnitt des
durch die kegeligen Teilkörper 101, 102 gebildeten Kegelhohlraumes
114 zusammenfällt. Die Eindüsungskapazität und die Art
dieser Düse 103 richtet sich nach den vorgegebenen Parametern
des jeweiligen Brenners. Selbstverständlich kann der Drallerzeuger
100a rein kegelig, also ohne zylindrische Anfangsteile
101a, 102a, ausgeführt sein. Die kegeligen Teilkörper 101,
102 weisen des weiteren je eine Brennstoff leitung 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, plaziert, dies um eine optimale
Luft/Brennstoff-Mischung zu erhalten. Bei dem durch die Düse
103 herangeführten Brennstoff 112 handelt es sich, wie erwähnt,
im Normalfall um einen flüssigen Brennstoff, wobei
eine Gemischbildung mit einem anderen Medium ohne weiteres
möglich ist. Dieser Brennstoff 112 wird unter einem spitzen
Winkel in den Kegelhohlraum 114 eingedüst. Aus der Düse 103
bildet sich sonach ein kegeliges Brennstoffspray 105, das von
der tangential einströmenden rotierenden Verbrennungsluft 115
umschlossen wird. In axialer Richtung wird 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. 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 100a 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 100a lässt sich durch eine entsprechende nicht
gezeigte Zuführung eines axialen Verbrennungsluftstromes verändern.
Eine entsprechende Drallerzeugung verhindert die Bildung
von Strömungsablösungen innerhalb des dem Drallerzeuger
100a nachgeschalteten Mischrohr. Die Konstruktion des Drallerzeugers
100a eignet sich des weiteren vorzüglich, die
Grösse der tangentialen Lufteintrittsschlitze 119, 120 zu
verändern, womit ohne Veränderung der Baulänge des Drallerzeugers
100a 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
100a ohne Veränderung seiner Baulänge universell einsetzbar
ist.The first part of the burner according to FIG. 1 forms the one according to FIG.
2 shown
Aus Fig. 4 geht nunmehr die geometrische Konfiguration der
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. Selbstverständlich können diese
dynamische Vorkehrungen auch statisch vorgesehen werden, indem
bedarfsmässige Leitbleche einen festen Bestandteil mit
den kegeligen Teilkörpern 101, 102 bilden. Ebenfalls kann der
Drallerzeuger 100a auch ohne Leitbleche betrieben werden,
oder es können andere Hilfsmittel hierfür vogesehen werden.The geometric configuration of
Fig. 5 zeigt gegenüber Fig. 4, dass der Drallerzeuger 100a
nunmehr aus vier Teilkörpern 130, 131, 132, 133 aufgebaut
ist. Die dazugehörigen Längssymmetrieachsen zu jedem Teilkörper
sind mit der Buchstabe a gekennzeichnet. Zu dieser Konfiguration
ist zu sagen, dass sie sich aufgrund der damit erzeugten,
geringeren Drallstärke und im Zusammenwirken mit einer
entsprechend vergrösserten Schlitzbreite bestens eignet,
das Aufplatzen der Wirbelströmung abströmungsseitig des
Drallerzeugers im Mischrohr zu verhindern, womit das Mischrohr
die ihm zugedachte Rolle bestens erfüllen kann.5 shows that the
Fig. 6 unterscheidet sich gegenüber Fig. 5 insoweit, als hier
die Teilkörper 140, 141, 142, 143 eine Schaufelprofilform haben,
welche zur Bereitstellung einer gewissen Strömung vorgesehen
wird. Ansonsten ist die Betreibungsart des Drallerzeugers
die gleiche geblieben. Die Zumischung des Brennstoffes
116 in den Verbrennungsluftstromes 115 geschieht aus dem Innern
der Schaufelprofile heraus, d.h. die Brennstoffleitung
108 ist nunmehr in die einzelnen Schaufeln integriert. Auch
hier sind die Längssymmetrieachsen zu den einzelnen Teilkörpern
mit der Buchstabe a gekennzeichnet.Fig. 6 differs from Fig. 5 in so far as here
the
Fig. 7 zeigt das Uebergangsstück 200 in dreidimensionaler Ansicht.
Die Uebergangsgeometrie ist für einen Drallerzeuger
100a mit vier Teilkörpern, entsprechend der Fig. 4 oder 5,
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 Rohres 20 resp. des Mischrohres 220 schneidet. Die gleichen
Ueberlegungen gelten auch, wenn der Drallerzeuger aus
einem anderen Prinzip, als den unter Fig. 2 beschriebenen,
aufgebaut ist. Die nach unten in Strömungsrichtung verlaufende
Fläche der einzelnen Uebergangskanäle 201 weist eine in
Strömungsrichtung spiralförmig verlaufende Form auf, welche
einen sichelförmigen Verlauf beschreibt, entsprechend der
Tatsache, dass sich vorliegend der Durchflussquerschnitt des
Uebergangsstückes 200 in Strömungsrichtung konisch erweitert.
Der Drallwinkel der Uebergangskanäle 201 in Strömungsrichtung
ist so gewählt, dass der Rohrströmung anschliessend bis zum
Querschnittssprung am Brennkammereintritt noch eine genügend
grosse Strecke verbleibt, um eine perfekte Vormischung mit
dem eingedüsten Brennstoff zu bewerkstelligen. Ferner erhöht
sich durch die oben genannten Massnahmen auch die Axialgeschwindigkeit
an der Mischrohrwand stromab des Drallerzeugers.
Die Uebergangsgeometrie und die Massnahmen im Bereich
des Mischrohres bewirken eine deutliche Steigerung des Axialgeschwindigkeitsprofils
zum Mittelpunkt des Mischrohres hin,
so dass der Gefahr einer Frühzündung entscheidend entgegengewirkt
wird.7 shows the
Fig. 8 zeigt die bereits angesprochene Abrisskante, welche am
Brenneraustritt gebildet ist. Der Durchflussquerschnitt des
Rohres 20 erhält in diesem Bereich einen Uebergangsradius R,
dessen Grösse grundsätzlich von der Strömung innerhalb des
Rohres 20 abhängt. Dieser Radius R wird so gewählt, dass sich
die Strömung an die Wand anlegt und so die Drallzahl stark
ansteigen lässt. Quantitativ lässt sich die Grösse des Radius
R so definieren, dass dieser > 10% des Innendurchmessers d
des Rohres 20 beträgt. Gegenüber einer Strömung ohne Radius
vergrössert sich nun die Rückströmblase 50 gewaltig. Dieser
Radius R verläuft bis zur Austrittsebene des Rohres 20, wobei
der Winkel β zwischen Anfang und Ende der Krümmung < 90° beträgt.
Entlang des einen Schenkels des Winkels β verläuft die
Abrisskante A ins Innere des Rohres 20 und bildet somit eine
Abrissstufe S gegenüber dem vorderen Punkt der Abrisskante A,
deren Tiefe > 3 mm beträgt. Selbstverständlich kann die hier
parallel 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. Auf die
Vorteile dieser Ausbildung ist bereits oben unter dem Kapitel
"Darstellung der Erfindung" näher eingegangen.Fig. 8 shows the tear-off edge already mentioned, which on
Burner outlet is formed. The flow cross section of the
- 1010th
- BuchenringBeech ring
- 2020th
- Rohrpipe
- 2121
- Bohrungen, OeffnungenHoles, openings
- 3030th
- BrennkammerCombustion chamber
- 3131
- OeffnungenOpenings
- 4040
- Strömung, Rohrströmung im MischrohrFlow, pipe flow in the mixing pipe
- 5050
- Rückströmzone, RückströmblaseBackflow zone, backflow bubble
- 6060
- BrennerachseBurner axis
- 100a100a
- DrallerzeugerSwirl generator
- 101, 102101, 102
- TeilkörperPartial body
- 101a, 102b101a, 102b
- Zylindrische AnfangsteileCylindrical starting parts
- 101b, 102b101b, 102b
- LängssymmetrieachsenLongitudinal symmetry axes
- 103103
- Brennstoffdüse Fuel 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 (VerbrennungsluftstromCombustion air (combustion air flow
- 116116
-
Brennstoff-Eindüsung aus den Leitungen 108, 109Fuel injection from
108, 109lines - 117117
- BrennstoffdüsenFuel nozzles
- 119, 120119, 120
- Tangentiale LufteintrittsschlitzeTangential air inlet slots
- 121a, 121b121a, 121b
- LeitblecheBaffles
- 123123
- Drehpunkt der LeitblechePivot point of the guide plates
- 124124
- OeffnungenOpenings
- 125125
- KegelinnenspitzeInner cone tip
- 126126
-
Versetzung der Brennstoffdüse 103 stromauf gegenüber 125Displacement of
fuel nozzle 103 upstream from 125 - 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
- LängssymmetrieachsenLongitudinal symmetry axes
- 200200
- UebergangsstückTransition piece
- 201201
- UebergangskanäleTransition channels
- 220220
- MischrohrMixing tube
- dd
-
Innendurchmesser des Rohres 20Inner diameter of the
tube 20 - RR
- UebergangsradiusTransition radius
- TT
- Tangentiale der AbrisskanteTangent line of the tear-off edge
- AA
- AbrisskanteTear-off edge
- SS
- AbrissstufeDemolition level
- ββ
- Uebergangswinkel von RTransition angle from R
- β'β '
- Winkel zwischen T und AAngle between T and A
Claims (18)
- Burner for a heat generator, essentially consisting of a swirl generator for a combustion air stream and of means for injecting a fuel into the combustion air stream, wherein there is arranged downstream of the swirl generator (100a) a mixing stage (220), characterized in that [lacuna] has, within a first stage part (200), transition channels (201), running in the direction of flow, for transferring a flow (40), formed in the swirl generator (100a), into a tube (20) located downstream of the transition channels (201), and in that there serves as a means for injecting a fuel a nozzle (103) which is offset upstream by a distance (126) relative to an upstream end of the swirl generator (100a).
- Burner according to Claim 1, characterized in that the swirl generator has a number of combustion air inlets distributed around the circumference in such a manner that a plurality of combustion air part-streams are formed, and in that the number of transition channels (201) in the mixing stage (220) corresponds to the number of part-streams formed by the swirl generator (100a).
- Burner according to Claim 1, characterized in that the outlet plane of the tube (20) is designed with a breakaway edge (A) for stabilizing and enlarging a backflow zone (50) which forms downstream.
- Burner according to Claim 3, characterized in that the breakaway edge (A) consists of a transition radius (R) in the region of the outlet plane of the tube (20) and of a breakaway step (S) offset from this outlet plane.
- Burner according to Claim 4, characterized in that the transition radius (R) is > 10% of the inside diameter of the tube (20), and in that the breakaway step (S) has a depth of > 3 mm.
- Burner according to Claim 3, characterized in that a diffuser and/or a Venturi stage is/are arranged upstream of the breakaway edge (A).
- Burner according to Claim 1, characterized in that the tube (20) located downstream of the transition channels (201) is provided in the direction of flow and in the circumferential direction with orifices (21) for injecting an air stream into the interior of the tube.
- Burner according to Claim 7, characterized in that the orifices (21) run at an acute angle relative to the burner axis (60).
- Burner according to Claim 1, characterized in that the throughflow cross section of the tube (20) downstream of the transition channels (201) is smaller than, equal to or larger than the cross section of the flow (40) formed in the swirl generator (100a).
- Burner according to Claim 1, characterized in that a combustion chamber (30) is arranged downstream of the mixing stage (220), in that, between the mixing stage (220) and the combustion chamber (30), there is a jump in cross section which induces the initial flow cross section of the combustion chamber (30), and in that a backflow zone (50) can take effect in the region of this jump in cross section.
- Burner according to Claim 1, characterized in that the swirl generator (100a) consists of at least two hollow conical part-bodies (101, 102; 130, 131, 132, 133; 140, 141, 142, 143) fitted one in the other in the direction of flow, in that the respective longitudinal axes of symmetry (101b, 102b; 130a, 131a, 132a, 133a; 140a, 141a, 142a, 143a) of these part-bodies are offset relative to one another in such a way that the adjacent walls of the part-bodies form channels (119, 120) for the combustion air stream (115) which are tangential along their longitudinal extent, and in that the fuel nozzle (103) is arranged, on the head side, upstream of the cone start induced by the swirl generator (100a).
- Burner according to Claim 11, characterized in that the fuel nozzle (103) is arranged on the burner axis (60).
- Burner according to Claims 11 and 12, characterized in that the fuel nozzle (103) can be operated with a liquid fuel (112) and further fuel nozzles (117) can be operated with a gaseous fuel (113).
- Burner according to Claim 13, characterized in that the further fuel nozzles (117) are arranged in the region of the tangential channels (119, 120) along their longitudinal extent.
- Burner according to Claim 11, characterized in that the part-bodies (140, 141, 142, 143) have a blade-shaped profiling in cross section.
- Burner according to Claim 11, characterized in that the part-bodies have, in the direction of flow, a fixed cone angle or an increasing cone taper or a decreasing cone taper.
- Burner according to Claim 11, characterized in that the part-bodies are fitted one in the other spirally.
- Burner according to Claim 11, characterized in that the throughflow cross section of the tangential air inlet slits (119, 120) decreases in the longitudinal direction of the burner.
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