EP0675322A2 - Premix burner - Google Patents
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- EP0675322A2 EP0675322A2 EP95810184A EP95810184A EP0675322A2 EP 0675322 A2 EP0675322 A2 EP 0675322A2 EP 95810184 A EP95810184 A EP 95810184A EP 95810184 A EP95810184 A EP 95810184A EP 0675322 A2 EP0675322 A2 EP 0675322A2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
- F23D11/40—Mixing tubes or chambers; Burner heads
- F23D11/402—Mixing chambers downstream of the nozzle
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
- F05B2240/122—Vortex generators, turbulators, or the like, for mixing
Definitions
- the invention relates to a premix burner, consisting essentially of a pilot burner and a plurality of main burners arranged around the pilot burner.
- the mixing of fuel into a combustion air flow flowing in a premixing duct is usually done by radial injection of the fuel into the duct by means of cross jet mixers.
- the momentum of the fuel is so low that an almost complete mixing takes place only after a distance of approximately 100 channel heights.
- Venturi mixers are also used.
- the injection of the fuel via grid arrangements is also known.
- spraying in front of special swirl bodies is also used.
- the devices operating on the basis of transverse jets or stratified flows either result in very long mixing distances or require high injection pulses.
- premixing under high pressure and substoichiometric mixing ratios there is a risk of the flame flashing back or even of self-ignition of the mixture.
- Flow separations and dead water zones in the premixing tube, thick boundary layers on the walls or possibly extreme speed profiles over the cross-section through which the flow is flowing can be the cause of auto-ignition in the tube or form paths through which the flame can strike back from the downstream combustion zone into the premixing tube.
- the geometry of the premixing section must therefore be given the greatest attention.
- premixing burners of the double-cone type can be designated as flame-holding burners.
- Such double-cone burners are known, for example, from EP-B1-0 321 809 and are described later in relation to FIGS. 1 and 3.
- the fuel, there natural gas, is injected into the combustion air flowing in from the compressor through a series of injector nozzles. As a rule, these are evenly distributed over the entire gap.
- the invention is therefore based on the object of providing a measure for a premix burner of the type mentioned at the outset, with which intimate mixing of combustion air and fuel is achieved within a very short distance while at the same time distributing the speed uniformly in the mixing zone. Furthermore, with such a burner, the flame should certainly be prevented from kicking back without using a mechanical flame holder.
- the measure should also be suitable for retrofitting existing premix combustion chambers.
- the new static mixer which is represented by the 3-dimensional vortex generators, it is possible to achieve extremely short mixing distances in the burner with a low pressure drop. Due to the generation of longitudinal vortices without a recirculation area, a coarse mixing of the two streams takes place after a full vortex revolution, while fine mixing as a result of turbulence Flow and molecular diffusion processes already exist after a distance that corresponds to a few channel heights.
- This type of mixture is particularly suitable for mixing the fuel into the combustion air at a relatively low admission pressure and with great dilution.
- a low admission pressure of the fuel is particularly advantageous when using medium and low calorific fuel gases.
- the energy required for mixing is largely drawn from the flow energy of the fluid with the higher volume flow, namely the combustion air.
- the downstream arrangement of a Venturi nozzle behind the vortex generators has the advantage that, with the largest constriction of the Venturi nozzle, one has a simple means in hand to introduce the fuel into the swirled flow with the least counter pressure.
- the correct dimensioning of the Venturi nozzle also has the advantage that the flow velocity therein exceeds the flame velocity, so that the flame cannot strike back into the injection plane of the fuel.
- the vortex generators upstream of the Venturi nozzle are characterized by a roof surface and two side surfaces, the side surfaces being flush with the same duct wall and including an arrow angle ⁇ with one another, and the longitudinal edges of the roof surface being flush with the longitudinal edges of the roof protruding into the flow duct Side surfaces and at an angle of attack ⁇ to the duct wall.
- the advantage of such vortex generators can be seen in their particular simplicity in every respect.
- Manufacturing technology the element consisting of three flow-around walls is completely problem-free.
- the roof surface can be joined with the two side surfaces in a variety of ways.
- the element can also be fixed to flat or curved channel walls in the case of weldable materials by simple weld seams. From a fluidic point of view, the element has a very low pressure drop when flowing around and it creates vortices without a dead water area.
- the element due to its generally hollow interior, the element can be cooled in a variety of ways and with various means.
- the two side surfaces enclosing the arrow angle ⁇ form an at least approximately sharp connecting edge with one another, which together with the longitudinal edges of the roof surface forms a tip, the flow cross-section is hardly impaired by blocking.
- the sharp connecting edge is the exit-side edge of the vortex generator and it runs perpendicular to the channel wall with which the side surfaces are flush, then the non-formation of a wake area is advantageous.
- 53 denotes a cylindrical burner wall. It is connected on the outlet side to the front wall 100 of the combustion chamber (not shown) by suitable means.
- This combustion chamber can be either an annular combustion chamber or a silo combustion chamber, with several such burners being arranged on the front wall 100 in each case.
- main burners 52 are grouped around a centrally arranged pilot burner 101.
- the pilot burner is a premix burner of the double-cone type, although this is not mandatory. It is important that this pilot burner should have the smallest possible geometry. About 10-30% of the fuel should be burned in it.
- the main burners 52 are cylindrical in shape.
- vortex generators 9 are initially arranged in the direction of flow, the outlet of which opens into a Venturi nozzle 50.
- the fuel is supplied to the pilot burner and the main burners via fuel lances 120 and 51, respectively.
- the combustion air flows from a plenum, not shown, into the housing interior 103, from where it flows into the burners 101, 52 in the direction of the arrow.
- the schematically illustrated premix burner 101 according to FIGS. 1, 3A and 3B is a so-called double-cone burner, as is known for example from EP-B1-0 321 809. It essentially consists of two hollow, conical partial bodies 111, 112 which are nested one inside the other in the direction of flow. The respective central axes 113, 114 of the two partial bodies are offset from one another. The adjacent walls of the two partial bodies in their longitudinal extent form tangential slots 119 for the combustion air, which in this way reaches the interior of the burner. A first fuel nozzle 116 for liquid fuel is arranged there. The fuel is injected into the hollow cone at an acute angle. The resulting conical fuel profile is enclosed by the combustion air flowing in tangentially.
- the concentration of the fuel is continuously reduced in the axial direction due to the mixing with the combustion air.
- the burner is also operated with gaseous fuel.
- gas inflow openings 117 distributed in the longitudinal direction are provided in the region of the tangential slots 119 in the walls of the two partial bodies.
- the mixture formation with the combustion air thus begins in the zone of the inlet slots 20. It goes without saying that mixed operation with both types of fuel is also possible in this way.
- a vortex generator essentially consists of three free-flowing triangular surfaces. These are a roof surface 10 and two side surfaces 11 and 13. In their longitudinal extent, these surfaces run at certain angles in the direction of flow.
- the side walls of the vortex generator which consist of right-angled triangles, are fixed with their long sides on a channel wall 21, preferably gas-tight. They are oriented so that they form a joint on their narrow sides, including an arrow angle ⁇ .
- the joint is designed as a sharp connecting edge 16 and is perpendicular to that channel wall 21 with which the side surfaces are flush.
- the two side surfaces 11, 13 including the arrow angle ⁇ are symmetrical in shape, size and orientation in FIG. 4 and are arranged on both sides of an axis of symmetry 17. This axis of symmetry 17 is rectified like the channel axis.
- the roof surface 10 lies with a very narrow edge 15 running transversely to the flow through the channel on the same channel wall 21 as the side walls 11, 13. Its longitudinal edges 12, 14 are flush with the longitudinal edges of the side surfaces projecting into the flow channel.
- the roof area runs under one Angle of attack ⁇ to the channel wall 21. Their longitudinal edges 12, 14 together with the connecting edge 16 form a tip 18.
- the vortex generator can also be provided with a bottom surface with which it is fastened in a suitable manner to the channel wall 21.
- a floor area is not related to the mode of operation of the element.
- the connecting edge 16 of the two side surfaces 11, 13 forms the downstream edge of the vortex generator.
- the edge 15 of the roof surface 10 which runs transversely to the flow through the channel is thus the edge which is first acted upon by the channel flow.
- the vortex generator works as follows: When flowing around edges 12 and 14, the main flow is converted into a pair of opposing vortices. Their vortex axes lie in the axis of the main flow. The number of swirls and the location of the vortex breakdown (if the latter is desired at all) are determined by appropriate selection of the angle of attack ⁇ and the arrow angle ⁇ . With increasing angles, the vortex strength or the number of swirls is increased and the location of the vortex burst moves upstream into the area of the vortex generator itself. Depending on the application, these two angles ⁇ and ⁇ are predetermined by the structural conditions and by the process itself. Then only the length L of the element and the height h of the connecting edge 16 need to be adjusted (FIG. 7).
- FIG. 5 shows a so-called half "vortex generator" based on a vortex generator according to FIG. 1, in which only one of the two side surfaces of the vortex generator 9a is provided with the arrow angle ⁇ / 2.
- the other side surface is straight and oriented in the direction of flow.
- only one vortex is generated on the arrowed side. Accordingly, there is no vortex-neutral field downstream of the vortex generator, but a swirl is forced on the flow.
- the sharp connecting edge 16 of the vortex generator 9 in FIG. 6 is the point which is first acted upon by the channel flow.
- the element is rotated by 180 °.
- the two opposite vortices have changed their sense of rotation.
- the vortex generators are installed in a channel 20.
- the height h of the connecting edge 16 will be coordinated with the channel height H - or the height of the channel part which is assigned to the vortex generator - in such a way that the vortex generated immediately downstream of the vortex generator already reaches such a size that the full channel height H is filled. This leads to a uniform speed distribution in the cross-section applied.
- Another criterion that can influence the ratio h / H to be selected is the pressure drop that occurs when the vortex generator flows around. It goes without saying that the pressure loss coefficient also increases with a larger ratio h / H.
- four vortex generators 9 are distributed at a distance over the circumference of the circular cross section according to FIG.
- the above-mentioned height of the channel part, which is assigned to the individual vortex generator, corresponds in this case to the circle radius.
- the four vortex generators 9 could also be strung together on their respective wall segments 21 in the circumferential direction in such a way that no gaps are left free on the channel wall.
- the vortex to be generated is decisive here.
- the vortex generators 9 are mainly used for mixing two flows.
- the main flow in the form of combustion air attacks the transverse inlet edges 15 in the direction of the arrow.
- the secondary flow in the form of a gaseous and / or liquid fuel has a substantially smaller mass flow than the main flow. In the present case, it is introduced into the main flow downstream of the vortex generators.
- the fuel is injected here via a central fuel lance 51, the mouth of which is located downstream of the vortex generators. This lance is dimensioned for about 10% of the total volume flow through channel 20.
- a longitudinal injection of the fuel in the flow direction is shown. In this case, the injection pulse corresponds approximately to that of the main flow pulse.
- a cross-jet injection could be provided just as well, the fuel pulse then having to be approximately twice that of the main flow.
- the injected fuel is dragged along by the vortices and mixed with the main flow. It follows the helical course of the vortices and is evenly and finely distributed in the chamber downstream of the vortices. This reduces the risk of impinging jets on the opposite wall and the formation of so-called "hot spots" - in the case of the radial injection of fuel into an undisturbed flow mentioned at the beginning.
- the fuel injection can be kept flexible and adapted to other boundary conditions. In this way, the same injection pulse can be maintained throughout the load range. Since mixing through the The geometry of the vortex generators is determined, and not by the machine load, in the example the gas turbine output, the burner configured in this way works optimally even under partial load conditions.
- the combustion process is optimized by adjusting the ignition delay time of the fuel and mixing time of the vortices, which ensures a minimization of emissions.
- thermoacoustic instability Due to their presence alone, the vortex generators act as a damping measure against thermoacoustic vibrations.
- a Venturi nozzle 52 is provided downstream of the vortex generators. This is dimensioned so that at an exit speed of approximately 80-150 m / sec the flow velocity in the narrowest cross section is approximately 150-180 m / sec. The distance of the narrowest cross section to the trailing edges 16 of the vortex generators will be chosen so that the generated vertebrae are already fully formed in the narrowest cross section. The location of the fuel injection is at the level of the largest constriction of the Venturi nozzle.
- FIGS. 8 and 9 show a top view of an embodiment variant of the vortex generator and a front view of its arrangement in a circular channel.
- the two side surfaces 11 and 13 enclosing the arrow angle ⁇ have a different length.
- the vortex generator then naturally has a different width Angle of attack ⁇ on.
- Such a variant has the effect that vortices with different strengths are generated. For example, this can act on a swirl adhering to the main flow. Or, due to the different vortices, a swirl is forced on the originally swirl-free main flow downstream of the vortex generators, as is indicated in FIG. 9.
- Such a configuration works well as an independent, compact burner unit.
- the swirl imposed on the main flow can be used to improve the cross-ignition behavior of the burner configuration, for example at partial load.
- the secondary flow can also be introduced into the main flow in a variety of ways, for example only or additionally via wall bores in the venturi tube
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Vormischbrenner, im wesentlichen bestehend aus einem Pilotbrenner und mehreren um den Pilotbrenner herum angeordneten Hauptbrennern.The invention relates to a premix burner, consisting essentially of a pilot burner and a plurality of main burners arranged around the pilot burner.
Sowohl im Ölbetrieb bei sehr hohem Druck als auch im Gasbetrieb mit stark wasserstoffhaltigen Gasen kann es bei Vormischbrennern vorkommen, dass die Zündverzugszeiten derart kurz werden, dass flammhaltende Brenner nicht mehr als sogenannte Low-Nox-Brenner einsetzbar sind.Both in oil operation at very high pressure and in gas operation with gases that contain a lot of hydrogen, it can happen with premix burners that the ignition delay times are so short that flame-retardant burners can no longer be used as so-called low-NOx burners.
Die Einmischung von Brennstoff in eine in einem Vormischkanal strömenden Brennluftströmung geschieht in der Regel durch radiale Eindüsung des Brennstoffs in den Kanal mittels Querstrahlmischern. Der Impuls des Brennstoffs ist indes so gering, dass eine nahezu vollständige Durchmischung erst nach einer Strecke von ca. 100 Kanalhöhen erfolgt ist. Auch Venturimischer kommen zur Anwendung. Bekannt ist auch die Eindüsung des Brennstoffs über Gitteranordnungen. Schliesslich wird auch das Eindüsen vor besonderen Drallkörpern angewendet.The mixing of fuel into a combustion air flow flowing in a premixing duct is usually done by radial injection of the fuel into the duct by means of cross jet mixers. However, the momentum of the fuel is so low that an almost complete mixing takes place only after a distance of approximately 100 channel heights. Venturi mixers are also used. The injection of the fuel via grid arrangements is also known. Finally, spraying in front of special swirl bodies is also used.
Die auf der Basis von Querstrahlen oder Schichtströmungen arbeitende Vorrichtungen haben entweder sehr lange Mischstrecken zur Folge oder verlangen hohe Einspritzimpulse. Bei Vormischung unter hohem Druck und unterstöchiometrischen Mischverhältnissen besteht die Gefahr von Rückschlagen der Flamme oder gar von Selbstzündung des Gemischs. Strömungsablösungen und Totwasserzonen im Vormischrohr, dicke Grenzschichten an den Wandungen oder eventuell extreme Gechwindigkeitsprofile über dem durchströmten Querschnitt können die Ursache für Selbstzündung im Rohr sein oder Pfade bilden, über die die Flamme aus der stromab liegenden Verbrennungszone in das Vormischrohr zurückschlagen kann. Der Geometrie der Vormischstrecke muss demnach höchste Beachtung geschenkt werden.The devices operating on the basis of transverse jets or stratified flows either result in very long mixing distances or require high injection pulses. With premixing under high pressure and substoichiometric mixing ratios, there is a risk of the flame flashing back or even of self-ignition of the mixture. Flow separations and dead water zones in the premixing tube, thick boundary layers on the walls or possibly extreme speed profiles over the cross-section through which the flow is flowing can be the cause of auto-ignition in the tube or form paths through which the flame can strike back from the downstream combustion zone into the premixing tube. The geometry of the premixing section must therefore be given the greatest attention.
Als flammenhaltende Brenner können die sogenannten Vormischbrenner der Doppelkegelbauart bezeichnet werden. Derartige Doppelkegelbrenner sind beispielsweise aus der EP-B1-0 321 809 bekannt und werden später zu Fig. 1 und 3 beschrieben. Der Brennstoff, dort Erdgas, wird in den Eintrittsspalten in die vom Verdichter heranströmende Verbrennungsluft über eine Reihe von Injektordüsen eingespritzt. Diese sind in der Regel über den ganzen Spalt gleichmässig verteilt.The so-called premixing burners of the double-cone type can be designated as flame-holding burners. Such double-cone burners are known, for example, from EP-B1-0 321 809 and are described later in relation to FIGS. 1 and 3. The fuel, there natural gas, is injected into the combustion air flowing in from the compressor through a series of injector nozzles. As a rule, these are evenly distributed over the entire gap.
Um eine verlässliche Zündung des Gemischs in der nachgeschalteten Brennkammer und einen genügenden Ausbrand zu erzielen, ist eine innige Mischung des Brennstoffs mit der Luft erforderlich. Eine gute Durchmischung trägt auch dazu bei, sogenannte "hot spots" in der Brennkammer zu vermeiden, die unter anderem zur Bildung des unerwünschten NOX führen.In order to achieve a reliable ignition of the mixture in the downstream combustion chamber and a sufficient burnout, an intimate mixture of the fuel with the air is required. A good mixing also helps to avoid so-called "hot spots" in the combustion chamber, which among other things lead to the formation of the undesired NO x .
Die oben erwähnte Eindüsung des Brennstoffs über klassische Mittel wie beispielsweise Querstrahlmischer ist schwierig, da der Brennstoff selbst einen ungenügenden Impuls aufweist, um die erforderliche gross-skalige Verteilung und die feinskalige Mischung zu erreichen.The above-mentioned injection of the fuel using conventional means, such as, for example, a cross-jet mixer, is difficult since the fuel itself has an insufficient impulse to achieve the required large-scale distribution and the fine-scale mixture.
Die Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem Vormischbrenner der eingangs genannten Art eine Massnahme zu schaffen, mit welcher innert kürzester Strecke eine innige Vermischung von Brennluft und Brennstoff erzielt wird bei gleichzeitig gleichmässiger Geschwindigkeitsverteilung in der Mischzone. Ferner soll mit einem solchen Brenner ohne Verwendung eines mechanischen Flammenhalters ein Rückschlagen der Flamme mit Sicherheit vermieden werden. Die Massnahme soll zudem geeignet sein, um bestehende Vormischbrennkammern nachzurüsten.The invention is therefore based on the object of providing a measure for a premix burner of the type mentioned at the outset, with which intimate mixing of combustion air and fuel is achieved within a very short distance while at the same time distributing the speed uniformly in the mixing zone. Furthermore, with such a burner, the flame should certainly be prevented from kicking back without using a mechanical flame holder. The measure should also be suitable for retrofitting existing premix combustion chambers.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht,
- dass in die, einen kreisförmigen Kanal aufweisenden Hauptbrenner ein gasförmiger und/oder flüssiger Brennstoff als Sekundärströmung in eine gasförmige Hauptströmung eingedüst wird,
- dass die Hauptströmung zunächst über Wirbel-Generatoren geführt wird, von denen über dem Umfang des durchströmten Kanals mehrere nebeneinander angeordnet sind,
- dass stromabwärts der Wirbel-Generatoren eine Venturidüse angeordnet ist,
- und dass die Sekundärströmung im Bereich der grössten Einschnürung der Venturidüse in den Kanal eingeleitet wird.
- that a gaseous and / or liquid fuel is injected as a secondary flow into a gaseous main flow into the main burner, which has a circular channel,
- that the main flow is initially conducted via vortex generators, of which several are arranged next to one another over the circumference of the flowed-through channel,
- that a Venturi nozzle is arranged downstream of the vortex generators,
- and that the secondary flow in the area of the largest constriction of the Venturi nozzle is introduced into the channel.
Mit dem neuen statischen Mischer, den die 3-dimensionalen Wirbel-Generatoren darstellen, ist es möglich, im Brenner ausserordentlich kurze Mischstrecken bei gleichzeitig geringem Druckverlust zu erzielen. Durch die Erzeugung von Längswirbel ohne Rezirkulationsgebiet ist bereits nach einer vollen Wirbelumdrehung eine grobe Durchmischung der beiden Ströme vollzogen, während eine Feinmischung infolge turbulenter Strömung und molekularer Diffusionsprozesse bereits nach einer Strecke vorliegt, die einigen wenigen Kanalhöhen entspricht.With the new static mixer, which is represented by the 3-dimensional vortex generators, it is possible to achieve extremely short mixing distances in the burner with a low pressure drop. Due to the generation of longitudinal vortices without a recirculation area, a coarse mixing of the two streams takes place after a full vortex revolution, while fine mixing as a result of turbulence Flow and molecular diffusion processes already exist after a distance that corresponds to a few channel heights.
Diese Art der Mischung ist besonders geeignet, um den Brennstoff mit relativ geringem Vordruck unter grosser Verdünnung in die Verbrennungsluft einzumischen. Ein geringer Vordruck des Brennstoffes ist insbesondere bei der Verwendung von mittel- und niederkalorischen Brenngasen von Vorteil. Die zur Mischung erforderliche Energie wird dabei zu einem wesentlichen Teil aus der Strömungsenergie des Fluides mit dem höheren Volumenstrom, eben der Verbrennungsluft, entnommen.This type of mixture is particularly suitable for mixing the fuel into the combustion air at a relatively low admission pressure and with great dilution. A low admission pressure of the fuel is particularly advantageous when using medium and low calorific fuel gases. The energy required for mixing is largely drawn from the flow energy of the fluid with the higher volume flow, namely the combustion air.
Die stromabwärtige Anordnung einer Venturidüse hinter den Wirbel-Generatoren hat den Vorteil, dass man mit der grössten Einschnürung der Venturidüse ein einfaches Mittel in der Hand hat, um den Brennstoff bei kleinstem Gegendruck in die verwirbelte Strömung einzuleiten. Die Venturidüse hat bei richtiger Dimensionierung weiter den Vorteil, dass die Strömungsgeschwindigkeit darin die Flammgeschwindigkeit übersteigt, so dass die Flamme nicht in die Einspritzebene des Brennstoffs zurückschlagen kann.The downstream arrangement of a Venturi nozzle behind the vortex generators has the advantage that, with the largest constriction of the Venturi nozzle, one has a simple means in hand to introduce the fuel into the swirled flow with the least counter pressure. The correct dimensioning of the Venturi nozzle also has the advantage that the flow velocity therein exceeds the flame velocity, so that the flame cannot strike back into the injection plane of the fuel.
Die Wirbel-Generatoren stromaufwärts der Venturidüse zeichnen sich durch eine Dachfläche und zwei Seitenflächen aus, wobei die Seitenflächen mit einer gleichen Kanalwand bündig sind und miteinander einen Pfeilwinkel α einschliessen und wobei die längsgerichteten Kanten der Dachfläche bündig sind mit den in den Strömungskanal hineinragenden längsgerichteten Kanten der Seitenflächen und unter einem Anstellwinkel Θ zur Kanalwand verlaufen.The vortex generators upstream of the Venturi nozzle are characterized by a roof surface and two side surfaces, the side surfaces being flush with the same duct wall and including an arrow angle α with one another, and the longitudinal edges of the roof surface being flush with the longitudinal edges of the roof protruding into the flow duct Side surfaces and at an angle of attack Θ to the duct wall.
Der Vorteil solcher Wirbel-Generatoren ist in ihrer besonderen Einfachheit in jeder Hinsicht zu sehen. Fertigungstechnisch ist das aus drei umströmten Wänden bestehende Element völlig problemlos. Die Dachfläche kann mit den beiden Seitenflächen auf verschiedenste Arten zusammengefügt werden. Auch die Fixierung des Elementes an ebenen oder gekrümmten Kanalwänden kann im Falle von schweissbaren Materialien durch einfache Schweissnähte erfolgen. Vom strömungstechnischen Standpunkt her weist das Element beim Umströmen einen sehr geringen Druckverlust auf und es erzeugt Wirbel ohne Totwassergebiet. Schliesslich kann das Element durch seinen in der Regel hohlen Innenraum auf die verschiedensten Arten und mit diversen Mitteln gekühlt werden.The advantage of such vortex generators can be seen in their particular simplicity in every respect. Manufacturing technology the element consisting of three flow-around walls is completely problem-free. The roof surface can be joined with the two side surfaces in a variety of ways. The element can also be fixed to flat or curved channel walls in the case of weldable materials by simple weld seams. From a fluidic point of view, the element has a very low pressure drop when flowing around and it creates vortices without a dead water area. Finally, due to its generally hollow interior, the element can be cooled in a variety of ways and with various means.
Es ist angebracht, das Verhältnis Höhe h der Verbindungskante der beiden Seitenflächen zur Kanalhöhe H so zu wählen, dass der erzeugte Wirbel unmittelbar stromabwärts des Wirbel-Generators die volle Kanalhöhe oder die volle Höhe des dem Wirbel-Generator zugeordneten Kanalteils ausfüllt.It is appropriate to choose the ratio height h of the connecting edge of the two side surfaces to the channel height H so that the vortex generated fills the full channel height or the full height of the channel part assigned to the vortex generator immediately downstream of the vortex generator.
Es ist sinnvoll, wenn die beiden den Pfeilwinkel α einschliessenden Seitenflächen symmetrisch um eine Symmetrieachse angeordnet sind. Damit werden drallgleiche Wirbel erzeugt.It makes sense if the two side surfaces including the arrow angle α are arranged symmetrically about an axis of symmetry. This creates swirls of equal swirl.
Wenn die beiden den Pfeilwinkel α einschliessenden Seitenflächen eine zumindest annähernd scharfe Verbindungskante miteinander bilden, die mit den Längskanten der Dachfläche zusammen eine Spitze bildet, wird der Durchströmquerschnitt kaum durch Sperrung beeinträchtigt.If the two side surfaces enclosing the arrow angle α form an at least approximately sharp connecting edge with one another, which together with the longitudinal edges of the roof surface forms a tip, the flow cross-section is hardly impaired by blocking.
Ist die scharfe Verbindungskante die austrittsseitige Kante des Wirbel-Generators und verläuft sie senkrecht zu jener Kanalwand, mit welcher die Seitenflächen bündig sind, so ist die Nichtbildung eines Nachlaufgebietes von Vorteil.If the sharp connecting edge is the exit-side edge of the vortex generator and it runs perpendicular to the channel wall with which the side surfaces are flush, then the non-formation of a wake area is advantageous.
Wenn die Symmetrieachse parallel zur Kanalachse verläuft, und die Verbindungskante der beiden Seitenflächen die stromabwärtige Kante des Wirbel-Generators bildet, während demzufolge die quer zum durchströmten Kanal verlaufende Kante der Dachfläche die von der Kanalströmung zuerst beaufschlagte Kante ist, so werden an einem Wirbel-Generator zwei gleiche,jedoch gegenläufige Wirbel erzeugt. Es liegt ein drallneutrales Strömungsbild vor, bei welchem der Drehsinn der beiden Wirbel im Bereich der Verbindungskante aufsteigend ist.If the axis of symmetry runs parallel to the channel axis, and the connecting edge of the two side surfaces forms the downstream edge of the vortex generator, whereas consequently the edge of the roof surface which runs transversely to the channel through which the flow is flowing is the edge which is first acted upon by the channel flow, two identical but opposite vortices are generated on a vortex generator. There is a swirl-neutral flow pattern in which the direction of rotation of the two vortices is ascending in the area of the connecting edge.
Weitere Vorteile der Erfindung, insbesondere im Zusammenhang mit der Anordnung der Wirbel-Generatoren und der Einführung des Brennstoffs ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantages of the invention, in particular in connection with the arrangement of the vortex generators and the introduction of the fuel, result from the subclaims.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Teillängsschnitt eines Brenners;
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch den Brenner
- Fig. 3A
- einen Querschnitt durch einen Vormischbrenner der Doppelkegel-Bauart im Bereich seines Austritts;
- Fig. 3B
- einen Querschnitt durch denselben Vormischbrenner im Bereich der Kegelspitze;
- Fig. 4
- eine perspektivische Darstellung eines Wirbel-Generators;
- Fig. 5
- eine Ausführungsvariante des Wirbel-Generators;
- Fig. 6
- eine Anordnungsvariante des Wirbel-Generators nach Fig. 4;
- Fig. 7
- einen Wirbel-Generator in einem Kanal;
- Fig. 8
- eine weitere Ausführungsvariante des Wirbel-Generators;
- Fig. 9
- eine Anordnungsvariante des Wirbel-Generators nach Fig 8.
Show it:
- Fig. 1
- a partial longitudinal section of a burner;
- Fig. 2
- a cross section through the burner
- Figure 3A
- a cross section through a premix burner of the double cone type in the region of its outlet;
- Figure 3B
- a cross section through the same premix burner in the region of the cone tip;
- Fig. 4
- a perspective view of a vortex generator;
- Fig. 5
- a variant of the vortex generator;
- Fig. 6
- a variant of the arrangement of the vortex generator according to FIG. 4;
- Fig. 7
- a vortex generator in a channel;
- Fig. 8
- a further embodiment of the vortex generator;
- Fig. 9
- a variant of the arrangement of the vortex generator according to FIG. 8.
Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. Die Strömungsrichtung der Arbeitsmittel ist mit Pfeilen bezeichnet. In den verschiedenen Figuren sind die gleichen Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Erfindungsunwesentliche Elemente wie Gehäuse, Befestigungen, Leitungsdurchführungen, die Brennstoffbereitstellung, die Regeleinrichtungen und dergleichen sind fortgelassen.Only the elements essential for understanding the invention are shown. The direction of flow of the work equipment is indicated by arrows. In the various figures, the same elements are provided with the same reference symbols. Elements which are not essential to the invention, such as housings, fastenings, line bushings, the provision of fuel, the regulating devices and the like have been omitted.
In den Fig. 1 und 2 ist mit 53 eine zylindrische Brennerwand bezeichnet. Sie ist austrittsseitig über geeignete Mittel mit der Frontwand 100 der nicht dargestellten Brennkammer verbunden. Bei dieser Brennkammer kann es sich sowohl um eine Ringbrennkammer oder um eine Silobrennkammer handeln, wobei jeweils mehrere solche Brenner auf der Frontwand 100 angeordnet sind.1 and 2, 53 denotes a cylindrical burner wall. It is connected on the outlet side to the
Im Innern der Brennerwand, deren eintrittsseitige Ende in Fig. 1 strichliert gezeigt ist, sind um einen zentral angeordneten Pilotbrenner 101 sechs Hauptbrenner 52 herumgruppiert. Beim Pilotbrenner handelt es sich im Beispielsfall um einen Vormischbrenner der Doppelkegelbauart, wobei dies nicht zwingend ist. Massgebend ist, dass dieser Pilotbrenner eine möglichst kleine Geometrie aufweisen soll. In ihm sollen etwa 10-30% des Brennstoffes verbrannt werden. Die Hauptbrenner 52 sind von zylindrischer Form. An deren rohrförmiger Wand 54 sind in Strömungsrichtung zunächst Wirbel-Generatoren 9 angeordnet, deren Austritt in eine Venturidüse 50 mündet. Der Brennstoff wird dem Pilotbrenner und den Hauptbrennern über Brennstofflanzen 120 respektiv 51 zugeführt. Die Verbrennungluft gelangt aus einem nicht dargestellten Plenum in das Gehäuseinnere 103, von wo aus sie in Pfeilrichtung in die Brenner 101, 52 einströmt.In the interior of the burner wall, the inlet-side end of which is shown in broken lines in FIG. 1, six
Beim schematisch dargestellten Vormischbrenner 101 nach den Fig. 1, 3A und 3B handelt es sich um einen sogenannten Doppelkegelbrenner, wie er beispielsweise aus der EP-B1-0 321 809 bekannt ist. Im wesentlichen besteht er aus zwei hohlen, kegelförmigen Teilkörpern 111, 112, die in Strömungsrichtung ineinandergeschachtelt sind. Dabei sind die jeweiligen Mittelachsen 113, 114 der beiden Teilkörper gegeneinander versetzt. Die benachbarten Wandungen der beiden Teilkörper bilden in deren Längserstreckung tangentiale Schlitze 119 für die Verbrennungsluft, die auf diese Weise in das Brennerinnere gelangt. Dort ist eine erste Brennstoffdüse 116 für flüssigen Brennstoff angeordnet. Der Brennstoff wird in einem spitzen Winkel in die Hohlkegel eingedüst. Das entstehende kegelige Brennstoffprofil wird von der tangential einströmenden Verbrennungsluft umschlossen. In axialer Richtung wird die Konzentration des Brennstoffes fortlaufend infolge der Vermischung mit der Verbrennungsluft abgebaut. Im Beispielsfall wird der Brenner ebenfalls mit gasförmigem Brennstoff betrieben. Hierzu sind im Bereich der tangentialen Schlitze 119 in den Wandungen der beiden Teilkörper in Längsrichtung verteilte Gaseinströmöffnungen 117 vorgesehen. Im Gasbetrieb beginnt die Gemischbildung mit der Verbrennungsluft somit bereits in der Zone der Eintrittsschlitze 20. Es versteht sich, dass auf diese Weise auch ein Mischbetrieb mit beiden Brennstoffarten möglich ist.The schematically illustrated
Am Brenneraustritt 118 stellt sich eine möglichst homogene Brennstoffkonzentration über dem beaufschlagten kreisringförmigen Querschnitt ein. Es entsteht am Brenneraustritt eine definierte kalottenförmige Rücksetrömzone, an deren Spitze die Zündung erfolgt. Soweit sind Doppelkegelbrenner aus der eingangs genannten EP-B1-0 321 809 bekannt.At the
Bevor auf den Einbau der neuen Mischvorrichtung in den Hauptbrennern 52 eingegangen wird, wird zunächst der für die Wirkungsweise der Erfindung wesentliche Wirbel-Generator 9 beschrieben.Before going into the installation of the new mixing device in the
In den Figuren 4, 5 und 6 ist der eigentliche Kanal, der von einer mit grossem Pfeil symbolisierten Hauptströmung durchströmt wird, nicht dargestellt. Gemäss diesen Figuren besteht ein Wirbel-Generator im wesentlichen aus drei frei umströmten dreieckigen Flächen. Es sind dies eine Dachfläche 10 und zwei Seitenflächen 11 und 13. In ihrer Längserstreckung verlaufen diese Flächen unter bestimmten Winkeln in Strömungsrichtung.The actual channel, through which a main flow symbolized by a large arrow flows, is not shown in FIGS. 4, 5 and 6. According to these figures, a vortex generator essentially consists of three free-flowing triangular surfaces. These are a
Die Seitenwände des Wirbel-Generators, welche aus rechtwinkligen Dreiecken bestehen, sind mit ihren Längsseiten auf einer Kanalwand 21 fixiert, vorzugsweise gasdicht. Sie sind so orientiert, dass sie an ihren Schmalseiten einen Stoss bilden unter Einschluss eines Pfeilwinkels α. Der Stoss ist als scharfe Verbindungskante 16 ausgeführt und steht senkrecht zu jener Kanalwand 21, mit welcher die Seitenflächen bündig sind. Die beiden den Pfeilwinkel α einschliessenden Seitenflächen 11, 13 sind in Fig. 4 symmetrisch in Form, Grösse und Orientierung und sind beidseitig einer Symmetrieachse 17 angeordnet. Diese Symmetrieachse 17 ist gleichgerichtet wie die Kanalachse.The side walls of the vortex generator, which consist of right-angled triangles, are fixed with their long sides on a
Die Dachfläche 10 liegt mit einer quer zum durchströmten Kanal verlaufenden und sehr schmal ausgebildeten Kante 15 an der gleichen Kanalwand 21 an wie die Seitenwände 11, 13. Ihre längsgerichteten Kanten 12, 14 sind bündig mit den in den Strömungskanal hineinragenden längsgerichteten Kanten der Seitenflächen. Die Dachfläche verläuft unter einem Anstellwinkel Θ zur Kanalwand 21. Ihre Längskanten 12, 14 bilden zusammen mit der Verbindungskante 16 eine Spitze 18.The
Selbstverständlich kann der Wirbel-Generator auch mit einer Bodenfläche versehen sein, mit welcher er auf geeignete Art an der Kanalwand 21 befestigt ist. Eine derartige Bodenfläche steht indes in keinem Zusammenhang mit der Wirkungsweise des Elementes.Of course, the vortex generator can also be provided with a bottom surface with which it is fastened in a suitable manner to the
In Fig. 4 bildet die Verbindungskante 16 der beiden Seitenflächen 11, 13 die stromabwärtige Kante des Wirbel-Generators. Die quer zum durchströmten Kanal verlaufende Kante 15 der Dachfläche 10 ist somit die von der Kanalströmung zuerst beaufschlagte Kante.In Fig. 4, the connecting
Die Wirkungsweise des Wirbel-Generators ist folgende: Beim Umströmen der Kanten 12 und 14 wird die Hauptströmung in ein Paar gegenläufiger Wirbel umgewandelt. Deren Wirbelachsen liegen in der Achse der Hauptströmung. Die Drallzahl und der Ort des Wirbelaufplatzens (vortex break down), sofern letzteres überhaupt gewünscht wird, werden bestimmt durch entsprechende Wahl des Anstellwinkels Θ und des Pfeilwinkels α. Mit steigenden Winkeln wird die Wirbelstärke bzw. die Drallzahl erhöht und der Ort des Wirbelaufplatzens wandert stromaufwärts bis hin in den Bereich des Wirbel-Generators selbst. Je nach Anwendung sind diese beiden Winkel Θ und α durch konstruktive Gegebenheiten und durch den Prozess selbst vorgegeben. Angepasst werden müssen dann nur noch die Länge L des Elementes sowie die Höhe h der Verbindungskante 16 (Fig. 7).The vortex generator works as follows: When flowing around edges 12 and 14, the main flow is converted into a pair of opposing vortices. Their vortex axes lie in the axis of the main flow. The number of swirls and the location of the vortex breakdown (if the latter is desired at all) are determined by appropriate selection of the angle of attack Θ and the arrow angle α. With increasing angles, the vortex strength or the number of swirls is increased and the location of the vortex burst moves upstream into the area of the vortex generator itself. Depending on the application, these two angles Θ and α are predetermined by the structural conditions and by the process itself. Then only the length L of the element and the height h of the connecting
In Fig. 5 ist ein sogenannter halber "Wirbel-Generator" auf der Basis eines Wirbel-Generators nach Fig. 1 gezeigt, bei welchen nur die eine der beiden Seitenflächen des Wirbel-Generators 9a mit dem Pfeilwinkel α/2 versehen ist. Die andere Seitenfläche ist gerade und in Strömungsrichtung ausgerichtet. Im Gegensatz zum symmetrischen Wirbel-Generator wird hier nur ein Wirbel an der gepfeilten Seite erzeugt. Es liegt demnach stromabwärts des Wirbel-Generators kein wirbelneutrales Feld vor, sondern der Strömung wird ein Drall aufgezwungen.FIG. 5 shows a so-called half "vortex generator" based on a vortex generator according to FIG. 1, in which only one of the two side surfaces of the vortex generator 9a is provided with the arrow angle α / 2. The other side surface is straight and oriented in the direction of flow. In contrast to the symmetrical vortex generator, only one vortex is generated on the arrowed side. Accordingly, there is no vortex-neutral field downstream of the vortex generator, but a swirl is forced on the flow.
Im Gegensatz zu Fig. 4 ist in Fig. 6 die scharfe Verbindungskante 16 des Wirbel-Generators 9 jene Stelle, die von der Kanalströmung zuerst beaufschlagt wird. Das Element ist um 180° gedreht. Wie aus der Darstellung erkennbar, haben die beiden gegenläufigen Wirbel ihren Drehsinn geändert.In contrast to FIG. 4, the sharp connecting
Gemäss Fig. 7 sind die Wirbel-Generatoren in einem Kanal 20 eingebaut. In der Regel wird man die Höhe h der Verbindungskante 16 mit der Kanalhöhe H - oder der Höhe des Kanalteils, welchem dem Wirbel-Generator zugeordnet ist - so abstimmen, dass der erzeugte Wirbel unmittelbar stromabwärts des Wirbel-Generators bereits eine solche Grösse erreicht, dass die volle Kanalhöhe H ausgefüllt wird. Dies führt zu einer gleichmässigen Geschwindigkeitsverteilung in dem beaufschlagten Querschnitt. Ein weiteres Kriterium, welches Einfluss auf das zu wählende Verhältnis h/H nehmen kann, ist der Druckabfall, der beim Umströmen des Wirbel-Generators auftritt. Es versteht sich, dass mit grösserem Verhältnis h/H auch der Druckverlustbeiwert ansteigt.7, the vortex generators are installed in a
Im dargestellten Beispiel sind gemäss Fig. 2 vier Wirbel-Generatoren 9 mit Abstand über dem Umfang des Kreisquerschnittes verteilt. Die oben angesprochene Höhe des Kanalteils, welchem dem einzelnen Wirbel-Generator zugeordnet ist, entspricht in diesem Fall dem Kreisradius. Selbstverständlich könnten die vier Wirbel-Generatoren 9 an ihren jeweiligen Wandsegmenten 21 in Umfangsrichtung auch so aneinandergereiht sein, dass keine Zwischenräume an der Kanalwand freigelassen werden. Letzlich ist hier der zu erzeugende Wirbel entscheidend.In the example shown, four
Die Wirbel-Generatoren 9 sind hauptsächlich zum Mischen zweier Strömungen verwendet. Die Hauptströmung in Form von Brennluft attackiert in Pfeilrichtung die quergerichteten Eintrittskanten 15. Die Sekundärströmung in Form eines gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoffs weist einen wesentlich kleineren Massenstrom auf als die Hauptströmung. Sie wird im vorliegenden Fall stromabwärts der Wirbel-Generatoren in die Hauptströmung eingeleitet.The
Gemäss Fig. 1 wird hier der Brennstoff über eine zentrale Brennstofflanze 51 eingedüst, deren Mündung sich stromabwärts der Wirbel-Generatoren befinden. Diese Lanze ist für etwa 10% des Gesamtvolumenstromes durch den Kanal 20 dimensioniert. Dargestellt ist eine Längseindüsung des Brennstoffesin Strömungsrichtung. In diesem Fall entspricht der Eindüsungsimpuls etwa jenem des Hauptströmungsimpulses. Genau so gut könnte eine Querstrahleindüsung vorgesehen werden, wobei der Brennstoffimpuls dann etwa das doppelte desjenigen der Hauptströmung betragen muss.1, the fuel is injected here via a
Der eingedüste Brennstoff wird von den Wirbeln mitgeschleppt und mit der Hauptströmung vermischt. Er folgt dem schraubenförmigen Verlauf der Wirbel und wird stromabwärts der Wirbel in der Kammer gleichmässig feinverteilt. Dadurch reduziert sich die - bei der eingangs erwähnten radialen Eindüsung von Brennstoff in eine unverwirbelte Strömung - Gefahr von Aufprallstrahlen an der gegenüberliegenden Wand und die Bildung von sogenannten "hot spots".The injected fuel is dragged along by the vortices and mixed with the main flow. It follows the helical course of the vortices and is evenly and finely distributed in the chamber downstream of the vortices. This reduces the risk of impinging jets on the opposite wall and the formation of so-called "hot spots" - in the case of the radial injection of fuel into an undisturbed flow mentioned at the beginning.
Da der hauptsächliche Mischprozess in den Wirbeln erfolgt und weitgehend unempfindlich gegen den Eindüsungsimpuls der Sekundärströmung ist, kann die Brennstoffeinspritzung flexibel gehalten werden und an andere Grenzbedingungen angepasst werden. So kann im ganzen Lastbereich der gleiche Eindüsungsimpuls beibehalten werden. Da das Mischen durch die Geometrie der Wirbel-Generatoren bestimmt wird, und nicht durch die Maschinenlast, im Beispielsfall die Gasturbinenleistung, arbeitet der so konfigurierte Brenner auch bei Teillastbedingungen optimal. Der Verbrennungsprozess wird durch Anpassen der Zündverzugszeit des Brennstoffs und Mischzeit der Wirbel optimiert, was eine Minimierung der Emissionen gewährleistet.Since the main mixing process takes place in the vortices and is largely insensitive to the injection pulse of the secondary flow, the fuel injection can be kept flexible and adapted to other boundary conditions. In this way, the same injection pulse can be maintained throughout the load range. Since mixing through the The geometry of the vortex generators is determined, and not by the machine load, in the example the gas turbine output, the burner configured in this way works optimally even under partial load conditions. The combustion process is optimized by adjusting the ignition delay time of the fuel and mixing time of the vortices, which ensures a minimization of emissions.
Desweiteren bewirkt das intensive Vermischen ein gutes Temperaturprofil über dem durchströmten Querschnitt und reduziert überdies die Möglichkeit des Auftretens von thermoakustischer Instabilität. Allein durch ihre Anwesenheit wirken die Wirbel-Generatoren als Dämpfungsmassnahme gegen thermoakustische Schwingungen.Furthermore, the intensive mixing results in a good temperature profile over the cross section through which the flow is flowing and also reduces the possibility of the occurrence of thermoacoustic instability. Due to their presence alone, the vortex generators act as a damping measure against thermoacoustic vibrations.
Um nun ein Rückzünden der Flamme in den Brenner zu vermeiden, wird stromabwärts der Wirbel-Generatoren eine Venturidüse 52 vorgesehen. Diese wird so dimensioniert, dass bei einer Austrittsgeschwindigkeit von etwa 80-150 m/sec die Strömungsgeschwindigkeit im engsten Querschnitt etwa 150-180 m/sec beträgt. Den Abstand des engsten Querschnittes zu den Austrittskanten 16 der Wirbel-Generatoren wird man so wählen, dass die erzeugten Wirbel im engsten Querschnitt bereits voll ausgebildet sind. Der Ort der Brennstoffeinspritzung befindet sich in der Ebene der grössten Einschnürung der Venturidüse.In order to prevent the flame from reigniting in the burner, a
Die Figuren 8 und 9 zeigen in einer Draufsicht eine Ausführungsvariante des Wirbel-Generators und in einer Vorderansicht seine Anordnung in einem kreisförmigen Kanal. Die beiden den Pfeilwinkel α einschliessenden Seitenflächen 11 und 13 weisen eine unterschiedliche Länge auf. Dies bedeutet, dass die Dachfläche 10 mit einer schräg zum durchströmten Kanal verlaufenden Kante 15a an der gleichen Kanalwand anliegt wie die Seitenwände. Über seiner Breite weist der Wirbel-Generator dann selbstverständlich einen unterschiedlichen Anstellwinkel Θ auf. Eine derartige Variante hat die Wirkung, dass Wirbel mit unterschiedlicher Stärke erzeugt werden. Beispielsweise kann damit auf einen der Hauptströmung anhaftenden Drall eingewirkt werden. Oder aber durch die unterschiedlichen Wirbel wird der ursprünglich drallfreien Hauptströmung stromabwärts der Wirbel-Generatoren ein Drall aufgezwungen, wie dies in Fig. 9 angedeutet ist. Eine derartige Konfiguration eignet sich gut als eigenständige, kompakte Brennereinheit. Bei der Verwendung von mehreren solcher Einheiten, beispielsweise in einer Gasturbinen-Ringbrennkammmer, kann der der Hauptströmung aufgezwungene Drall ausgenutzt werden, um das Querzündverhalten der Brennerkonfiguration, z.B. bei Teillast, zu verbessern.FIGS. 8 and 9 show a top view of an embodiment variant of the vortex generator and a front view of its arrangement in a circular channel. The two
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und gezeigten Beispiele beschränkt. Bezüglich der Anordnung der Wirbel-Generatoren im Verbund sind viele Kombinationen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Auch die Einführung der Sekundärströmung in die Hauptströmung kann auf vielfältige Weise vorgenommen werden, beispielsweise nur oder zusätzlich über Wandbohrungen im VenturirohrOf course, the invention is not limited to the examples described and shown. With regard to the arrangement of the vortex generators in the network, many combinations are possible without leaving the scope of the invention. The secondary flow can also be introduced into the main flow in a variety of ways, for example only or additionally via wall bores in the venturi tube
- 9, 9a9, 9a
- Wirbel-GeneratorVortex generator
- 1010th
- DachflächeRoof area
- 1111
- SeitenflächeSide surface
- 1212th
- LängskanteLong edge
- 1313
- SeitenflächeSide surface
- 1414
- LängskanteLong edge
- 1515
- quer verlaufenden Kante von 10transverse edge of 10
- 1616
- VerbindungskanteConnecting edge
- 1717th
- SymmetrielinieLine of symmetry
- 1818th
- Spitzetop
- 20, a20, a
- Kanalchannel
- 21, a,b21, a, b
- KanalwandCanal wall
- ΘΘ
- AnstellwinkelAngle of attack
- α, α/2α, α / 2
- PfeilwinkelArrow angle
- hH
- Höhe von 16Height of 16
- HH
- KanalhöheChannel height
- LL
- Länge des Wirbel-GeneratorsLength of the vortex generator
- 5050
- VenturidüseVenturi nozzle
- 5151
- BrennstofflanzeFuel lance
- 5252
- HauptbrennerMain burner
- 5353
- BrennerwandBrenner wall
- 5454
- HauptbrennerwandMain burner wall
- 100100
- Frontwand der BrennkammerFront wall of the combustion chamber
- 101101
- DoppelkegelbrennerDouble cone burner
- 102102
- LufteintrittAir intake
- 103103
- GehäuseinnereInterior of the housing
- 111111
- TeilkörperPartial body
- 112112
- TeilkörperPartial body
- 113113
- MittelachseCentral axis
- 114114
- MittelachseCentral axis
- 116116
- BrennstoffdüseFuel nozzle
- 117117
- GaseinströmöffnungGas inflow opening
- 118118
- Brenneraustritt = BrennraumBurner outlet = combustion chamber
- 119119
- tangentialer Spalttangential gap
- 120120
- BrennstofflanzeFuel lance
Claims (9)
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
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