DD203365A1 - AIR-COOLED ROTATION SYMMETRIC COMBUSTION CHAMBER - Google Patents
AIR-COOLED ROTATION SYMMETRIC COMBUSTION CHAMBER Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft thermisch hochbeanspruchte luftgekuehlte rotationssymmetrische Brennkammern mit einem stirnseitig in der Symmetrieachse angeordneten Gas-, Oel- oder Staubbrenner, einer koaxial zur Brennstoffzufuehrung angeordneten Luftzufuehrung und einem lichten Durchmesser, der dem 2,5 bis 4fachen Durchmesser der Verbrennungsluftzufuehrung entspricht. Ziel der Erfindung ist die Erhoehung der Lebensdauer der Brennkammer und die Verringerung des Brennkammervolumens zur Einsparung von Material. Aufgabe der Erfindung ist die bessere Kuehlung der Brennkammerwaende mit relativ geringen Luftmengen. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz in einem Abstand von dem Brenneraustritt, der etwa dem lichten Brennkammerdurchmesser entspricht und dem Bereich des Uebergangs zur Rezirkulationsstroemung und zur dazu entgegengesetzten Rohrstroemung der Rauchgase entspricht, zwei in geringen axialen Abstand voneinander angeordnete Reihen von auf dem Umfang der Brennkammer verteilt angeordneten Lufteintrittsoeffnungen angeordnet sind.The invention relates to thermally highly stressed luftgekuehlte rotationally symmetrical combustion chambers with a frontally arranged in the axis of symmetry gas, oil or Staubbrenner, arranged coaxially to the fuel supply air supply and a clear diameter which corresponds to 2.5 to 4 times the diameter of the combustion air supply. The aim of the invention is the increase in the life of the combustion chamber and the reduction of the combustion chamber volume to save material. The object of the invention is the better cooling of the combustion chamber walls with relatively small amounts of air. According to the invention, the object is achieved by providing two spaced apart axially spaced rows from each other at a distance from the burner outlet corresponding approximately to the clear combustor diameter and corresponding to the region of the recirculation flow passage and the countercurrent flue gas flue Combustion chamber arranged arranged air inlet openings are arranged.
Description
Luftgekühlte rotationssymmetrisohe Brennkammer Anwendungsgebiet der ErfindungAir-cooled rotationally symmetrical combustion chamber Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine thermisch hochbeanspruchte luftgegekiihlte rotationssymmetrische Brennkammer mit einem stirnseitig in der Symmetrieachse angeordneten Gas-, Öl- oder Staubbrenner, einer koaxial,zur Brennstoffzuführung angeordneten Luftzuführung und einem lichten Durchmesser, der dem 2,5 bis 4fachen Durchmesser der Verbrennungsluftzuführung entspricht.The invention relates to a thermally highly stressed luftgegekiihlte rotationally symmetrical combustion chamber with a front side arranged in the axis of symmetry gas, oil or dust burner, a coaxial, arranged for fuel supply air supply and a clear diameter which corresponds to 2.5 to 4 times the diameter of the combustion air supply.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Die feuerfeste Auskleidung thermisch hochbelasteter Brennkammern (DE-AS 1 812 405) unterliegt durch die sich einstellenden hohen Temperaturen sehr starkem Verschleiß. Bei Kalt- bzw. Kühlluftzuführung an der brennerseitigen Stirnwand oder in deren unmittelbaren Nähe wird die Flamme im Ansatz derart beeinflußt, daß es zur Unterkühlung des Flammenansatzes oder der Randzone der Flamme führt, die mindestens in bestimmten Laststufen zur Verschlechterung des Ausbrandwertes und bei heizölgefeuerten Anlagen zum Austreten von unverbrannten Brennstoff führt. Durch die Strömungsverhältnisse im brennernahen Bereich wird eine Kühlung der feuerfesten Auskleidung nur wirksam, wenn relativ große Luftmengen in die Brennkammer geleitet werden und die radiale Erstreokung der Brennkammer im Verhältnis zum Durchmesser der Luftzuführung groß ist. Es ist auch bereits bekannt, die Brennkammerwände von außen zu kühlen. In der DE-AS 1 033 357 ist eine Brennkammer beschrie-The refractory lining of highly thermally stressed combustion chambers (DE-AS 1 812 405) is subject to very high wear due to the high temperatures that occur. When cold or cooling air supply to the burner-side end wall or in the immediate vicinity of the flame in the approach is affected so that it leads to hypothermia of the flame approach or the edge zone of the flame, the at least in certain load levels to deterioration of the burnout and burn-fired systems for Leakage of unburned fuel results. Due to the flow conditions in the vicinity of the burner, cooling of the refractory lining is only effective if relatively large amounts of air are conducted into the combustion chamber and the radial Erstreikung of the combustion chamber in relation to the diameter of the air supply is large. It is also already known to cool the combustion chamber walls from the outside. DE-AS 1 033 357 describes a combustion chamber.
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ben, deren Verbrennungsraum von einer becherförmigen Wand aus feuerfesten Material umgeben ist. An einer Stirnseite der becherförmigen Brennkammer sind ein Luftkasten und eine Brennstoffzuführung angeordnet. Die Brennkammerwand ist von einem ringförmigen Kühlkanal umgeben, in den vom Luftkasten aus eine Zwischenwand ragt. Die Verbrennungsluft strömt an der Außenseite der Zwischenwand bis zum vorderen Ende des KUhlkanals und an deren Innenseite in den Luftkasten zurück und tritt durch eine koaxial zur Brennstoffzuführung angeordnete Luftzuführung in den Verbrennungsraum ein. Obwohl die gesamte Verbrennungsluft zur Kühlung der Brennkammerwandung herangezogen wird, ist sie an der gefährdeten inneren landoberfläche nur wenig wirksam.ben whose combustion chamber is surrounded by a cup-shaped wall of refractory material. On an end face of the cup-shaped combustion chamber, an air box and a fuel supply are arranged. The combustion chamber wall is surrounded by an annular cooling channel, projects into the air box from an intermediate wall. The combustion air flows back to the outside of the intermediate wall to the front end of the cooling channel and on the inside in the air box and enters through a coaxial with the fuel supply arranged air supply into the combustion chamber. Although the entire combustion air is used for cooling the combustion chamber wall, it is only slightly effective on the vulnerable inner land surface.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Lebensdauer der Brennkammer, ohne den Wirkungsgrad der Verbrennung negativ zu beeinflussen und die Verringerung des Brennkammervolumens zur Einsparung von Material.The aim of the invention is to increase the life of the combustion chamber without adversely affecting the efficiency of combustion and the reduction of the combustion chamber volume to save material.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, mit relativ geringen Luftmengen eine ausreichende Kühlung der Brennkammerwände zu gewährleisten. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Abstand von dem Brenneraustritt, der etwa dem lichten Brennkaramerdurchmesser entspricht und dem Bereich des Übergangs zur Rezirkulationsströmung und zur dazu entgegengesetzten Rohrströmung der Rauchgase bildet, zwei in geringen axialen Abstand voneinander angeordnete Reihen von auf dem Umfang der Brennkammer verteilt angeordneten Lufteintrittsöffnungen angeordnet sind. Mit dor sich bei Brennkammern, deren lichter Durchmesser dem 2,5 bis 4fachen Durchmesser der Luftzuführung entspricht, an der Flammenaußenkontur bildenden äußeren Rückströmung der Flammen und Rauchgase strömt die Kühlluft entlang der Brennkammerwand, wird dabei aufgeheizt und vermischt sich mit den Rauchgasen, bis sie vom Freistrahl der Flamme ange-The object of the invention is to ensure a sufficient cooling of the combustion chamber walls with relatively small amounts of air. According to the invention, the object is achieved in that at a distance from the burner outlet, which corresponds approximately to the light Brennkaramerdurchmesser and forms the region of transition to the recirculation flow and the opposite pipe flow of the flue gases, arranged at a small axial distance from each other rows of on the circumference of Combustion chamber distributed arranged air inlet openings are arranged. With dor themselves in combustion chambers whose diameters equal to 2.5 to 4 times the diameter of the air supply, forming on the flame outer contour outer backflow of the flames and flue gases, the cooling air flows along the combustion chamber wall, is heated and mixed with the flue gases until they are from Free jet of the flame
saugt wird und an der Verbrennung teilnimmt. Im brennerfernen Teil der Brennkammer bildet sion zunehmend eine Rohrströmung der Flammen und Rauchgase aus, mit der Kühlluft, unterstützt durch den Viskositätsunterschied, als Kühlfilm entlang der Brennkammerwand strömt. Unter Ausnutzung der aerodynamischen Strömungen an der Flamme wird folglioh mit geringen Luftmengen eine sehr wirksame Kühlung der Brennkammerwand erreicht. In Weiterbildung der Erfindung ist die Brennkammer geometrisch in zwei den Bereichen der Rezirkulatlons- und der Rohrströmung entsprechende Abschnitte unterteilt. Die Strömung der Kühlluft in Wandnähe zum Brenneraustritt und in entgegengesetzter Richtung wird dadurch unterstützt. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Brennkammer den Strömungsbereiohen entsprechende zylindrische Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers auf, die in noch weiterer Ausbildung der Erfindung mit einer umlaufenden, in den Brennraum vorspringenden Stufe versehen ist, in der Lufteintrittsoffnungen angeordnet sind, die in Wandnähe abweohselnd in den Abschnitt kleineren und größeren Durchmessers und parallel zur Brennkammerwand münden. Schließlich ist eine zylindrische Brennkammer zweckmäßigerweise mittels einer umlaufenden in den Brennraum vorspringenden Stufe in zwei den Strömungsbereichen entsprechende Abschnitte unterteilt.sucks and takes part in the combustion. In the burner-remote part of the combustion chamber sion increasingly forms a pipe flow of the flames and flue gases, with the cooling air, supported by the difference in viscosity, as a cooling film along the combustion chamber wall flows. By exploiting the aerodynamic currents at the flame, a very effective cooling of the combustion chamber wall is achieved with low amounts of air. In a further development of the invention, the combustion chamber is geometrically divided into two sections corresponding to the regions of the recirculation and the pipe flow. The flow of cooling air near the wall to the burner outlet and in the opposite direction is supported. In an advantageous embodiment of the invention, the combustion chamber the Strömungsbereiohen corresponding cylindrical sections of different diameters, which is provided in still another embodiment of the invention with a circumferential, projecting into the combustion chamber stage are arranged in the Lufteintrittsoffnungen, the wall in the vicinity zufohselnd in the smaller section and larger diameter and parallel to the combustion chamber wall. Finally, a cylindrical combustion chamber is expediently divided into two sections corresponding to the flow regions by means of a peripheral step projecting into the combustion chamber.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:
Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine Brennkammer, Fig. 2: die Einzelheit "xM in veränderter Ausführung,1: a longitudinal section through a combustion chamber, Fig. 2: the detail "x M in a modified design,
Fig. 3: die Einzelheit Mx" für Brennkammern mit Abschnitten gleichen Durchmessers,3 shows the detail M x "for combustion chambers with sections of the same diameter,
Fig. 4: die Einzelheit "x" für Brennkammern mit Abschnitten gleichen Durchmessers in veränderter AusführungFig. 4: the detail "x" for combustion chambers with sections of the same diameter in a modified design
An einer im wesentlichen aus einem Mantel 1 und einer feuer-At a substantially of a jacket 1 and a fire
festen Auskleidung 2 bestehenden Brennkammer 3 ist stirnseitig ein Brenner 4 mit einer Brennerlanze 5 und einer Verbrennungsluftzuführung 6 angeordnet. Der Innenraum der Brennkammer 3 steht unter einem geringen Unterdruck, der von einem Saugzug erzeugt wird» Die Brennkammer 3 weist zwei zylindrische Abschnitte 8; 9 unterschiedlichen Durchmessers auf, die durch eine in den Brennraum vorspringende Stufe 10 voneinander getrennt sind. Der zylindrische Abschnitt 8 umfaßt den Bereich der Brennkammer 3, in de,m sich an der Flammenaußenkontur 11 in Brennernähe eine äußere Ruckströ'mung 12 von Flammen und Rauchgasen einstellt, während im brennerfernen zylindrischen Abschnitt 9 der Brennkammer 3 sich mit der Entfernung vom Brennermund zunehmend eine Rohrströmung einstellt. In der Stufe sind Öffnungen 13 angebracht, die in Wandnähe abwechselnd in den Brennkammerabschnitt'kleineren und größeren Durchmessers münden und deren Mündungen etwa parallel zur feuerfesten Auskleidung 2 und zur Brennkammerachse gerichtet sind. Die in den brennernahen Abschnitt 8 kleineren Durchmessers eintretende Kühlluft 14 strömt unter Ausnutzung der Rezirkulation der Rauchgase in Wandnähe entgegengesetzt zur HauptStrömungsrichtung der Flammen und Rauchgase und bildet einen die feuerfeste Auskleidung 2 schützenden Kühlluftschleier. Im brennerfernen Abschnitt 9 der Brennkammer 3 bildet sich eine Rohrströmung in der Hauptströmungsrichtung aus. Kühlluft 14 strömt in Richtung der Rohrströmung entlang der Brennkammerwand. Der große Unterschied in der kinematischen Zähigkeit der Rauchgase und der Kühlluft 14 verzögert deren Vermischung. Die feuerfeste Auskleidung 2 der Brennkammer 3 wird folglich mit relativ geringen Mengen von Kühlluft 14 gegen Überhitzung geschützt. In den Fig. 2 bis 4 sind unterschiedlich ausgebildete KühlluftZuführungen dargestellt. In Fig. 2 sind zwischen den zylindrischen Abschnitten 8; 9 unterschiedlichen Durchmessers Formsteine 15 angeordnet, die mit der Brennkammerwand Schlitze 16 für den Eintritt von Kühlluft bilden. Die Formsteine 15 weisen eine Kappe 17 zur Umlenkung der Kühlluft parallel zur Brennkammerwand auf. Nach Fig. 3 ist die Brennkammer 3 durch feuerfeste Steine 18, die mit der BrennkammerY?and Schlitze für den Kühllufteintritt bilden, in zwei Abschnitte 8; 9 gleichen Durchmessers unterteilt. Die Kühlluft wird von einemfixed lining 2 existing combustion chamber 3, a burner 4 is arranged with a burner lance 5 and a combustion air supply 6 frontally. The interior of the combustion chamber 3 is under a slight negative pressure, which is generated by a induced draft »The combustion chamber 3 has two cylindrical sections 8; 9 different diameter, which are separated by a projecting into the combustion chamber stage 10. The cylindrical portion 8 includes the area of the combustion chamber 3, in which an external jerk 12 of flames and flue gases adjusts itself to the flame outer contour 11 in the vicinity of the burner, while in the burner-remote cylindrical portion 9 the combustion chamber 3 increases with distance from the burner mouth sets a pipe flow. In the stage openings 13 are mounted, which open in the wall alternately into the Brennkammerabschnitt'kleineren and larger diameter and whose mouths are directed approximately parallel to the refractory lining 2 and the combustion chamber axis. The cooling air 14 entering the burner near section 8 of smaller diameter flows by utilizing the recirculation of the flue gases near the wall opposite to the main flow direction of the flames and flue gases and forms a cooling air curtain protecting the refractory lining 2. In the burner-remote section 9 of the combustion chamber 3, a pipe flow is formed in the main flow direction. Cooling air 14 flows in the direction of the pipe flow along the combustion chamber wall. The big difference in the kinematic viscosity of the flue gases and the cooling air 14 delays their mixing. The refractory lining 2 of the combustion chamber 3 is thus protected with relatively small amounts of cooling air 14 against overheating. In Figs. 2 to 4 differently shaped KühlluftZuführungen are shown. In Fig. 2 are between the cylindrical portions 8; 9 different diameter shaped blocks 15 which form with the combustion chamber wall slots 16 for the entry of cooling air. The molded blocks 15 have a cap 17 for deflecting the cooling air parallel to the combustion chamber wall. According to FIG. 3, the combustion chamber 3 is divided into two sections 8 by refractory bricks 18, which with the combustion chamber 5 and slots for the cooling air inlet. Divided 9 equal diameter. The cooling air is from a
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Lüfter 19 einem Luftkanal 20 zugeführt, der am Umfang der Brennkammer 3 angeordnet ist. Fig. 4 zeigt eine Kühlluftzuführung für eine Brennkammer 3 mit Abschnitten 8; 9 gleichen Durchmessers» Formsteine 21 "bilden mit der Brennkammer wand Schlitze 22 zur Kühlluftzufuhr und weisen Kappen 23 zur Umlenkung der Kühlluft auf.Fan 19 an air duct 20 supplied, which is arranged on the circumference of the combustion chamber 3. Fig. 4 shows a cooling air supply for a combustion chamber 3 with sections 8; 9 same diameter "blocks 21" form with the combustion chamber wall slots 22 for cooling air supply and have caps 23 for the deflection of the cooling air.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD23748882A DD203365A1 (en) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | AIR-COOLED ROTATION SYMMETRIC COMBUSTION CHAMBER |
Applications Claiming Priority (1)
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| DD23748882A DD203365A1 (en) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | AIR-COOLED ROTATION SYMMETRIC COMBUSTION CHAMBER |
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| DD203365A1 true DD203365A1 (en) | 1983-10-19 |
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ID=5536762
Family Applications (1)
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| DD23748882A DD203365A1 (en) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | AIR-COOLED ROTATION SYMMETRIC COMBUSTION CHAMBER |
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| DD (1) | DD203365A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0143510A1 (en) * | 1983-08-08 | 1985-06-05 | Inc. Aqua-Chem | Bio-mass suspension burner |
| EP0408171A1 (en) * | 1989-04-28 | 1991-01-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Burner tile assembly |
-
1982
- 1982-02-18 DD DD23748882A patent/DD203365A1/en not_active IP Right Cessation
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| EP0143510A1 (en) * | 1983-08-08 | 1985-06-05 | Inc. Aqua-Chem | Bio-mass suspension burner |
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Legal Events
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