EP0021321A2 - Drallbrenner - Google Patents

Drallbrenner Download PDF

Info

Publication number
EP0021321A2
EP0021321A2 EP80103368A EP80103368A EP0021321A2 EP 0021321 A2 EP0021321 A2 EP 0021321A2 EP 80103368 A EP80103368 A EP 80103368A EP 80103368 A EP80103368 A EP 80103368A EP 0021321 A2 EP0021321 A2 EP 0021321A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
swirl
inflow
prechamber
combustion chamber
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP80103368A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0021321A3 (de
Inventor
Hans Dr. Guth
Werner Dipl.-Ing. Hüning
Rudolf Prof.Dr. Jeschar
Otto Dr. Carlowitz
Herbert Dipl-Ing. Wiebe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Publication of EP0021321A2 publication Critical patent/EP0021321A2/de
Publication of EP0021321A3 publication Critical patent/EP0021321A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/006—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for cyclonic combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases

Definitions

  • the present invention relates to a swirl burner which can be used universally and has a control range which makes it possible to obtain optimal combustion and burnout results in the case of widely differing mass flow impacts, the fuels used and the levels of combustible substances in the combustion air.
  • the combustion air and / or the gases to be burned are introduced under such a swirl that a supercritical swirl flow field with peripheral forward and axial backflow is formed in the combustion chamber. Due to the greatly extended flow paths of individual gases Molecules and the increased mixing of the reactants, the likelihood of the reactants meeting each other compared to the combustion in conventional burners is significantly increased and thus the high power density.
  • the setting of optimal flow conditions in the combustion chamber is necessary.
  • the flow conditions are described in particular by the distribution of axial and tangential flow components and their absolute values.
  • the flow conditions in the combustion chamber are determined by the inflow speed and the angle at which the combustion air and / or gases to be burned are introduced into the prechamber upstream of the combustion chamber.
  • FIGS. 1 and 2 Principle sketches of an embodiment of the swirl burner according to the invention are shown in FIGS. 1 and 2.
  • Figure 1 shows a section in a plane containing the burner axis.
  • Figure 2 shows a section A-A of Figure 1.
  • the combustion chamber can consist of heat-resistant inorganic oxidic material. This is particularly advantageous when corrosive gases and / or liquids burned.
  • the corrosive gases can be introduced with the combustion air via the inflow chamber with a swirl, or by supply elements which are optionally provided in the cylindrical passage through the pre-chamber.
  • Corrosive liquids are introduced by means of feed elements provided in the cylindrical passage, preferably with atomization.
  • the combustion chamber can also consist of a double-walled metal cylinder, the combustion air and / or gases to be burned being passed countercurrently through the annular channel formed by the double-walled metal cylinder before being introduced into the inflow chamber, the gases being preheated with cooling of the combustion chamber jacket.
  • the combustion chamber wall can be coated with a coating made of heat-resistant inorganic oxide material, e.g. high-melting enamels, etc., coated.
  • the burner wall can also be provided with catalytic self-cleaning coatings be.
  • Such coatings are known, for example, from the enamel industry for the production of kitchen stoves.
  • the ratio of combustion chamber radius R to combustion chamber length is generally between 0.2 and 0.3.
  • the prechamber as shown in FIG. 1, consists of an upper, cylindrical part with a diameter R 1 of 1 to 1.5 times the combustion chamber diameter R. This is followed by an essentially conically narrowing part towards the combustion chamber , whose radius R A forms the outer annular gap boundary at the point of entry into the combustion chamber.
  • the radius R A at the entrance of the prechamber into the combustion chamber is preferably between 0.5 and 0.7 of the radius R of the combustion chamber.
  • the radius R B of the cylindrical passage through the prechamber for receiving fuel supply, ignition and flame monitoring devices can be approximately 0.4 to 0.6 R A.
  • the inflow chamber with the swirl flaps is attached to the upper cylindrical part of the prechamber.
  • the opening with which the inflow channel formed by the swirl flaps and the upper and lower delimitation of the inflow chamber opens into the prechamber preferably extends over an angular range between 30 and 45 ° of the prechamber jacket.
  • the cross-sectional area of the opening should be approximately the cross-sectional area of the annular gap that defines the passage from the antechamber to the combustion chamber chamber forms, correspond.
  • the length of the swirl flaps in the flow direction should be 1.8 to 2.5 times the width of the inlet opening into the prechamber, so that a direction of flow can form parallel to the swirl flaps at the entry point to the prechamber.
  • An essential component of the swirl burner according to the invention is the novel inflow chamber, which has two swirl flaps which can be rotated in parallelogram fashion about separate axes.
  • the inflow angle of the combustion air and / or gases to be burned into the prechamber is adjusted and at the same time the cross section of the inflow channel is changed in a characteristic manner, so that by adjusting only one manipulated variable, namely the swirl flap angle ⁇ , both the inflow speed and the inflow angle can also be changed characteristically in such a way that optimum flow conditions can be guaranteed in the combustion chamber for an extremely wide control range.
  • FIG. 1 The embodiment of the present invention shown in FIG. 1 represents only the simplest principle. Depending on the task at hand, the invention includes swirl burner a variety of variations.
  • the prechamber can be designed as an annular channel arranged concentrically around the combustion chamber, the combustion chamber and the annular chamber being formed by 2 concentric metal cylinders.
  • the inflow chamber can be at the level of the burner outlet on the outside as an annular channel. trained pre-chamber be attached. It may be expedient to arrange a plurality of inflow chambers or a plurality of swirl flaps which can be adjusted in the manner of a parallelogram on the circumference of the prechamber jacket, so that each inflow channel formed thereby has a correspondingly smaller cross-sectional area.
  • the passage from the pre-chamber to the combustion chamber forming an annular gap can be designed to be re-ignition-proof (e.g. according to DE-OS 2 745 493).
  • a special property of the inflow chamber according to the invention is that it imparts a linearly dependent degree of swirl to the inflowing gas at constant gas throughput as a function of the swirl flap angle ⁇ . This linear dependency makes it easier to set the optimum burner operating point.
  • inflow member according to the invention also make this suitable for a large number of other fields of application in which gases and / or liquids are treated with swirl.
  • a burner according to FIG. 1 with the following dimensions is used:
  • the determined degree of swirl bBE as a function of the swirl flap angle ⁇ is shown in FIG. 3.
  • Hot wire technology (Gas-Wärme-International No. 1 (1977), pages 5 to 12) is used to determine the average velocity profiles in the tangential and axial direction in the combustion chamber over the combustion chamber radius at the measurement plane M shown in FIG. The results are shown in FIGS. 4 to 6. The distance r from the combustion chamber axis is plotted on the abscissa and the average speed obtained in m / s on the ordinate.
  • the course of the axial speed shows positive values in the vicinity of the combustion chamber shell, ie a peripheral forward flow.
  • FIG. 5 shows the axial velocity profiles at a gas mass flow of 600 kg / h as a function of the swirl flap angle ⁇ .
  • FIG. 6 shows the tangential velocity profiles with a constant gas mass flow of 600 kg / h as a function of the swirl flap angle.
  • the speed profiles essentially differ in the different absolute values of the flow component, the characteristic profile profiles again being retained.
  • the speed profiles of FIGS. 4 to 6 were determined by introducing cold air without combustion.
  • the hot wire technology measurement method used does not allow the velocity profiles in the hot torch to be determined.
  • the determined velocity profiles are also characteristic of the hot burner, with only the absolute values of the velocity components changing due to the different volume fulfillment of the gases at higher temperatures. Further changes in the speed profiles can be caused by the additional fuel supply.
  • the optimum speed profile in the combustion chamber for an optimal burnout is determined, as can be seen in FIG. 4, this speed profile can only be verified at a certain gas mass flow at a constant swirl flap angle. If the gas mass flow changes, the optimum profile can be set over a wide range by varying the swirl flap angle, by setting a lower swirl flap angle at a higher mass flow and a larger swirl flap angle at a lower mass flow.
  • the optimal swirl flap angle with constant mass flow also depends on the chemical composition of the burner feed. In particular in the case of exhaust gas combustion, the gases to be burned are different both chemically and in terms of quantity. If the burned exhaust gases are now automatically analyzed continuously, the analysis value can be used for automatic regulation of the swirl flap angle, so that an optimal burnout is achieved for the different gases to be burned.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

Es wird ein Drallbrenner beschrieben, in dem die zu verbrennenden Gase zur Erzeugung des Dralls im wesentlichen tangential einströmen, wobei der Einströmwinkel unter gleichzeitiger Veränderung des Einströmquerschnitts verstellbar ist. Hierzu sind in einer Einströmkammer zwei parallele, am Mantel einer Vorkammer längs je einer Mantellinie der Kammer parallel zur Brennerachse drehbar befestigte Drallklappen vorgesehen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen universell einsetzbaren Drallbrenner mit einem Regelbereich, der es erlaubt, bei stark unterschiedlichen Massenstrombeaufschlagungen, eingesetzten Brennstoffen und Gehalten an brennbaren Stoffen in der Verbrennungsluft jeweils optimale Verbrennungs- und Ausbrandergebnisse zu erhalten.
  • Seit den grundlegenden Arbeiten von Averbuch (s. z.B. V. Averbuch: Beiträge zur Verbrennungstechnik - Fraktionierte Verbrennung, drallüberlagerte Schwingungen-, Supratherm- Combustorenbau, Paris 1973) werden Drallbrenner für Verbrennungsvorgänge mit hoher räumlicher Leistungsdichte eingesetzt. Solche Brenner sind unter dem Begriff "Combuster" bzw. "Pulsocombuster" bekannt geworden.
  • In Combustoren werden die Verbrennungsluft und/oder die zu verbrennenden Gase unter einem solchen Drall eingeführt, daß sich im Verbrennungsraum ein überkritisches Drallströmungsfeld mit peripherer Vorwärts-und axialer Rückströmung ausbildet. Aufgrund der dadurch stark verlängerten Strömungswege einzelner Gasmoleküle und der erhöhten Durchmischung der Reaktionspartner ist die Wahrscheinlichkeit für das Aufeinandertreffen der Reaktionspartner gegenüber der Verbrennung in herkömmlichen Brennern wesentlich erhöht und damit die hohe Leistungsdichte bewirkt.
  • Für die Verbrennungscharakteristik, insbesondere einen optimalen Ausbrand, des Combustors ist die Einstellung optimaler Strömungsverhältnisse im Verbrennungsraum notwendig. Die Strömungsverhältnisse werden insbesondere durch die Verteilung von axialen und tangentialen Strömungskomponenten sowie deren Absolutwerten beschrieben.
  • Bei einem vorgegebenen Combustor sind die Strömungsverhältnisse im Verbrennungsraum durch die Einströmgeschwindigkeit und den Winkel unter dem die Verbrennungsluft und/oder zu verbrennenden Gase in die dem Verbrennungsraum vorgeschaltete Vorkammer eingeleitet werden, bestimmt.
  • In den bekannten Combustoren können daher nur innerhalb eines engen Regelbereichs für den durchgesetzten Massenstrom optimale Verbrennungscharakteristiken gewährleistet werden..Ein größerer Regelbereich wird verlangt, wenn nicht nur unterschiedliche Massenströme durchgesetzt werden, sondern auch chemisch'unterschiedliche Brennstoffe und/oder zu verbrennende Gase verbrannt werden sollen.
  • Es wurde nun ein Drallbrenner gefunden, der diesen großen Regelbereich zur Verfügung stellt.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Drallbrenner, bestehend aus
    • einer zylindrischen Brennkammer (1)
    • einer Vorkammer (2)
    • einer in der Achse der Vorkammer (2) angeordneten zylindrischen Durchführung (3) zur Brennkammer (3) für die Aufnahme von Brennstoffzufuhr-, Zünd- sowie gegebenenfalls Flammenüberwachungseinrichtungen, einer freien Durchtrittsöffnung zwischen Vorkammer (2) und Brennkammer (1) in Form eines konzentrisch um die Durchführung (3) angeordneten Ringspaltes (4) sowie einer außen am Mantel der Vorkammer (2) angebrachten Einströmkammer (5) für die Verbrennungsluft und/oder zu verbrennenden Gase, wobei die Einströmkammer (5) zwei parallele, am Mantel der Vorkammer (2) längs je einer Mantellinie parallel zur Brennerachse drehbar befestigte Drallklappen (6a, 6b) enthält,
    • sodaß ein Einströmkanal (7) gebildet wird, der dem einströmenden Gas einen durch Drehung der Drallklappen (6a, 6b) einstellbaren Einströmwinkel (x) zwischen senkrecht zur Brennerachse (α= 0°) und tangential in die Vorkammer (2) (α ≲ 90°), aufprägt, wobei sich der Qurschnitt des Einströmkanals (7) mit dem Einströmwinkel (.X) proportional cos verändert.
  • Prinzipskizzen einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drallbrenners sind in den Figuren 1 und 2 dargestellt.
  • Figur 1 zeigt einen Schnitt in einer Ebene, die die Brennerachse enthält.
  • Figur 2 zeigt einen Schnitt A-A nach Figur 1.
  • Die in den Figuren angegebenen Ziffern und Buchstaben bezeichnen im Einzelnen:
    Figure imgb0001
  • Der Brennraum kann aus hitzebeständigem anorganischem oxidischem Material bestehen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn korrosive Gase und/oder Flüssigkeiten verbrannt werden. Die korrosiven Gase können mit der Verbrennungsluft über die Einströmkammer unter Drall eingeführt werden, oder durch gegebenenfalls in der zylindrischen Durchführung durch die Vorkammer vorgesehene Zufuhrorgane.
  • Korrosive Flüssigkeiten werden durch in der zylindrischen Durchführung vorgesehene Zufuhrorgane vorzugsweise unter Verdüsung eingeführt..
  • Werden z.B. Schwelgase verbrannt, wird bei einer kramischen Brennerwand die Anbackung von Teer an dieser aufgrund der hohen Temperatur und eines gegebenenfalls katalytischen Selbstreinigungseffektes verhindert.
  • Der Brennraum kann aber auch aus einem doppelwandigen Metallzylinder bestehen, wobei die Verbrennungsluft und/oder zu verbrennenden Gase vor der Einleitung in die Einströmkammer im Gegenstrom durch den durch den doppelwandigen Metallzylinder gebildeten Ringkanal geleitet werden, wobei die Gase unter Kühlung des Brennkammermantels vorerhitzt werden. Dabei kann die Brennkammerwand zur Vermeidung eines Angriffs durch korrosive Gase durch eine Beschichtung aus hitzebeständigem anorganischem oxidischem Material, wie z.B. hochschmelzende Emaillierungen usw., beschichtet sein.
  • Zur Vermeidung der Anbackung von Teer bei der Verbrennung von Schwelgasen kann die Brennerwand ferner mit katalytischen selbstreinigenden Beschichtungen.versehen sein. Solche Beschichtungen sind z.B. aus der Emailindustrie zur Herstellung von Küchenherden bekannt.
  • Das Verhältnis von Brennkammerradius R zu Brennkammerlänge beträgt im allgemeinen zwischen 0,2 und 0,3.
  • Die Vorkammer, besteht, wie in Figur 1 dargestellt, aus einem oberen, zylindrischen Teil mit einem Durchmesser R1 von dem 1- bis 1,5-fachen des Brennraumdurchmessers R. Daran schließt sich ein im wesentlichen sich konisch zur Brennkammer hin verengender Teil an, dessen Radius RA am Eintrittsort in den Brennraum die äußere Ringspaltbegrenzung bildet. Der Radius RA am Eintritt der Vorkammer in die Brennkammer beträgt vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,7 des Radius R der Brennkammer.
  • Der Radius RB der zylindrischen Durchführung durch die Vorkammer zur Aufnahme von Brennstoffzufuhr-, Zünd- und Flammenüberwachungseinrichtungen kann etwa 0,4 bis 0,6 R A betragen.
  • Die Einströmkammer mit den Drallklappen ist am oberen zylindrischen Teil der Vorkammer angebracht. Die Öffnung, mit der der durch die Drallklappen und die obere und untere Begrenzung der Einströmkammer gebildete Einströmkanal in die Vorkammer mündet, erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkelbereich zwischen 30 und 45° des Vorkammermantels. Die Querschnittsfläche der öffnung soll etwa der Querschnittsfläche des Ringspaltes, der den Durchtritt von der Vorkammer zur Brennkammer bildet, entsprechen. Die Länge der Drallklappen in Strömungsrichtung soll das 1,8- bis 2,5-fache der Breite der Eintrittsöffnung in die Vorkammer betragen, so daß sich eine Strömungsrichtung parallel zu den Drallklappen am Eintrittsort zur Vorkammer ausbilden kann.
  • Wesentliches erfindungsgemäßes Bestandteil des Drallbrenners ist die neuartige Einströmkammer, die zwei parallelogrammartig um getrennte Achsen drehbare Drallklappen aufweist. Durch gleichzeitige parallelogrammartige Verdrehung der Drallklappen wird einerseits der Einströmwinkel der Verbrennungsluft und/oder zu verbrennenden Gase in die Vorkammer eingestellt und gleichzeitig der Querschnitt des Einströmkanals in charakteristischer Weise verändert, so daß durch Verstellen nur einer Stellgröße, nämlich des Drallklappenwinkels α, sowohl die Einströmgeschwindigkeit als auch der Einströmwinkel charakteristisch so verändert werden können, daß in der Brennkammer für einen extrem weiten Regelbereich jeweils optimale Strömungsverhältnisse gewährleistet werden können.
  • Die in Figur 1 dargestellte Ausbildung der vorliegenden Erfindung stellt lediglich das einfachste Prinzip dar. Je nach der gestellten Aufgabe umfaßt der erfindungsgemäße Drallbrenner eine Vielzahl von Variationen.
  • Wird z.B. eine Vorwärmung der Verbrennungsluft und/oder der zu verbrennenden Gase verlangt, so kann die Vorkammer als konzentrisch um die Brennkammer angeordneter Ringkanal ausgebildet sein, wobei Brennkammer und Ringkammer durch 2 konzentrische Metallzylinder gebildet werden. Die Einströmkammer kann in diesem Fall in der Höhe des Brenneraustritts außen an der als Ringkanal. ausgebildeten Vorkammer angebracht sein. Dabei kann es zweckmäßig sein, auf dem Umfang des Vorkammermantels mehrere Einströmkammern bzw. mehrere parallelogrammartig verstellbare Drallklappen anzuordnen, so daß jeder dadurch gebildete Einströmkanal eine entsprechend geringere Querschnittsfläche aufweist.
  • Wenn die Verbrennung zumindest zeitweise explosibler Gase verlangt wird, wobei die Gase durch die Einströmkammer eingeführt werden, kann er den Durchgang von der Vorkammer zur Brennkammer bildende Ringspalt rückzündsicher ausgebildet sein (z.B. gemäß. DE-OS 2 745 493).
  • Eine besondere Eigenschaft der erfindungsgemäßen Einströmkammer ist, daß diese dem einströmenden Gas bei konstantem Gasdurchsatz in Abhängigkeit von dem Drallklappenwinkel α einen linear abhängigen Drallgrad aufprägt. Durch diese lineare Abhängigkeit'wird die Einstellung des optimalen Arbeitspunktes des Brenners erleichtert.
  • Die besonderen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Einströmorgans machen dies auch für eine Vielzahl anderer Anwendungsgebiete geeignet, bei denen Gase und/oder Flüssigkeiten unter Drall behandelt werden.
  • Der erfindungsgemäße Brenner wird anhand des nachfolgenden Beispiels näher erläutert.
    • Beispiel
  • Es wird ein Brenner entsprechend Figur 1 mit folgenden Abmessungen eingesetzt:
    Figure imgb0002
    • Versuch 1
  • Abhängigkeit des Drallgrades von dem Drallklappenwinkel α
  • Der Brenner wird mit einem konstanten Gasstrom beaufschlagt und die Geschwindigkeitsprofile im Brennraum mit Hilfe der Hitzdrahttechnik ermittelt. Aus den gewonnenen Daten läßt sich der Drallgrad am Ringspalt zurückrechnen. Der Drallgrad ist definiert als:
    Figure imgb0003
    mit
    • D = Drallstrom um die Ringspaltachse
    • I = Impulsstrom in Richtung Ringspaltachse
    • R' = Geometriekonstante der Dimension Länge (≈ R1).
  • Der ermittelte Drallgrad bBE in Abhängigkeit vom Drallklappenwinkel α ist in Figur 3 dargestellt. Es ergibt sich ein im wesentlichen linearer Verlauf im Bereich α = 20° bis α = 68°. Der Drallklappenwinkel α = 68° entspricht dem Winkel, bei dem die äußere Drallklappe eine Tangentenfläche am Vorkammermantel bildet.
    • Versuch 2
  • Mit Hilfe der Hitzdrahttechnik (Gas-Wärme-International Nr. 1 (1977), Seite 5 bis 12) werden die mittleren Geschwindigkeitsprofile in tangentialer und axialer Richtung in der Brennkammer über den Brennkammerradius in Höhe der in Figur 1 eingezeichneten Meßebene M ermittelt. Die Ergebnisse sind in den Figuren 4 bis 6 dargestellt. Dabei ist auf der Abszisse jeweils der Abstand r von der Brennraumachse aufgetragen und auf der Ordinate die erhaltene mittlere Geschwindigkeit in m/s.
  • Figur 4. zeigt die Tangential- und Axialgeschwindigkeitsprofile in Abhängigkeit von dem Gasmassenstrom m bei einem Drallklappenwinkel α = 27°. Der Verlauf der Axialgeschwindigkeit zeigt positive Werte in der Nähe des Brennkammermantels, d.h. eine periphere Vorwärtsströmung. Die axiale Rückströmung ist durch die negativen Werte der Axialgeschwindigkeitskomponente im Bereich zwischen r = 0 bis 50 charakterisiert. Sowohl die Tangential- als auch die Axialgeschwindigkeitsprofile behalten ihre wesentliche Charakteristik bei unterschiedlichen Massenströmen bei. Lediglich die Absolutwerte verschieben sich.
  • In Figur 5 sind die Axialgeschwindigkeitsprofile bei einem Gasmassenstrom von 600 kg/h in Abhängigkeit vom Drallklappenwinkel α dargestellt.
  • In Figur 6 sind die Tangentialgeschwindigkeitsprofile bei ebenfalls konstantem Gasmassenstrom von 600 kg/h in Abhängigkeit vom Drallklappenwinkel dargestellt. Die Geschwindigkeitsprofile unterscheiden sich im wesentlichen durch die unterschiedlichen Absolutwerte der Strömungskomponente, wobei wieder die charakteristischen Profilverläufe beibehalten worden sind.
  • Es sei noch bemerkt, daß die Geschwindigkeitsprofile der Figuren 4 bis 6 durch Einführen kalter Luft ohne Verbrennung ermittelt wurden. Die angewandte Meßmethode der Hitzdrahttechnik erlaubt keine Ermittlung der Geschwindigkeitsprofile im heißen Brenner. Es ist jedoch davon auszugehen, daß die ermittelten Geschwindigkeitsprofile auch für den heißen Brenner charakteristisch sind, wobei sich lediglich die Absolutwerte der Geschwindigkeitskomponenten infolge der bei höherer Temperatur anderen Volumenerfüllung der Gase-ändern werden. Weitere Änderungen der Geschwindigkeitsprofile können durch die zusätzliche Brennstoffzufuhr bedingt sein.
  • Hat man nun z.B. für ein bestimmtes Brennstoff/Luftgemisch das optimale Geschwindigkeitsprofil im Verbrennungsraum für einen optimalen Ausbrand ermittelt, so kann wie Figur 4 zeigt, dieses Geschwindigkeitsprofil bei konstantem Drallklappenwinkel nur bei einem bestimmten Gasmassenstrom verifiziert werden. Ändert sich der Gasmassenstrom, so kann das optimale Profil durch Variation des Drallklappenwinkels in weiten Bereichen eingestellt werden, indem bei höherem Massenstrom ein geringerer Drallklappenwinkel und bei niedrigerem Massenstrom ein größerer Drallklappenwinkel eingestellt wird. Der optimale Drallklappenwinkel bei konstantem Massenstrom ist ebenfalls abhängig von der chemischen Zusammensetzung der Brennerbeschickung. Insbesondere bei der Abgasverbrennung fallen sowohl chemisch als auch mengenmäßig unterschiedliche zu verbrennende Gase an. Werden die verbrannten Abgase nun automatisch kontinuierlich analysiert, so kann der Analysenwert für eine automatische Regulierung des Drallklappenwinkels eingesetzt werden, so daß für die unterschiedlichen zu verbrennenden Gase jeweils ein optimaler Ausbrand erreicht wird.

Claims (1)

  1. Drallbrenner, bestehend aus
    einer zylindrischen Brennkammer (1)
    einer Vorkammer (2)
    einer in der Achse der Vorkammer (2) angeordneten zylindrischen Durchführung (3) zur Brennkammer (3) für die Aufnahme von Brennstoffzufuhr-, Zünd- sowie gegebenenfalls Flammenüberwachungseinrichtungen, einer freien Durchtrittsöffnung zwischen Vorkammer (2) und Brennkammer (1) in Form eines konzentrisch um die Durchführung (3) angeordneten Ringspaltes (4) sowie einer außen am Mantel der Vorkammer (2) angebrachten Einströmkammer (5) für die Verbrennungsluft und/oder zu verbrennenden Gase, wobei die Einströmkammer (5) zwei parallele, am Mantel der Vorkammer (2) längs je einer Mantellinie parallel zur Brennerachse drehbar befestigte Drallklappen (6a, 6b) enthält,

    sodaß ein Einströmkanal (7) gebildet wird, der dem einströmenden Gas einen durch Drehung der Drallklappen (6a, 6b) einstellbaren Einströmwinkel (x) zwischen senkrecht zur Brennerachse ( α = O° ) und tangential in die Vorkammer (2) (α ≲ 90°) aufprägt, wobei sich der Qurschnitt des Einströmkanals (7) mit dem Einströmwinkel (α) pronortional cos verändert.
EP80103368A 1979-06-27 1980-06-18 Drallbrenner Withdrawn EP0021321A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2925961 1979-06-27
DE19792925961 DE2925961A1 (de) 1979-06-27 1979-06-27 Drallbrenner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0021321A2 true EP0021321A2 (de) 1981-01-07
EP0021321A3 EP0021321A3 (de) 1981-04-15

Family

ID=6074304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP80103368A Withdrawn EP0021321A3 (de) 1979-06-27 1980-06-18 Drallbrenner

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0021321A3 (de)
JP (1) JPS5640013A (de)
DE (1) DE2925961A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2616884A1 (fr) * 1987-06-19 1988-12-23 Air Liquide Procede de traitement d'effluents gazeux provenant de la fabrication de composants electroniques et appareil d'incineration pour sa mise en oeuvre
CN111486459A (zh) * 2019-01-25 2020-08-04 Wte科技有限公司 处理含硫化合物的气态进料的工艺流程

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3813222A1 (de) * 1988-04-20 1989-11-02 Kleinewefers Energie Umwelt Vorrichtung fuer die zufuehrung von abluft und/oder verbrennungsluft zu einem brenner oder einer brennkammer
US7736501B2 (en) 2002-09-19 2010-06-15 Suncor Energy Inc. System and process for concentrating hydrocarbons in a bitumen feed
CA2471048C (en) 2002-09-19 2006-04-25 Suncor Energy Inc. Bituminous froth hydrocarbon cyclone
CA2689021C (en) 2009-12-23 2015-03-03 Thomas Charles Hann Apparatus and method for regulating flow through a pumpbox
CN107314384B (zh) * 2017-08-18 2018-11-30 郑州釜鼎热能技术有限公司 一种处理有机污染物废气的强旋混合与回流稳燃的焚烧炉

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE451189C (de) * 1926-09-17 1927-10-19 Waerme Ausnutzung G M B H Dewa Wirbelstrombrenner fuer Gasfeuerugen u. dgl.
US2515843A (en) * 1945-08-30 1950-07-18 Shell Dev Air register for burners
DE908513C (de) * 1950-11-16 1954-04-05 Bataafsche Petroleum Verbrennungsvorrichtung fuer fluessigen Kraftstoff
DE2319494A1 (de) * 1973-04-17 1974-11-07 Zink Co John Brennkammer fuer fluessige oder gasfoermige brennstoffe
JPS577951Y2 (de) * 1976-09-22 1982-02-16
DE2745493A1 (de) * 1977-10-10 1979-04-19 Bayer Ag Verfahren und vorrichtung zur verbrennung explosibler gase

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2616884A1 (fr) * 1987-06-19 1988-12-23 Air Liquide Procede de traitement d'effluents gazeux provenant de la fabrication de composants electroniques et appareil d'incineration pour sa mise en oeuvre
EP0296944A1 (de) * 1987-06-19 1988-12-28 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Verfahren zur Behandlung von Gasen, die bei der Fabrikation von Elektronik-Bauteilen freikommen, und Verbrennungsvorrichtung für die Durchführung des Verfahrens
US4886444A (en) * 1987-06-19 1989-12-12 L'air Liquide Process for treating gaseous effluents coming from the manufacture of electronic components and incineration apparatus for carrying out said process
CN111486459A (zh) * 2019-01-25 2020-08-04 Wte科技有限公司 处理含硫化合物的气态进料的工艺流程

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5640013A (en) 1981-04-16
DE2925961A1 (de) 1981-01-22
EP0021321A3 (de) 1981-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3124986C2 (de) Strahlrohr-Gasbrenner
DE69203023T2 (de) Brenner für einen Drehrohrofen.
DE2605134C2 (de) Vorrichtung zur Zuführung einer Mischung von Luft und rückgeführtem Rauchgas zu einem Brenner
EP0374423A2 (de) Atmosphärischer Brenner
DE2326302A1 (de) Einrichtung zur kontinuierlichen flammenverbrennung eines druckluft-kraftstoffgemisches
EP0438682A2 (de) Abgassystem mit einem Partikelfilter und einem Regenerierungsbrenner
DE2460740A1 (de) Brennkammer fuer gasturbinentriebwerke
DE4200073A1 (de) Dualer kraftstoff-brenner mit verringertem no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)ausstoss
EP0636836A2 (de) Brenner zum Verbrennen von staubförmigem Brennstoff
DE2122696A1 (de) Brennkammer für eine Gasturbine
DE2926278C2 (de) Verfahren zum Betreiben eines Brenners und Brenner zur Durchführung des Verfahrens
EP0175875B1 (de) Öl- oder Gasbrenner zur Heissgaserzeugung
DE69409075T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Verbrennung
CH626151A5 (de)
EP0021321A2 (de) Drallbrenner
DE3244854A1 (de) Brenner
DE1501833A1 (de) Verfahren zum Erzeugen eines Flammstrahles und Brenner zur Durchfuehrung dieses Verfahrens
DE3923238A1 (de) Feuerung mit einer einrichtung zum rueckfuehren von verbrennungsprodukten
DE3043286C2 (de) Verbrennungseinrichtung zur Verbrennung von Störstoffen in Abgasen
DE2345838A1 (de) Brenner
DE3928214A1 (de) Brenner mit brenngas-rueckfuehrung fuer fliessfaehige brennstoffe
DE2616452B2 (de) Brennkammer
WO1979000468A1 (fr) Bruleur a mazout pour de faibles puissances de chauffage et procede de mise en action
DE2528671C2 (de) Brennkammer für Flüssig- und Gastreibstoffe
DE68924539T2 (de) Verbrennungsvorrichtung.

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19800618

AK Designated contracting states

Designated state(s): BE CH DE FR GB IT NL

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Designated state(s): BE CH DE FR GB IT NL

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Withdrawal date: 19820320

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: HUENING, WERNER, DIPL.-ING.

Inventor name: GUTH, HANS, DR.

Inventor name: WIEBE, HERBERT, DIPL-ING.

Inventor name: JESCHAR, RUDOLF, PROF.DR.

Inventor name: CARLOWITZ, OTTO, DR.