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DE19527453A1 - Pre-mixing burner with integrated pre-mixing path - has nozzle located directly downstream of swirl generators at the periphery of the pre-mixing path - Google Patents

Pre-mixing burner with integrated pre-mixing path - has nozzle located directly downstream of swirl generators at the periphery of the pre-mixing path

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Publication number
DE19527453A1
DE19527453A1 DE1995127453 DE19527453A DE19527453A1 DE 19527453 A1 DE19527453 A1 DE 19527453A1 DE 1995127453 DE1995127453 DE 1995127453 DE 19527453 A DE19527453 A DE 19527453A DE 19527453 A1 DE19527453 A1 DE 19527453A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
burner
fuel
nozzle
premix
premix burner
Prior art date
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Application number
DE1995127453
Other languages
German (de)
Other versions
DE19527453B4 (en
Inventor
Robin Mcmillan
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.)
GE Vernova GmbH
Original Assignee
ABB Management AG
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Publication date
Application filed by ABB Management AG filed Critical ABB Management AG
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Publication of DE19527453A1 publication Critical patent/DE19527453A1/en
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Publication of DE19527453B4 publication Critical patent/DE19527453B4/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

At the start of the pre-mixing path (34) is centrally located a fuel lance (30). Axially symmetrical swirls of the fuel-air mixture (4) round the burner axis (5) are formed by several, adjacent swirl generators (31) at the periphery of the pre-mixing path. Directly downstream of the swirl generators is fitted a nozzle (38), in order to extend the pre-mixing path, pref. of Venturi type. The burner may contain an additional, radial fuel system. The section of the axial air flow inlet may be adjustable, e.g. by axial movement of the fuel lance.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft einen Vormischbrenner mit integrierter Vormischstrecke, wobei am Beginn der Vormischstrecke zentral eine Brennstofflanze angeordnet ist und mittels Wirbelerzeu­ ger in der Vormischstrecke axialsymmetrische Wirbel des Brennstoff-Luft-Gemisches um die Brennerachse gebildet wer­ den.The invention relates to a premix burner with an integrated Premixing section, central at the beginning of the premixing section a fuel lance is arranged and by means of vortex generators ger in the premixing section axially symmetrical vortex of Fuel-air mixture formed around the burner axis the.

Stand der TechnikState of the art

Zur Zeit werden Low-NOx-Vormischbrenner für Gasturbinen ein­ gesetzt, deren Schadstoffemissionswerte bei unter 25 ppm NOx bei 15% Sauerstoff liegen. Ein weiteres dauerhaftes und sig­ nifikantes Absenken der NOx-Emissionen, z. B. auf Werte unter 9 ppm bei 15% O₂, durch Veränderungen der Betriebsbedingungen ist wegen der auftretenden Probleme bezüglich Flammenstabili­ tät, Pulsation und der immer höheren Verbrennungstemperaturen nicht möglich.Low NOx premix burners are currently being used for gas turbines set, whose pollutant emission values at less than 25 ppm NOx are 15% oxygen. Another permanent and sig significant reduction in NOx emissions, e.g. B. to values below 9 ppm at 15% O₂ due to changes in operating conditions is because of problems with flame stabilization action, pulsation and the ever higher combustion temperatures not possible.

Die Einmischung von Brennstoff in eine in einem Vormischkanal strömende Luftströmung erfolgt in der Regel durch radiale Eindüsung des Brennstoffs in den Kanal mittels Querstrahlmi­ scher. Da der Impuls des Brennstoffes aber sehr gering ist, wird eine nahezu vollständige Durchmischung erst nach einer relativ langen Strecke erreicht.The mixing of fuel into one in a premix channel flowing air flow is usually radial Injection of fuel into the channel using a cross-jet medium shear. However, since the momentum of the fuel is very low,  is an almost complete mixing only after a reached relatively long distance.

Bekannt sind auch die Anwendung von Venturimischern und die Eindüsung des Brennstoffes über Gitteranordnungen, sowie das Eindüsen vor besonderen Drallkörpern.The use of venturi mixers and the Injection of the fuel via grid arrangements, as well as that Injection in front of special swirl bodies.

Die auf der Basis von Querstrahlen oder Schichtströmungen ar­ beitenden Vorrichtungen benötigen entweder sehr lange Misch­ strecken oder hohe Einspritzimpulse. Bei Vormischung unter hohem Druck und unterstöchiometrischen Mischverhältnissen be­ steht die Gefahr von Rückschlagen der Flamme oder gar von Selbstzündung des Gemisches. Strömungsablösungen und Totwas­ serzonen im Vormischrohr, dicke Grenzschichten an den Wandun­ gen oder eventuell extreme Geschwindigkeitsprofile über dem durchströmten Querschnitt können die Ursache für Selbstzün­ dung im Kanal sein oder Pfade bilden, über die die Flamme aus der stromab liegenden Verbrennungszone in den Vormischkanal zurückschlagen kann. Der Geometrie der Vormischstrecke muß daher höchste Beachtung geschenkt werden.The ar based on cross beams or stratified flows Processing devices either require very long mixing stretch or high injection pulses. With premix under high pressure and substoichiometric mixing ratios there is a risk of the flame kicking back or even of Auto-ignition of the mixture. Flow separations and dead water water zones in the premix pipe, thick boundary layers on the walls or extreme speed profiles above the Cross-flow area can cause auto-ignition dung in the channel or form paths over which the flame spreads the downstream combustion zone into the premix channel can strike back. The geometry of the premixing section must therefore, the highest attention should be paid.

Aus DE 43 16 474 A1 ist ein Vormischbrenner bekannt, der aus einem Drallerzeuger und einer sich daran anschließenden Ven­ turidüse besteht. Der Drallerzeuger dient dabei der Verwirb­ lung der Verbrennungsluft. Im konvergenten Teil der Venturi­ düse erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, bis sie an der Engstelle ihren höchsten Wert hat. An dieser Eng­ stelle erfolgt dann die Einmischung des Brennstoffes. Die Art und Weise der Brennstoffeinmischung, z. B. gegensinniges oder gleichsinniges Eindüsen im Vergleich zur Wirbelrichtung der zuströmenden Verbrennungsluft, hängt von den Eigenschaften (Flammengeschwindigkeit, Heizwert) des zugeführten Brennstof­ fes ab. Die Vormischstrecke des Brenners liegt dann im diver­ genten Teil der Venturidüse, wobei die Mischung von Brenn­ stoff und Verbrennungsluft vor Erreichen der Flammenzone ab­ geschlossen ist. From DE 43 16 474 A1 a premix burner is known which consists of a swirl generator and a connected Ven turi nozzle exists. The swirl generator is used for intermingling combustion air. In the convergent part of the Venturi nozzle increases the flow rate of air until it has its highest value at the bottleneck. At this narrow then the fuel is mixed in. The Art and manner of fuel mixing, e.g. B. opposite or injection in the same direction compared to the direction of the vortex incoming combustion air depends on the properties (Flame speed, calorific value) of the supplied fuel fes off. The pre-mixing section of the burner is then in the diver Gentent part of the Venturi nozzle, the mixture of Brenn material and combustion air before reaching the flame zone closed is.  

Als flammenhaltende Brenner können die Vormischbrenner der Doppelkegelbauart bezeichnet werden. Derartige Doppelkegel­ brenner sind beispielsweise aus der EP 0 321 809 B1 bekannt. Sie bestehen aus zwei hohlen Teilkegelkörpern, deren Längs­ symmetrieachsen versetzt zueinander verlaufen, und weisen tangentiale Lufteintrittsspalten für die vom Verdichter her­ anströmende Verbrennungsluft auf. Im Inneren des Brenners (Kegelspitze) ist eine Brennstoffdüse für flüssigen Brenn­ stoff angeordnet, durch die der Brennstoff in einem spitzen Winkel in die Hohlkegel eingedüst wird. Das entstehende kege­ lige Brennstoffprofil wird von der tangential eintretenden Verbrennungsluft umschlossen, wobei in axialer Richtung die Konzentration des Brennstoffes infolge der Vermischung mit der Verbrennungsluft ständig abnimmt. Der Vormischbrenner kann auch mit gasförmigem Brennstoff bzw. im Mischbetrieb be­ trieben werden. Dabei wird bereits in den Eintrittsspalten der Luft über gleichmäßig verteilte Injektordüsen der gas­ förmige Brennstoff in die Verbrennungsluft eingedüst.The premix burners of the Double cone design can be called. Such a double cone Burners are known for example from EP 0 321 809 B1. They consist of two hollow partial cone bodies, the longitudinal of which axes of symmetry are offset from one another and point tangential air inlet gaps for those from the compressor incoming combustion air. Inside the burner (Cone tip) is a fuel nozzle for liquid burning fabric arranged through which the fuel in a pointed Angle is injected into the hollow cone. The emerging kege current fuel profile is from the tangentially entering Combustion air enclosed, the in the axial direction Concentration of fuel due to mixing with the combustion air decreases continuously. The premix burner can also be with gaseous fuel or in mixed operation be driven. It is already in the entry columns the air through evenly distributed gas injector nozzles shaped fuel injected into the combustion air.

Um eine verläßliche Zündung des Gemisches am Ausgang des Brenners und einen genügenden Ausbrand zu erzielen, ist eine innige Mischung des Brennstoffes mit der Luft erforderlich. Im Innenraum des Doppelkegelbrenners entstehen durch die Art der Eindüsung axial ausgerichtete Wirbel des Brennstoff-Luft- Gemisches. Wenn die Wirbelzahl einen kritischen Wert erreicht hat, erfolgt der Vortex Breakdown (Aufplatzen der Wirbel) und es bildet sich stromab des Brennerausganges eine stabile Flammenfront.To ensure reliable ignition of the mixture at the exit of the Achieving burners and sufficient burnout is one an intimate mixture of fuel and air is required. In the interior of the double-cone burner arise from the art the injection of axially aligned vortices of the fuel-air Mixture. When the vortex number reaches a critical value the vortex breakdown (bursting of the vertebrae) and it forms a stable downstream of the burner outlet Flame front.

Die NOx-Werte sind dabei umso niedriger, je besser das Niveau der Brennstoff-Luft-Vormischung ist. Eine "perfekte" Vormi­ schung ist der Schlüssel dafür, daß bei hohen Flammentempe­ raturen sehr niedrige Stickoxidemissionen erreicht werden. The better the level, the lower the NOx values is the fuel-air premix. A "perfect" Vormi is the key to ensuring that at high flame temperatures very low nitrogen oxide emissions can be achieved.  

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Erfindung versucht, die bekannten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Vormischbrenner mit zumindestens annähernd rota­ tionssymmetrischem Vormischkanal, welcher Wirbelerzeuger aufweist, die axial ausgerichtete Wirbel der Brennstoff-Luft- Strömung erzeugen, die Vormischung gegenüber dem bisher be­ kannten Stand der Technik zu verbessern und dadurch die NOx- Emissionen weiter beträchtlich zu senken.The invention tries to overcome the known disadvantages of the prior art of technology to eliminate. It is based on the task in a premix burner with at least approximately rota tion-symmetrical premixing channel, which vortex generator has the axially aligned vortex of the fuel-air Generate flow, the premix compared to the previously be known state of the art and thereby improve the NOx To further reduce emissions significantly.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Vormischbrenner gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch erreicht, daß stromab der Wirbelerzeuger eine Düse angeordnet ist.According to the invention, this is according to a premix burner Preamble of claim 1 achieved in that a nozzle is arranged downstream of the vortex generator.

Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, daß die Vormischstrecke des Brenners verlängert wird und da­ durch die Vormischung von Brennstoff und Verbrennungsluft auf einem höheren Niveau vonstatten gehen kann, was zu einer sig­ nifikanten Senkung der NOx-Emissionswerte führt.The advantages of the invention include that the premixing section of the burner is extended and there through the premixing of fuel and combustion air can go to a higher level, resulting in a sig significant reduction in NOx emissions.

Es ist vorteilhaft, wenn die Düse eine Venturidüse ist. Durch den sich an den konvergenten Teil der Düse anschließenden divergenten Teil wird eine äußere Eckenrezirkulation der Strömung verhindert. Dadurch wird sichergestellt, daß die Wirbelenergie zur Ausbildung der Rezirkulationszone benutzt wird und die Flammenstabilität hoch ist.It is advantageous if the nozzle is a Venturi nozzle. By which adjoins the convergent part of the nozzle divergent part becomes an outer corner recirculation of the Flow prevented. This ensures that the Vortex energy used to form the recirculation zone and the flame stability is high.

Es ist besonders zweckmäßig, wenn der Vormischbrenner neben dem axialen Brennstoffsystem auch noch ein radiales Brenn­ stoffsystem aufweist. Durch die Teilung des Brennstoffs in einen axialen und einen radialen Strom ist es möglich, das Vormischungsniveau zu verändern. Einerseits kann bei Vollast­ betrieb der Gasturbine eine optimale Vormischung und damit geringe NOx-Emissionswerte erreicht werden, andererseits wird bei Teillastbetrieb durch Senkung der Vormischqualität eine erhöhte Flammenstabilität erzielt.It is particularly useful if the premix burner is next to it radial fueling for the axial fuel system has material system. By dividing the fuel into an axial and a radial flow, it is possible that To change premix level. On the one hand, at full load operation of the gas turbine an optimal premixing and thus low NOx emission values can be achieved, on the other hand  in partial load operation by lowering the premix quality increased flame stability achieved.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Gebiet des axialen Strö­ mungseintritts veränderbar ist, beispielsweise durch eine axiale Bewegung einer beweglichen zentralen Brennstofflanze. Durch Veränderung des Einlaßgebietes kann der Massenfluss beeinflußt werden und eine ungewollte Strömungsablösung wird verhindert. Außerdem ist der Ort, an dem der Vortex Break­ down stattfindet, von der Größe der axialen Luftströmung ab­ hängig und somit gezielt einstellbar.It is also advantageous if the area of the axial flow Entry entry is changeable, for example by a axial movement of a movable central fuel lance. By changing the inlet area, the mass flow can be influenced and an unwanted flow separation prevented. It is also the place where the Vortex Break down takes place, depending on the size of the axial air flow dependent and thus specifically adjustable.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn der Vormischbrenner nach dem Doppelkegelprinzip arbeitet mit im wesentlichen zwei hohlen, kegelförmigen, in Strömungsrichtung ineinanderge­ schachtelten Teilkörpern, deren jeweilige Mittelachsen gegen­ einander versetzt sind, wobei die benachbarten Wandungen der beiden Teilkörper in deren Längserstreckung tangentiale Kanä­ le für die Verbrennungsluft bilden, und wobei im Bereich der tangentialen Lufteintrittsspalte in den Wandungen der beiden Teilkörper in Längsrichtung verteilte Gaseinströmöffnungen vorgesehen sind und eine zentrale Brennstofflanze für weite­ ren Brennstoff im Anfangsteil des Brenners angeordnet ist.Finally, it is advantageous if the premix burner works according to the double cone principle with essentially two hollow, conical, intermeshed in the direction of flow nested partial bodies, their respective central axes against are offset from one another, the adjacent walls of the two partial bodies in their longitudinal extension tangential Kanä form le for the combustion air, and being in the range of tangential air inlet gaps in the walls of the two Partial body gas inlet openings distributed in the longitudinal direction are provided and a central fuel lance for wide Ren fuel is arranged in the initial part of the burner.

Es ist zweckmäßig, wenn die Düse über einen Adapter an den Brenner anschließbar ist, wobei der Adapter die beiden, in ihren Mittelpunkten nicht zusammenfallenden halbkreisförmigen Flächen des Doppelkegelbrenners am Brennerausgang in eine kreisförmige Fläche am Düseneingang überführt, deren Radius kleiner ist als der Innenradius der Teilkegelkörper und wobei der Neigungswinkel α des Adapters dem durchschnittlichen Strömungswinkel entspricht, so daß Strömungsablösung verhin­ dert wird. Durch Einsatz des Adapters wird die Strömung prob­ lemlos in die Düse geführt.It is useful if the nozzle is connected to the adapter Burner is connectable, the adapter, the two, in their centers not coincident semicircular Surfaces of the double cone burner at the burner outlet into one transferred circular area at the nozzle entrance, its radius is smaller than the inner radius of the partial cone body and where the angle of inclination α of the adapter is the average Flow angle corresponds, so that flow separation prevents is changed. By using the adapter, the flow is prob led into the nozzle.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing shown schematically.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt eines erfindungsgemäßen Vormischbrenners; FIG. 1 is a partial longitudinal section of a premix burner according to the invention;

Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene II-II in Fig. 1; Figure 2 is a section in the plane II-II in Fig. 1.

Fig. 3 einen Teillängsschnitt eines erfindungsgemäßen Vormischbrenners mit Venturidüse; Fig. 3 is a partial longitudinal section of a premix burner according to the invention with venturi;

Fig. 4 die Abhängigkeit der Wirbelanzahl von der axialen Länge eines Vormischbrenners nach Fig. 3; Fig. 4 shows the dependence of the swirl number of the axial length of a premix burner according to Fig. 3;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Vormisch­ brenners der Dopppelkegelbauart; Fig. 5 is a perspective view of a premix burner of the double cone type;

Fig. 6 einen Schnitt in der Ebene VI-VI in Fig. 5; Fig. 6 is a section in the plane VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 einen Schnitt in der Ebene VII-VII in Fig. 5; Fig. 7 is a section in the plane VII-VII in Fig. 5;

Fig. 8 einen Schnitt in der Ebene VIII-VIII in Fig. 5; Fig. 8 is a section in the plane VIII-VIII in Fig. 5;

Fig. 9 einen Teillängsschnitt des Doppelkegelbrenners mit Venturidüse; Fig. 9 is a partial longitudinal section of the double-cone burner with Venturi tube;

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung des Doppelkegel­ brenners mit Veturidüse; Fig. 10 is a perspective view of the double-cone burner with Veturi nozzle;

Fig. 11 einen Teilquerschnitt des Adapters; FIG. 11 is a partial cross section of the adapter;

Fig. 12 eine schematische perspektivische Darstellung des an die Düse angeschlossenen Adapterstückes. Fig. 12 is a schematic perspective view of the adapter piece connected to the nozzle.

Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentli­ chen Elemente gezeigt. Die Strömungsrichtung der Arbeitsmit­ tel ist mit Pfeilen bezeichnet.It is only essential for understanding the invention Chen elements shown. The direction of flow of the work tel is indicated by arrows.

Weg zur Ausführung der ErfindungWay of carrying out the invention

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie­ len und der Fig. 1-9 näher erläutert. In the following, the invention is explained in more detail using exemplary embodiments and FIGS. 1-9.

In den Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vormischbrenners dargestellt. Der Vor­ mischbrenner ist beispielsweise für den Betrieb einer Brenn­ kammer 18 in einer Gasturbinenanlage einsetzbar. Er ist rota­ tionssymmetrisch ausgebildet und besteht gemäß des in Fig. 1 dargestellten Teillängsschnittes im wesentlichen aus einer beweglich angeordnete Brennstofflanze 30, die axiale Öffnun­ gen 31 für den gasförmigen Brennstoff 32 aufweist und aus stromab der Brennstofflanze 30 angeordneten radialen Wirbel­ erzeugern 33, welche axialsymmetrische Wirbel der Verbren­ nungsluft 15 und des gasförmigen Brennstoffes 13 um die Bren­ nerachse 5 im Vormischkanal 34 bilden, sowie einer sich daran anschließenden Düse 38.In Figs. 1 and 2, a first embodiment of the premix burner according to the invention. Before the mixing burner is used for example for the operation of a combustion chamber 18 in a gas turbine system. It is rota formed tion symmetrical and is in accordance with the partial longitudinal section shown in FIG. 1 essentially consists of a movably arranged fuel lance 30, the axial outlets, to 31 comprising the gaseous fuel 32 and out of the fuel lance downstream 30 arranged radial vortex generators 33, which axially symmetrical vortex the combus- tion air 15 and the gaseous fuel 13 around the Bren nerachse 5 form in the premixing channel 34 , and an adjoining nozzle 38th

Die Verbrennungsluft 15 wird in einem hier nicht dargestell­ ten Verdichter verdichtet. Ein Teil der Verbrennungsluft strömt über ein Plenum 35 als axiale Luftströmung in den Vor­ mischkanal 34. Das Einlaßgebiet 36 der axialen Luftströmung und damit der Massenfluss der einströmenden Luft 15 ist durch eine axiale Bewegung der Brennstofflanze 30 veränderbar. Das Einlaßgebiet 36 und die Brennstofflanze 30 müssen so aufein­ ander abgestimmt werden, daß eine Strömungsablösung verhin­ dert wird.The combustion air 15 is compressed in a compressor not shown here. Part of the combustion air flows through a plenum 35 as an axial air flow into the pre-mixing duct 34 . The inlet area 36 of the axial air flow and thus the mass flow of the inflowing air 15 can be changed by an axial movement of the fuel lance 30 . The inlet region 36 and the fuel lance 30 must be matched to one another so that flow separation is prevented.

Durch Veränderung der axialen Luftströmung 15 wird das Niveau des Wirbels, der am stromabwärtigen Ende des Wirbelerzeugers 33 entsteht, verändert. Das erlaubt eine Anpassung der Wirbel auf unterschiedliche Betriebsbedingungen. Auf diese Weise kann die Position des Vortex Breakdown-Gebietes und damit die Flammenposition beeinflußt werden bzw. kann dadurch die Flammenstabilität erhöht werden, wenn es zur Pulsation kommt.By changing the axial air flow 15 , the level of the vortex that arises at the downstream end of the vortex generator 33 is changed. This allows the vertebrae to be adapted to different operating conditions. In this way, the position of the vortex breakdown area and thus the flame position can be influenced or the flame stability can be increased if there is a pulsation.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Wirbelerzeuger 33 in der Ebene II-II, aus dem die radiale Luftzuführung und ra­ diale Eintrittsöffnungen 37 für gasförmigen Brennstoff, sowie die konzentrisch um die Brennerachse 5 sich ausbildenden Wir­ bel des Brennstoff-Luft-Gemisches 4 gut erkennbar sind. Nicht dargestellt sind die Zufuhrleitungen des radialen Brennstoff- bzw. Luftsystems. Das Aufsplitten des Brennstoffes in einen axialen und einen radialen Strom erlaubt eine Veränderung des Vormischniveaus. So kann einerseits eine optimale Vormischung erreicht werden, wenn niedrige Emissionswerte gefordert wer­ den, d. h. bei voller Turbinenlast, andererseits kann durch eine Senkung der Mischungsqualität eine erhöhte Flammenstabi­ lität bei niedriger Gasturbinenlast erzielt werden. Fig. 2 shows a cross section through the vortex generator 33 in the plane II-II, from which the radial air supply and ra diale inlet openings 37 for gaseous fuel, and the concentrically formed around the burner axis 5 we bel the fuel-air mixture 4 well are recognizable. The supply lines of the radial fuel or air system are not shown. Splitting the fuel into an axial and a radial flow allows a change in the premix level. On the one hand, optimal premixing can be achieved when low emission values are required, ie at full turbine load, and on the other hand, by reducing the quality of the mixture, increased flame stability can be achieved with low gas turbine load.

Das Kernstück der Erfindung ist die sich unmittelbar an die Wirbelerzeuger 33 anschließende Düse 38. In diesem konver­ genten Teil der Düse 38 wird die axiale Komponente der Wirbel vergrößert, so daß sich die Wirbelanzahl verringert. Das führt zu einer zusätzlichen Vormischlänge Δl, was sich wie­ derum in einer verbesserten Mischungsqualität und letztlich geringeren NOx-Emissionen des Brenners ausdrückt.The centerpiece of the invention is the nozzle 38 which directly adjoins the vortex generator 33 . In this convergent part of the nozzle 38 , the axial component of the vortex is increased so that the number of vertebrae is reduced. This leads to an additional premix length Δl, which in turn is expressed in an improved mixture quality and ultimately lower NOx emissions from the burner.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es unterscheidet sich von dem in den Fig. 1 und 2 dargestell­ ten Ausführungsbeispiel nur dadurch, daß die sich an die Wir­ belerzeuger 33 anschließende Düse 38 eine Venturidüse ist. Der als Diffusor wirkende zweite Teil der Venturidüse redu­ ziert die axiale Komponente der Brennstoff-Luft-Strömung, was zu einer Erhöhung der Wirbelanzahl führt, bis die kritische Wirbelzahl erreicht ist und der Vortex Breakdown, also ein Aufplatzen des Wirbels, erfolgt. Die kontrollierte Expansion, die durch den zweiten Teil der Venturidüse ermöglicht wird, verhindert jegliche äußere Eckenrezirkulation und sichert damit, daß die Wirbelenergie zur Ausbildung der zentralen Rezirkulationszone benutzt wird. Fig. 3 shows a further embodiment of the invention. It differs from the embodiment shown in FIGS . 1 and 2 only in that the adjoining the wire generator 33 We nozzle 38 is a Venturi nozzle. The second part of the Venturi nozzle, which acts as a diffuser, reduces the axial component of the fuel-air flow, which leads to an increase in the number of vortices until the critical number of vortices is reached and the vortex breakdown, i.e. the vortices burst. The controlled expansion that is made possible by the second part of the Venturi nozzle prevents any external corner recirculation and thus ensures that the vortex energy is used to form the central recirculation zone.

Fig. 4 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit der Wirbelan­ zahl W von der axialen Länge 1 des Brenners. Die Wirbelanzahl W steigt vom axialen Einlaß 36 (Punkt A) bis zum stromabwär­ tigen Ende der radialen Wirbelerzeuger 33 (Punkt B) an, sinkt bis zum Erreichen der Engstelle der Venturidüse (Punkt C) ab und steigt stromab, d. h. mit zunehmender axialer Länge 1 des Brenners wieder an, bis im Punkt D (Position des Vortex Breakdowns 6) die kritische Wirbelzahl Wkrit, oberhalb der die Wirbel aufplatzen, erreicht wird. Fig. 4 shows in a diagram the dependence of the number of Wirbelan W on the axial length 1 of the burner. The number of vortices W increases from the axial inlet 36 (point A) to the downstream end of the radial vortex generator 33 (point B), decreases until the venturi nozzle reaches its narrow point (point C) and rises downstream, ie with increasing axial length 1 of the burner again until the critical vortex number W crit above which the vortex bursts is reached in point D (position of the vortex breakdown 6 ).

Gleichzeitig ist aus dem in Fig. 4 dargestellten Diagramm die Abhängigkeit der Wirbelanzahl W und damit die Abhängigkeit der Stelle des Vortex Breakdowns 6 von der Größe der axialen Luftströmung zu entnehmen. Wird die Brennstofflanze 30 axial in Strömungsrichtung verschoben, so verringert sich im Ver­ gleich zur Normalposition der Lanze 30 die in den Brenner eintretende axiale Luftströmung, da das axiale Eintrittsge­ biet 36 verkleinert wird. Das führt dazu, daß die kritische Wirbelzahl Wkrit bereits nach Durchströmen einer geringeren axialen Länge l bei D′ erreicht wird. Andererseits führt eine axiale Verschiebung der Brennstofflanze 30 in eine Richtung, welche der Strömungsrichtung entgegengesetzt ist, dazu, daß aufgrund der stärkeren axialen Luftströmung (vergrößertes Eintrittsgebiet 36) die kritische Wirbelzahl Wkrit erst nach Durchströmen einer größeren axialen Länge l bei D′′ erreicht wird.At the same time, the dependence of the number of vortices W and thus the dependence of the location of the vortex breakdown 6 on the size of the axial air flow can be seen from the diagram shown in FIG. 4. If the fuel lance 30 moved axially in the direction of flow, so 30 is reduced in comparison to the normal is equal to the position of the lance entering into the burner axial air flow, since the axial Eintrittsge Bidding is reduced 36th The result is that the critical vortex number W crit is already reached after flowing through a smaller axial length l at D '. On the other hand, an axial displacement of the fuel lance 30 in a direction opposite to the direction of flow leads to the fact that, due to the stronger axial air flow (enlarged inlet area 36 ), the critical vortex number W crit is only reached after flowing through a greater axial length l at D '' .

In den Fig. 5 bis 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel an­ hand eines Doppelkegelbrenners dargestellt, dessen prinzi­ pieller Aufbau in EP 0 321 908 B1 beschrieben ist.In Figs. 5 to 9, another embodiment of handle is shown a double-cone burner, the Prinzi pieller construction is described in EP 0321908 B1.

Zum besseren Verständnis des Brenneraufbaus ist es vorteil­ haft, wenn gleichzeitig Fig. 5 und die darin ersichtlichen Schnitte nach den Fig. 6 bis 8 herangezogen werden.For a better understanding of the burner structure, it is advantageous if, at the same time, FIG. 5 and the sections shown in FIGS . 6 to 8 are used.

Fig. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung den Doppelkegel­ brenner mit integrierter Vormischzone. Die beiden Teilkegel­ körper 1, 2 sind bezüglich ihrer Längseachsen 1b, 2b radial versetzt zueinander angeordnet. Dadurch entstehen auf beiden Seiten der Teilkegelkörper 1, 2 in entgegengesetzter Einströmungsanordnung jeweils tangentiale Lufteintritts­ schlitze 19, 20, durch welche die Verbrennungsluft 15 in den Innenraum 14 des Brenners, d. h. in den von den beiden Teilke­ gelkörpern 1, 2 gebildeten Kegelhohlraum strömt. Die Teilke­ gelkörper 1, 2 erweitern sich geradlinig in Strömungsrich­ tung, d. h. sie weisen einen konstanten Winkel mit der Bren­ nerachse 5 auf. Die beiden Teilkegelkörper 1, 2 haben je einen zylindrischen Anfangsteil 1a, 2a, welche ebenfalls ver­ setzt verlaufen. In diesem zylindrischen Anfangsteil 1a, 2a befindet sich eine Düse 3, durch die flüssiger Brennstoff 12 in einem spitzen Winkel in den Innenraum 14 des Brenners ein­ gedüst wird. Das entstehende kegelige Brennstoffprofil wird von der tangential eintretenden Verbrennungsluft 15 umschlos­ sen, wobei in axialer Richtung die Konzentration des Brenn­ stoffes 12 infolge der Vermischung mit der Verbrennungsluft 15 ständig abnimmt. Fig. 5 shows a perspective view of the double-cone burner with integrated premixing zone. The two partial cone bodies 1 , 2 are arranged radially offset from one another with respect to their longitudinal axes 1 b, 2 b. This creates on both sides of the partial cone body 1 , 2 in the opposite inflow arrangement each tangential air inlet slots 19 , 20 through which the combustion air 15 flows into the interior 14 of the burner, ie in the cone cavity formed by the two Teilke gel bodies 1 , 2 . The Teilke gel body 1 , 2 expand rectilinearly in the flow direction, ie they have a constant angle with the Bren ner axis 5 . The two partial cone bodies 1 , 2 each have a cylindrical initial part 1 a, 2 a, which also runs ver sets. In this cylindrical initial part 1 a, 2 a there is a nozzle 3 through which liquid fuel 12 is injected at an acute angle into the interior 14 of the burner. The resulting tapered fuel profile is enclosed by the tangentially entering combustion air 15 , the concentration of the fuel 12 in the axial direction constantly decreasing as a result of mixing with the combustion air 15 .

Selbstverständlich kann der Brenner auch ohne zylindrischen Anfangsteil, also rein kegelig ausgeführt sein.Of course, the burner can also be without a cylindrical one Initial part, so be made purely conical.

Die beiden Teilkegelkörper 1, 2 weisen längs der Luftein­ trittsschlitze 19, 20 je eine Brennstoffzuleitung 8, 9 auf, welche längsseitig mit Öffnungen 17 versehen sind, durch wel­ che ein weiterer, gasförmiger Brennstoff 13 strömt. Dieser Brennstoff 13 wird der durch die tangentialen Lufteintritts­ schlitze 19, 20 in den Brennerinnenraum strömenden Verbren­ nungsluft 15 zugemischt, was durch die Pfeile 16 dargestellt wird. Ein Mischbetrieb des Brenners über die Düse 3 und die Brennstoffzuführungen 8, 9 ist möglich.The two partial cone bodies 1 , 2 have along the air inlet slots 19 , 20 each have a fuel feed line 8 , 9 , which are provided on the longitudinal side with openings 17 through which another gaseous fuel 13 flows. This fuel 13 is the slots through the tangential air inlet slots 19 , 20 in the burner interior combustion air 15 mixed, which is shown by the arrows 16 . Mixed operation of the burner via the nozzle 3 and the fuel feeds 8 , 9 is possible.

Brennraumseitig ist eine Frontplatte 10 angeordnet mit Öff­ nungen 11, durch welche bei Bedarf Verdünnungsluft oder Kühl­ luft dem Brennraum 22 zugeführt werden. Darüber hinaus sorgt diese Luftzuführung dafür, daß eine Flammenstabilisierung am Ausgang des Brenners stattfindet. Dort stellt sich eine sta­ bile Flammenfront 7 mit einer Rückströmzone 6 ein. On the combustion chamber side, a front plate 10 is arranged with openings 11 through which, if necessary, dilution air or cooling air can be supplied to the combustion chamber 22 . In addition, this air supply ensures that flame stabilization takes place at the outlet of the burner. There is a sta ble flame front 7 with a backflow zone 6 .

Aus den Fig. 6 bis 8 ist die Anordnung von Leitblechen 21a, 21b zu entnehmen. Diese können beispielsweise um einen Dreh­ punkt 23 geöffnet oder geschlossen werden, so daß dadurch die ursprüngliche Spaltgröße der tangentialen Lufteintritts­ schlitze 19, 20 verändert wird. Selbstverständlich kann der Brenner auch ohne diese Leitbleche 21a, 21b betrieben werden. Soweit ist der Doppelkegelbrenner bekannt.The arrangement of guide plates 21 a, 21 b can be seen from FIGS . 6 to 8. These can be opened or closed, for example, about a pivot point 23 , so that the original gap size of the tangential air inlet slots 19 , 20 is changed. Of course, the burner can also be operated without these baffles 21 a, 21 b. So far the double cone burner is known.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist erfindungsgemäß am abströ­ mungsseitigen Ende des bekannten Doppelkegelbrenners, der hier als Wirbelerzeuger 33 wirkt, welcher axialsymmetrische Wirbel um die Brennerachse 5 bildet und ein Brennstoff-Luft- Gemisch zur Erzeugung einer gut verankerten Vormischflamme zur Verfügung stellt, eine Venturidüse 38 angeordnet. Der konvergente Teil der Düse 38 ist so gestaltet, daß die axiale Komponente der Strömung erhöht wird, was zu einer Re­ duktion der Wirbelanzahl und damit zu einer Verzögerung des Auftretens des Vortex Breakdowns führt. Damit wird die Vor­ mischlänge des Brennstoff-Luft-Gemisches um den Betrag Δl verlängert.As shown in FIG. 9, according to the invention, at the outflow end of the known double-cone burner, which acts here as vortex generator 33 , which forms axially symmetrical vortexes around the burner axis 5 and provides a fuel-air mixture for generating a well-anchored premixing flame, a Venturi nozzle 38 arranged. The convergent part of the nozzle 38 is designed so that the axial component of the flow is increased, which leads to a reduction in the number of vortices and thus to a delay in the occurrence of the vortex breakdown. The length of the fuel-air mixture is lengthened by the amount Δl.

Die Düse 38 muß im Design so konzipiert werden, daß eine Strömungsablösung an den Brennerwänden verhindert wird und die Länge der vergrößerten Vormischstrecke auf einem minima­ len Wert gehalten wird. Letzteres basiert auf Emissionserfor­ dernissen, um die Verschlechterung der Wirbel infolge von Reibungsverlusten zu reduzieren. Der zweite, divergente Teil der Venturidüse dient dazu, einen kontrollierten Vortex Breakdown zu ermöglichen. Die Erweiterung der Düse führt zur Verhinderung einer äußeren Rezirkulation, welche die Festig­ keit der zentralen Rezirkulationszone und die Flammenstabili­ tät reduzieren würde. Weiterhin wird durch die Erweiterung der Düse 38 ein großer Geschwindigkeitsgradient zwischen den Venturi-Wänden und dem Vortex Breakdown hervorgerufen, wo­ durch Rückschlagprobleme und eventuell vorhandene Wandküh­ lungserfordernisse reduzieren werden. Das exakte Profil der Venturidüse 38 wird bestimmt von der Art des Wirbelerzeugers, den Emissions- und Vormischerfordernissen, den Druckverlust­ erfordernissen, den Anforderungen an die Flammenstabilität und den Strömungsablösungsproblemen an der Wand.The nozzle 38 must be designed in such a way that flow separation on the burner walls is prevented and the length of the enlarged premixing section is kept to a minimum. The latter is based on emission requirements to reduce the deterioration of the vortices due to friction losses. The second, divergent part of the Venturi nozzle serves to enable a controlled vortex breakdown. The expansion of the nozzle leads to the prevention of external recirculation, which would reduce the strength of the central recirculation zone and the flame stability. Furthermore, the expansion of the nozzle 38 causes a large speed gradient between the venturi walls and the vortex breakdown, where kickback problems and any existing wall cooling requirements are reduced. The exact profile of the venturi 38 is determined by the type of vortex generator, the emissions and premix requirements, the pressure drop requirements, the flame stability requirements and the flow separation problems on the wall.

Aus der perspektivischen Darstellung des Doppelkegelbrenners in Fig. 10 ist das Adapterstück 39 gut erkennbar, welches nötig ist, um die Düse 38 an den Doppelkegelbrenner "anzu­ schliessen", d. h. die beiden Achsen 1b, 2b müssen zusammen­ gebracht werden, so daß am strömungsabwärtigen Ende (Aus­ tritt) des Adapters 39 bzw. am Eintritt in die Düse 38 eine kreisförmige Fläche entsteht.From the perspective view of the double cone burner in Fig. 10, the adapter piece 39 is clearly visible, which is necessary to "close" the nozzle 38 to the double cone burner, that is, the two axes 1 b, 2 b must be brought together so that on downstream end (from occurs) of the adapter 39 or at the entry into the nozzle 38 a circular surface is formed.

Fig. 11 und Fig. 12 zeigen den Adapter 39 genauer. Der Innen­ radius Ri der beiden Teilkegelkörper 1, 2 ist dabei größer als der Austrittsradius Raa des Adapters 39. Die Höhe h und die Größe des Winkels α des Adapters 39 sind von der Ein­ trittsform in den Adapter 39 abhängig. Der Winkel α ent­ spricht dem durchschnittlichen Strömungswinkel, so daß keine Ablösung auftreten kann. Im abgebildeten Beispiel beträgt α 25°. Die durchströmbare freie Fläche des Adapters 39 verrin­ gert sich in Richtung vom Eintritt bis zum Austritt des Adap­ ters 39, daher wird auch hier und nicht erst in der eigentli­ chen Düse 38 die Strömung beschleunigt. Fig. 11 and Fig. 12 show the adapter 39 in more detail. The inner radius R i of the two partial cone bodies 1 , 2 is larger than the exit radius R aa of the adapter 39 . The height h and the size of the angle α of the adapter 39 are dependent on the entry form in the adapter 39 . The angle α speaks to the average flow angle, so that no separation can occur. In the example shown, α is 25 °. The flow-through free surface of the adapter 39 verrin Gert in the direction from inlet to outlet of the Adap ters 39, therefore, is here and will not accelerate the flow only in the eigentli chen nozzle 38th

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die hier ge­ zeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Geometrie der Düse kann in ihrer einfachsten Form ein einfaches Rohr sein bis hin zu einer sich stark verengender/erweiternder Venturi­ düse mit maximalen Winkeln, die vom Druck, den Wirbelverlu­ sten und der Strömungsablösung begrenzt werden. Die konkret Länge der Düse ist flexibel und hängt von den Brennererfor­ dernissen ab.Of course, the invention is not based on the ge here showed embodiments limited. The geometry of the In its simplest form, the nozzle can be a simple tube up to a strongly narrowing / expanding venturi nozzle with maximum angles from the pressure, the vortex loss and the flow separation are limited. The concrete The length of the nozzle is flexible and depends on the burner shape from.

BezugszeichenlisteReference list

1, 2 Teilkegelkörper
1a, 2a zylindrischer Anfangsteil
1b, 2b Längssymmetrieachsen
3 Düse
4 Brennstoff-Luft-Gemisch
5 Brennerachse
6 Rückströmzone (Vortex Breakdown)
7 Flammenfront
8, 9 Brennstoffzuleitungen
10 Frontplatte
11 Öffnungen in der Frontplatte
12 flüssiger Brennstoff
13 gasförmiger Brennstoff
14 Innenraum des Brenners
15 Verbrennungsluftstrom
16 Eindüsung Brennstoff
17 Öffnungen
18 Brennkammer
19, 20 tangentiale Lufteintrittsschlitze
21a, 21b Leitblech
22 Brennraum abströmseitig des Brenners
23 Drehpunkt
30 Brennstofflanze
31 axiale Öffnungen
32 gasförmiger Brennstoff
33 Wirbelerzeuger (radiale Wirbel, axialsymmetrisch)
34 Vormischkanal, Vormischstrecke
35 Plenum
36 axiales Lufteinlaßgebiet
37 radiale Eintrittsöffnungen für Brennstoff
38 Düse
39 Adapter
1 axiale Länge
Δl zusätzliche Vormischlänge
Ri Innenradius von Pos. 1, 2 am Brennerausgang
Rad Austrittsradius von Pos. 38
Raa Austrittsradius von Pos. 39 bzw. Eintrittsradius von Pos. 38
h Höhe von Pos. 39
α Neigungswinkel von Pos. 39, der dem durchschnittli­ chen Strömungswinkel entspricht
A Position des axialen Einlasses in den Brenner
B stromabwärtiges Ende von Pos. 33
C Engstelle der Venturidüse
D, D′, D′′ Position des Vortex Breakdown
W Wirbelanzahl
Wkrit kritische Wirbelanzahl
1 , 2 partial cone bodies
1 a, 2 a cylindrical initial part
1 b, 2 b longitudinal symmetry axes
3 nozzle
4 Fuel-air mixture
5 burner axis
6 backflow zone (vortex breakdown)
7 flame front
8 , 9 fuel supply lines
10 front panel
11 openings in the front panel
12 liquid fuel
13 gaseous fuel
14 Burner interior
15 Combustion air flow
16 Fuel injection
17 openings
18 combustion chamber
19 , 20 tangential air inlet slots
21 a, 21 b baffle
22 combustion chamber downstream of the burner
23 pivot point
30 fuel lance
31 axial openings
32 gaseous fuel
33 vortices (radial vortices, axially symmetrical)
34 premixing channel, premixing section
35 plenary
36 axial air inlet area
37 radial fuel inlets
38 nozzle
39 adapters
1 axial length
Δl additional premix length
R i inner radius of items 1 , 2 at the burner outlet
R ad exit radius of item 38
R aa exit radius from item 39 or entry radius from item 38
h Height of item 39
α angle of inclination of item 39 , which corresponds to the average flow angle
A Position of the axial inlet in the burner
B downstream end of item 33
C Constriction of the venturi nozzle
D, D ′, D ′ ′ position of the vortex breakdown
W number of eddies
W crit critical number of vertebrae

Claims (6)

1. Vormischbrenner mit integrierter Vormischstrecke (34), wobei am Beginn der Vormischstrecke (34) zentral eine Brennstofflanze (30) angeordnet ist und mittels mehrerer über den Umfang der durchströmten Vormischstrecke (34) nebeneinander angeordneter Wirbelerzeuger (33) in der Vormischstrecke (34) axialsymmetrische Wirbel des Brenn­ stoff-Luft-Gemisches (4) um die Brennerachse (5) gebil­ det werden, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar stromab der Wirbelerzeuger (33) zwecks Verlängerung der Vormischstrecke (34) eine Düse (38) angeordnet ist.1. premix burner with integrated premixing section ( 34 ), a fuel lance ( 30 ) being arranged centrally at the beginning of the premixing section ( 34 ) and by means of a plurality of vortex generators ( 33 ) arranged alongside one another over the circumference of the premixing section ( 34 ) in the premixing section ( 34 ) Axially symmetrical vortices of the fuel-air mixture ( 4 ) are formed about the burner axis ( 5 ), characterized in that a nozzle ( 38 ) is arranged immediately downstream of the vortex generator ( 33 ) for the purpose of extending the premixing section ( 34 ). 2. Vormischbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (38) eine Venturidüse ist.2. Premix burner according to claim 1, characterized in that the nozzle ( 38 ) is a Venturi nozzle. 3. Vormischbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vormischbrenner zusätzlich ein radia­ les Brennstoffsystem aufweist.3. premix burner according to claim 1 or 2, characterized records that the premix burner also has a radia les fuel system. 4. Vormischbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebiet des axialen Luftströmungseinlasses (36) veränderbar ist, insbesondere durch axiale Bewegung der Brennstofflanze (30).4. premix burner according to claim 1, characterized in that the area of the axial air flow inlet ( 36 ) is variable, in particular by axial movement of the fuel lance ( 30 ). 5. Vormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Vormischbrenner nach dem Doppelkegelprinzip arbeitet mit im wesentlichen zwei hohlen, kegelförmigen, in Strömungsrichtung ineinander­ geschachtelten Teilkörpern (1, 2), deren jeweilige Mit­ telachsen (1b, 2b) gegeneinander versetzt sind, wobei die benachbarten Wandungen der beiden Teilkörper (1, 2) in deren Längserstreckung tangentiale Kanäle (19, 20) für die Verbrennungsluft (15) bilden, und wobei im Be­ reich der tangentialen Lufteintrittsspalte (19, 20) in den Wandungen der beiden Teilkörper (1, 2) in Längsrich­ tung verteilte Gaseinströmöffnungen (17) vorgesehen sind und eine zentrale Brennstofflanze (30) für weiteren Brennstoff im Anfangsteil des Brenners angeordnet ist.5. premix burner according to one of claims 1 to 4, characterized in that the premix burner works according to the double-cone principle with essentially two hollow, conical, in the flow direction nested partial bodies ( 1 , 2 ), the respective with tel axes ( 1 b, 2 b) are offset from one another, the adjacent walls of the two partial bodies ( 1 , 2 ) forming tangential channels ( 19 , 20 ) for the combustion air ( 15 ) in their longitudinal extent, and wherein in the area of the tangential air inlet gaps ( 19 , 20 ) in the walls of the two partial bodies ( 1 , 2 ) in the longitudinal direction direction gas inlet openings ( 17 ) are provided and a central fuel lance ( 30 ) for further fuel is arranged in the initial part of the burner. 6. Vormischbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (38) über einen Adapter (39) an den Bren­ ner anschließbar ist, wobei der Adapter (39) die bei­ den, in ihren Mittelpunkten (1b, 2b) nicht zusammenfal­ lenden halbkreisförmigen Flächen des Doppelkegelbrenners am Brennerausgang in eine kreisförmige Fläche am Düsen­ eingang überführt, deren Radius Raa kleiner ist als der Innenradius Ri der Teilkegelkörper (1, 2) und wobei der Neigungswinkel α des Adapters dem durchschnittlichen Strömungswinkel entspricht, so daß Strömungsablösung verhindert wird.6. premix burner according to claim 5, characterized in that the nozzle ( 38 ) via an adapter ( 39 ) to the Bren ner can be connected, the adapter ( 39 ) at the, in their centers ( 1 b, 2 b) not collapsed semicircular surfaces of the double-cone burner at the burner outlet are converted into a circular surface at the nozzle inlet, the radius R aa of which is smaller than the inner radius R i of the partial cone body ( 1 , 2 ) and the angle of inclination α of the adapter corresponds to the average flow angle, so that flow separation is prevented.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0985877A1 (en) * 1998-09-10 2000-03-15 Abb Research Ltd. Device and method for minimizing thermoacoustic oscillations in gas turbine combustion chambers
EP1199516A1 (en) * 2000-10-11 2002-04-24 ALSTOM (Switzerland) Ltd Burner
DE10056243A1 (en) * 2000-11-14 2002-05-23 Alstom Switzerland Ltd Combustion chamber and method for operating this combustion chamber
DE10219354A1 (en) * 2002-04-30 2003-11-13 Rolls Royce Deutschland Gas turbine combustion chamber with targeted fuel introduction to improve the homogeneity of the fuel-air mixture
WO2005078348A1 (en) * 2004-02-12 2005-08-25 Alstom Technology Ltd Premixing burner arrangement for operating a burner chamber and method for operating a burner chamber
WO2006048405A1 (en) * 2004-11-03 2006-05-11 Alstom Technology Ltd Premix burner
DE102007050276A1 (en) * 2007-10-18 2009-04-23 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Lean premix burner for a gas turbine engine
US7871262B2 (en) * 2004-11-30 2011-01-18 Alstom Technology Ltd. Method and device for burning hydrogen in a premix burner
US8057224B2 (en) * 2004-12-23 2011-11-15 Alstom Technology Ltd. Premix burner with mixing section
EP2703721A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-05 Alstom Technology Ltd Premix burner
JP2016511386A (en) * 2013-02-20 2016-04-14 デ ラ ソベラ、ホルヘDE LA SOVERA,Jorge Mixed fuel decompression combustion furnace
EP2179222B2 (en) 2007-08-07 2021-12-01 Ansaldo Energia IP UK Limited Burner for a combustion chamber of a turbo group

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007043626A1 (en) 2007-09-13 2009-03-19 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Gas turbine lean burn burner with fuel nozzle with controlled fuel inhomogeneity
EP3354984B1 (en) * 2017-01-31 2020-09-09 Ansaldo Energia Switzerland AG Lobed injector for a gas turbine combustor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1233779A (en) * 1917-04-03 1917-07-17 John Hicks Gas-burner.
US1874970A (en) * 1931-04-03 1932-08-30 Columbia Burner Company Gas burner spud
DE2538512A1 (en) * 1974-08-29 1976-03-11 United Technologies Corp COMBUSTION CHAMBER WITH STEPPED PRE-MIX TUBES
GB2043870A (en) * 1979-03-01 1980-10-08 United Technologies Corp Flameholder for gas turbine engines
EP0534685A1 (en) * 1991-09-23 1993-03-31 General Electric Company Air staged premixed dry low NOx combustor
EP0619457A1 (en) * 1993-04-08 1994-10-12 ABB Management AG Premix burner
DE4408136A1 (en) * 1994-03-10 1995-09-14 Bmw Rolls Royce Gmbh Method for fuel preparation for gas turbine combustion chamber

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH674561A5 (en) * 1987-12-21 1990-06-15 Bbc Brown Boveri & Cie
DE4316474A1 (en) * 1993-05-17 1994-11-24 Abb Management Ag Premix burner for operating an internal combustion engine, a combustion chamber of a gas turbine group or a combustion system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1233779A (en) * 1917-04-03 1917-07-17 John Hicks Gas-burner.
US1874970A (en) * 1931-04-03 1932-08-30 Columbia Burner Company Gas burner spud
DE2538512A1 (en) * 1974-08-29 1976-03-11 United Technologies Corp COMBUSTION CHAMBER WITH STEPPED PRE-MIX TUBES
GB2043870A (en) * 1979-03-01 1980-10-08 United Technologies Corp Flameholder for gas turbine engines
EP0534685A1 (en) * 1991-09-23 1993-03-31 General Electric Company Air staged premixed dry low NOx combustor
EP0619457A1 (en) * 1993-04-08 1994-10-12 ABB Management AG Premix burner
DE4408136A1 (en) * 1994-03-10 1995-09-14 Bmw Rolls Royce Gmbh Method for fuel preparation for gas turbine combustion chamber

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0985877A1 (en) * 1998-09-10 2000-03-15 Abb Research Ltd. Device and method for minimizing thermoacoustic oscillations in gas turbine combustion chambers
EP1199516A1 (en) * 2000-10-11 2002-04-24 ALSTOM (Switzerland) Ltd Burner
US6901760B2 (en) 2000-10-11 2005-06-07 Alstom Technology Ltd Process for operation of a burner with controlled axial central air mass flow
DE10056243A1 (en) * 2000-11-14 2002-05-23 Alstom Switzerland Ltd Combustion chamber and method for operating this combustion chamber
US6688111B2 (en) 2000-11-14 2004-02-10 Alstom Technology Ltd Method for operating a combustion chamber
US7086234B2 (en) 2002-04-30 2006-08-08 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Gas turbine combustion chamber with defined fuel input for the improvement of the homogeneity of the fuel-air mixture
DE10219354A1 (en) * 2002-04-30 2003-11-13 Rolls Royce Deutschland Gas turbine combustion chamber with targeted fuel introduction to improve the homogeneity of the fuel-air mixture
WO2005078348A1 (en) * 2004-02-12 2005-08-25 Alstom Technology Ltd Premixing burner arrangement for operating a burner chamber and method for operating a burner chamber
WO2006048405A1 (en) * 2004-11-03 2006-05-11 Alstom Technology Ltd Premix burner
US7491056B2 (en) 2004-11-03 2009-02-17 Alstom Technology Ltd. Premix burner
CN101095012B (en) * 2004-11-03 2010-11-10 阿尔斯托姆科技有限公司 pre-mix burner
JP2012037234A (en) * 2004-11-03 2012-02-23 Alstom Technology Ltd Method for operating burner device
US7871262B2 (en) * 2004-11-30 2011-01-18 Alstom Technology Ltd. Method and device for burning hydrogen in a premix burner
US8057224B2 (en) * 2004-12-23 2011-11-15 Alstom Technology Ltd. Premix burner with mixing section
EP2179222B2 (en) 2007-08-07 2021-12-01 Ansaldo Energia IP UK Limited Burner for a combustion chamber of a turbo group
DE102007050276A1 (en) * 2007-10-18 2009-04-23 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Lean premix burner for a gas turbine engine
US8910483B2 (en) 2007-10-18 2014-12-16 Rolls-Royce Deutschland Ltd & C Lean premix burner for a gas-turbine engine
US9400105B2 (en) 2012-08-31 2016-07-26 General Electric Technology Gmbh Premix burner
EP2703721A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-05 Alstom Technology Ltd Premix burner
JP2016511386A (en) * 2013-02-20 2016-04-14 デ ラ ソベラ、ホルヘDE LA SOVERA,Jorge Mixed fuel decompression combustion furnace

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