本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的、用于以熱學(xué)方式后續(xù)燃燒廢氣的裝置。
背景技術(shù):
通過KBA-MetalPrint公司(KBA金屬印刷公司)于2008年03月發(fā)表的宣傳品“CleanAir-Abluftreinigungssysteme(清潔空氣-廢氣凈化系統(tǒng))”已知一種具有燃燒器的、用于以熱學(xué)方式后續(xù)燃燒廢氣的裝置,其燃燒器錐筒沿燃燒器的軸向朝向下游的錐筒開口呈漏斗狀地敞開。燃燒器至少以燃燒器錐筒布置在相對于燃燒室在前布置的腔室中,并且被需要處理的廢氣所包圍。在相對于燃燒器處在前方的廢氣流中,設(shè)置有用于與清潔氣流交換熱能的集束管換熱器。
DE3738141A1公開了一種燃燒器,其燃燒錐筒以噴嘴管包圍燃料。錐筒在其呈截錐環(huán)套狀敞開的壁部分段中具有貫通開口,廢氣能夠經(jīng)過所述貫通開口從引導(dǎo)廢氣并且包圍錐筒的通道流入錐筒內(nèi)部。廢氣與之并行地通過在燃燒室擋板與錐筒之間所形成的環(huán)形縫隙流入燃燒室中。為了避免過熱引起的損傷,燃燒器錐筒由所謂的工程陶瓷,特別是由浸潤硅的碳化硅構(gòu)成。
在DE19654009A1中,公開了一種具有由兩個(gè)錐形殼罩狀的部件構(gòu)成的燃燒器錐筒的錐筒燃燒器,所述部件在其周向上來看的端部分段上沿徑向彼此錯(cuò)開并且由此形成針對燃燒空氣的、沿切向的進(jìn)口。在錐筒的圓柱形的起始部分的區(qū)域中,借助噴嘴將優(yōu)選呈液態(tài)的燃料噴霧輸入到錐筒內(nèi)腔中。在沿切向的進(jìn)口的區(qū)域中,借助在部件壁部中的沿徑向朝內(nèi)指向的開口,附加地將優(yōu)選呈氣態(tài)的燃料噴入沿切向流入的燃燒空氣中。借助噴嘴射入的液態(tài)的燃料在預(yù)混合腔內(nèi)的氣化能夠以如下方式得到輔助,即,所輸入的燃燒空氣被預(yù)熱或者富含被回輸?shù)膹U氣。
DE4113681A1和DE19545310A1公開了類似于DE19654009A1的燃燒器實(shí)施方案,其中,但是在DE4113681A1中進(jìn)入沿切向的進(jìn)口中的徑向輸入噴嘴經(jīng)過沿徑向指向的開口進(jìn)入到與進(jìn)口平行延伸的導(dǎo)入通道中。同樣在此情況下,針對氣輪機(jī)組或者氣氛燃燒設(shè)備而言,可以有利的是,將一部分廢氣回引到所輸送的新鮮空氣中,以形成燃燒空氣。在DE19545310A1中,為了形成燃燒器錐筒,設(shè)置有多個(gè)、在實(shí)施例的圖示中為四個(gè)錐形殼罩狀的部件。子錐形殼罩的子錐形連接片處在共同的圓錐軸線上,從而獲得被進(jìn)入通道中斷的直線形的圓錐殼罩線。
DE19545309A1也公開了一種例如用在氣輪機(jī)組中的預(yù)混合燃燒器,具有兩個(gè)錐形殼罩狀的部件,所述部件在自身間構(gòu)成了用于使在加壓機(jī)中產(chǎn)生并加壓的燃燒氣體輸入的、縫隙狀的沿切向的進(jìn)口。在沿切向的輸入縫隙的區(qū)域中,噴入氣態(tài)的燃料。當(dāng)在部分負(fù)載下,僅通過在縫隙區(qū)域中的噴入不能保證運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),附加地經(jīng)分布于回流區(qū)的區(qū)域中的矛狀件上的噴嘴噴入燃料,由此,避免了滿負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)與部分負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)之間的脈沖波動。在限定出矛狀件邊界的矛管與同軸地布置在矛管中的燃料管之間的空腔中,燃燒空氣流向在回流區(qū)的區(qū)域中開口的矛狀件頭部。
通過CH684962A5公開了一種用于使內(nèi)燃機(jī)、氣輪機(jī)組的燃燒室或燃燒設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的燃燒器,其具有同樣由子錐形體形成的燃燒器錐筒,其中,燃料在沿切向的輸入縫隙的區(qū)域中噴入。在需要時(shí),除了沿切向的導(dǎo)入之外,還將沿軸向的燃燒空氣在點(diǎn)火電極的下游導(dǎo)入錐形空腔中。
DE10205428A1涉及一種用于發(fā)熱器的燃燒器。在燃燒器的輸出口部設(shè)置有阻流件。
WO2006/048405A1也涉及一種用于發(fā)熱器的燃燒器。在燃燒器錐筒的輸出側(cè),在輸出的燃燒氣體流的流路中設(shè)置構(gòu)成過渡通道的構(gòu)件。
US6599121B2涉及一種渦輪動力機(jī)的具有多個(gè)錐筒部件殼罩的燃燒器,其中,在錐筒部件殼罩之間形成的縫隙中,為燃燒空氣設(shè)有燃料,并且沿切向?qū)脲F筒內(nèi)部。為了在流體技術(shù)上使燃燒器穩(wěn)定,在錐筒流動的軸向延伸中,通過在至少一個(gè)圓周分段中的相應(yīng)造型或安裝來設(shè)置分段式的橫截面變細(xì)部,借助這種變細(xì)部使流動輪廓變形。橫截面變細(xì)的圓周分段在燃燒器錐筒的下游后三分之一中以2°至45°、特別是5°至15°朝向燃燒器軸線傾斜地延伸。
通過EP0629817A2已知一種的燃燒設(shè)備,這種燃燒設(shè)備主要由具有預(yù)混合燃燒器的燃燒腔構(gòu)成。在此,通過燃燒染料以被動的方式回引燃燒廢氣。燃燒器錐筒包括兩個(gè)通過兩個(gè)錐形部件的錯(cuò)位而形成的、針對燃燒氣體輸入的切向輸入部。在底腳區(qū)域中沿軸向以及在錐筒區(qū)域中沿徑向作為切向流將新鮮空氣輸入燃燒器,新鮮空氣借助噴氣注入器的渦旋作用將燃燒廢氣與自身一起推入燃燒器內(nèi)腔中。在切向輸入部的區(qū)域中,設(shè)置有燃料噴嘴。
DE10022969A1涉及一種用于使產(chǎn)生熱氣的機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的燃燒器,其具有由兩個(gè)扇狀布置的部件形成的燃燒器錐筒。為了降低熱聲學(xué)波動的幅度,將大量阻流件伸入流體中。優(yōu)選的是,阻流件設(shè)置在燃燒器輸出部上,并且特別有利的是附加地沿著切向空氣開口來設(shè)置。附加地,可以在切向空氣開口的區(qū)域中設(shè)置有用于輸送燃料的開口。
EP0780630A2涉及一種用于發(fā)熱器的燃燒器。燃燒器包括錐形的渦流產(chǎn)生器和燃料噴嘴。燃燒器錐筒包括兩個(gè)通過將兩個(gè)錐形部件錯(cuò)位而形成的、針對燃燒氣體輸入的切向輸入部。切向輸入部可以為了預(yù)熱而富集回引的廢氣。在燃料噴嘴口的區(qū)域中,設(shè)置有沿徑向或大致沿徑向布置的開口,通過所述開口使洗滌空氣流入基于燃料噴嘴的尺寸產(chǎn)生的橫截面中。
JP2004053048A公開了一種預(yù)混合燃燒器,其中,在底腳方面限定錐筒邊界的端壁中看起來設(shè)置有軸向孔,軸向孔在另一方面通入測試混合氣體管路中。錐筒包括窗口,主要燃燒氣體混合物經(jīng)所述窗口從外部流入錐筒內(nèi)部中。
US2007/0254254A1涉及一種錐形的旋風(fēng)氧化燃燒器,旋風(fēng)氧化燃燒器在其橫截面較小的側(cè)面上被輸送從熱解設(shè)備中獲取的、含烴類物質(zhì)的氣體。在錐筒壁部的區(qū)域中,可以借助軟管向錐形燃燒器籃形件的內(nèi)部輸送例如呈丙烷形式的燃料。同樣在錐形燃燒器籃形件的壁部中設(shè)置有開口的環(huán)形結(jié)構(gòu),在開關(guān)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有轉(zhuǎn)向瓣板,用于產(chǎn)生旋風(fēng)狀流體。通過這種措施以及必要時(shí)附加的鼓風(fēng)機(jī)(借助其能夠在包圍燃燒器籃形件的燃燒室中產(chǎn)生循環(huán)流體),應(yīng)當(dāng)在燃燒器籃形件的內(nèi)壁上設(shè)計(jì)出旋風(fēng)狀的火焰。
DE19848661A1涉及一種熱學(xué)的后續(xù)燃燒設(shè)備,其中,燃燒器以其錐筒布置在廢氣流中。在錐筒殼罩中設(shè)置有開口,廢氣經(jīng)過所述開口流入內(nèi)部。為了形成自旋流體,最遠(yuǎn)處在下游的開口具有朝向內(nèi)部伸入的廢氣導(dǎo)引元件。
GB1276199A也涉及一種針對加壓廢氣的、熱學(xué)的后續(xù)燃燒設(shè)備,具有布置在廢氣流中而且包括了徑向空氣開口的燃燒器錐筒。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于,提出一種用于以熱學(xué)方式后續(xù)燃燒廢氣的裝置。
根據(jù)本發(fā)明,所述目的通過權(quán)利要求1的特征來實(shí)現(xiàn)。
憑借本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)特別在于,能夠?qū)U氣進(jìn)行后續(xù)燃燒,這種后續(xù)燃燒特別有效而且高能效地工作,并且仍然滿足有害物質(zhì)量方面的高標(biāo)準(zhǔn)。
例如有助于高效率的是將需要后續(xù)燃燒的廢氣預(yù)熱到例如>500℃的溫度和/或?qū)U氣和/或燃料流執(zhí)行有利于將需要凈化的廢氣與燃燒氣體相混合的流體引導(dǎo)。
因此,對于后續(xù)燃燒裝置的實(shí)施方案特別有利的是,例如對需要凈化的廢氣與為此特別設(shè)計(jì)的燃燒器相結(jié)合、優(yōu)選與為此特別設(shè)計(jì)的燃燒器相結(jié)合地加以預(yù)熱。
例如通過在燃燒器或燃燒器錐筒中特殊的空氣引導(dǎo),來防止燃燒器壁部過熱和發(fā)生損壞,而在此不妨礙混合進(jìn)而還有后續(xù)燃燒的效率。通過沿切向輸入空氣和/或在底腳側(cè)靠近錐筒包殼主要沿軸線輸入發(fā)生的空氣輸入和/或特殊的實(shí)際的或有效的錐度,例如在對應(yīng)處于例如10°至30°、特別是14°至24°的角度范圍內(nèi)的打開角度的區(qū)域中或在對應(yīng)有效內(nèi)部或?qū)嶋H錐筒的錐筒壁的處于例如5°至15°、特別是7°至12°的角度范圍內(nèi)的傾斜度的區(qū)域中,在燃燒器錐筒內(nèi)壁上產(chǎn)生和/或獲得進(jìn)氣墊背,使得在由此構(gòu)造的“空氣籃”中形成火焰。
針對例如在盡管必要時(shí)附加地沿徑向輸入空氣的情況下仍然使火焰穩(wěn)定化的回旋流動的設(shè)計(jì)方案特別有利的可以是,燃燒器錐筒具有沿切向的空氣輸入開口的實(shí)施方案。優(yōu)選的是,所述開口可以通過具有單件或多件式實(shí)施的壁部的多個(gè)、例如對于兩個(gè)、優(yōu)選四個(gè)壁分段的輻射對稱的、特別是扇形和/或扭轉(zhuǎn)的構(gòu)造燃燒器包殼或至少一個(gè)分段的構(gòu)造來形成。
防止壁部出現(xiàn)過高溫度的空氣籃的設(shè)計(jì)方案可以有利地通過壁部中的徑向空氣輸入開口和/或特別是通過出自底腳和/或穿過錐筒形體的空氣輸入來產(chǎn)生或者至少是得到促進(jìn)。
在具有從底腳沿壁部指向的輸入氣流的有利的實(shí)施方案中,也就是形成空氣籃的環(huán)形包殼流動的有利實(shí)施方案中,這種輸入氣流可以在有利的改進(jìn)方案中,在錐筒包殼的底腳方面的端側(cè)端部與環(huán)形的、包圍端側(cè)的燃燒器噴嘴輪廓的附加的導(dǎo)引元件(例如導(dǎo)線片)之間實(shí)現(xiàn)。
為了構(gòu)成空氣籃,能夠取而代之或優(yōu)選附加于沿軸向的進(jìn)氣空氣流和/或回旋流動和/或優(yōu)選的錐筒幾何形狀(也就是殼層結(jié)構(gòu)和/或錐度)地,設(shè)置有沿徑向的空氣輸入開口,例如設(shè)置為錐筒包殼中的注入開口。所述或一部分注入開口可以在其打開程度方面發(fā)生改變,以便能夠?qū)諝饬骱桶鼩ち鲃蛹右哉{(diào)整。
混合進(jìn)而還有后續(xù)燃燒的效率可以單獨(dú)或者恰好與沿軸向的進(jìn)氣空氣流和/或回旋流動和/或殼層狀的錐筒結(jié)構(gòu)和/或錐度和/或沿徑向的空氣輸入開口相結(jié)合下,在下游錐筒端部的區(qū)域中通過在燃燒器錐筒的輸出開口的平面附近或其中伸入將燃燒器錐筒在其外側(cè)加以包圍的腔室的阻流件而加以改善。這特別在于環(huán)形設(shè)計(jì)的包殼流動相結(jié)合下適用,包殼流動必須在錐筒端部上打斷并且與其余進(jìn)氣空氣流形成渦流。
燃燒器錐筒特別是可以附加于沿軸向的進(jìn)氣空氣流和/或回旋流動和/或殼層狀錐筒構(gòu)造和/或錐度和/或沿徑向的空氣輸入開口和/或阻流件地,包括排流側(cè)的封閉板,借助這種封閉板實(shí)現(xiàn)了錐筒內(nèi)部所需的壓力差和/或?qū)ρ厍邢虻妮斎腴_口的封閉。
燃燒器和后續(xù)燃燒裝置例如以如下相結(jié)合實(shí)施,在燃燒器運(yùn)行中,廢氣被加熱到>600°的溫度水平,特別是大于650°,優(yōu)選>700°,例如約750°,其中,例如烴類的有害物質(zhì)利用廢氣中的氧氣分解成CO/CO2和水。
應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是廢氣的是如下的廢氣流或排氣流,其例如包括顯著地和/或相對于例如在德國適用的極限值更高的烴類物質(zhì)。例如需要處理的和/或包圍燃燒器錐筒的廢氣流或排氣流包含至少5g/m3的烴類化合物。
在后續(xù)燃燒裝置的有利的改進(jìn)方案中,在純凈氣流中設(shè)置有熱交換機(jī)制,借助熱交換能夠?qū)崃枯敵鲋玲槍^程的流體流或用于加熱用來輸出需要凈化的廢氣的設(shè)備。
附圖說明
本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出并且在下面詳細(xì)介紹。其中:
圖1示出相對于工業(yè)設(shè)備在后布置的后續(xù)燃燒裝置的示意圖;
圖2示出圖1中的后續(xù)燃燒裝置的放大圖示;
圖3示出具有燃燒器的后續(xù)燃燒裝置的前部的示意圖;
圖4沿斜向從前方示出燃燒器的實(shí)施方案的立體圖;
圖5示出燃燒器的實(shí)施方案的立體后視圖;
圖6示出燃燒器的實(shí)施方案的側(cè)視圖;
圖7示出燃燒器壁部的a)第一和b)第二截面的示意原理簡圖;
圖8示出燃料噴嘴的輸出開口的區(qū)域中的燃燒器的示意剖視圖;
圖9從前方示出燃燒器的實(shí)施方案的簡要立體圖。
具體實(shí)施方式
用于以熱學(xué)方式后續(xù)處理、特別是后續(xù)燃燒氣態(tài)的、例如載有有害物質(zhì)的流體流02的裝置01,例如后續(xù)燃燒裝置01包括能夠利用液態(tài)或優(yōu)選氣態(tài)的燃料03運(yùn)行或能夠運(yùn)行的燃燒器04,特別是包括了燃料輸送件07(例如燃燒器噴嘴07)和所謂的燃燒器錐筒06的錐筒燃燒器04,錐筒燃燒器至少以其燃燒器錐筒06伸入需要處理的流體流02(特別是廢氣流02)的流動路徑中,和/或布置于所述流動路徑中。借助燃料噴嘴07能夠?qū)?yōu)選呈氣態(tài)的燃料03(例如天然氣、丙烷或液化石油氣)輸送到被燃燒器錐筒06包圍的腔室中(例如參見圖1、圖2和圖3)。
出于簡化原因,在這里(只要在相關(guān)位置沒有有意區(qū)分的話)對于“廢氣”這一稱謂對于需要凈化的氣態(tài)流體既可以理解為實(shí)際作為過程廢氣或“冷廢氣”存在的流體,也可以理解為“熱的”廢氣,特別是理解為作為燃燒廢氣存在的而且在熱學(xué)上需要借助后續(xù)燃燒處理的流體或作為廢氣流或排氣流02存在的流體流02。也稱為原料氣的、尚未在熱學(xué)上借助后續(xù)燃燒后續(xù)處理的“廢氣”例如出自相對于裝置01關(guān)于需要處理的廢氣在進(jìn)流方面(或者也就是上游)在前布置的、特別是工業(yè)設(shè)備12。例如實(shí)際上作為廢氣(例如載有有害物質(zhì)的)腔室廢氣或過程廢氣出自設(shè)計(jì)為生產(chǎn)設(shè)備和/或加工設(shè)備12的設(shè)備12的設(shè)備腔室或過程,或作為燃燒廢氣出自實(shí)施為燃燒設(shè)備12的設(shè)備12的燃燒腔。
在熱學(xué)上后續(xù)處理時(shí),載有有害物質(zhì)的廢氣借助敞開的火焰加熱,并且能夠氧化的有害物質(zhì)(例如烴類物質(zhì))在高溫下(例如溫度>600℃,特別是>650℃,優(yōu)選>700℃)被氧化。例如,烴類物質(zhì)被氧化成二氧化碳和水。對此所需的氧氣例如作為需要凈化的原料氣的組成部分被其一并引導(dǎo)和/或提供。與燃燒器系統(tǒng)(正如其在產(chǎn)生能量的情況所用那樣)相反,燃燒器04在這里例如不是本身被配送特別是加壓的環(huán)境空氣(也就是對應(yīng)低有害物質(zhì)的純凈空氣典型的氣體混合物),而是處在由廢氣形成的、烴類物質(zhì)濃度至少或多于0.5g/m3(25℃,1.013mbar)、特別是至少的1.0g/m3的氣氛或環(huán)境。也就是向燃燒器04附加于燃料在原料氣方面03僅輸送載有有害物質(zhì)的、但對例如至少5%、優(yōu)選至少10%的氧氣份額一并引導(dǎo)的、含有至少0.5g/m3的烴類物質(zhì)的廢氣。
在后續(xù)燃燒的下游,包括了在熱學(xué)上經(jīng)后續(xù)處理的原料氣流02的純凈氣流08離開后續(xù)燃燒裝置01。
在后續(xù)燃燒裝置01的最不復(fù)雜而且在這里未詳細(xì)示出的第一實(shí)施方案中,燃燒器04或其燃燒器錐筒06直接伸入對設(shè)備06的廢氣流02進(jìn)行導(dǎo)送的管路的管分段中,或者設(shè)置在這樣的管分段中。該管分段可以在其橫截面方面相對于管路的原料氣方面的輸入分段和純凈氣體方面的輸出分段擴(kuò)寬。
在就操作和/或模塊化和/或效率方面優(yōu)選的實(shí)施方案中,燃燒器04是設(shè)計(jì)為獨(dú)立的后續(xù)燃燒裝置01的裝置01,并且至少以燃燒器錐筒06伸入對裝置01的內(nèi)部的需要處理的廢氣加以引導(dǎo)的原料氣腔室09中。與包圍燃燒器錐筒06的原料氣腔室09在下游相接的是燃燒腔11,燃燒器錐筒06的下游的輸出開口13在燃燒腔的輸入開口處開口通出,燃燒腔具有一個(gè)或多個(gè)并行的排流開口14;16,用于將經(jīng)后續(xù)燃燒的純凈氣體從燃燒腔11中輸出。
燃燒腔11和燃燒器錐筒06在輸出開口13的高度上的輸入開口例如以如下方式設(shè)定并且彼此相對得到布置,使得在燃燒器錐筒06的對外圓周在輸出側(cè)方面加以限定的邊緣與輸出側(cè)的、特別是端側(cè)的燃燒腔壁17的對輸入開口加以限定的邊緣之間構(gòu)成輸入縫隙18,出自原料氣腔室09的原料氣經(jīng)過輸入縫隙在直接的路徑上、也就是能夠在不首先進(jìn)入燃燒器錐筒06的構(gòu)造在燃燒器錐筒06的內(nèi)部的預(yù)混合腔室中的情況下,流入燃燒腔11中。輸入縫隙18可以實(shí)施為必要時(shí)除了分部位地布置在燃燒器錐筒06與燃燒腔11之間的支撐和/或保持元件之外連貫環(huán)繞的或者實(shí)施為總體上例如達(dá)到圓周的總共至少270°、優(yōu)選至少300°的角度范圍的敞開的輸入縫隙18。輸入開口的進(jìn)入燃燒腔11中的平面與燃燒器錐筒06的輸出開口13的平面不一定要重合。但這兩個(gè)平面也可以彼此平行而且沿燃燒器04的軸向彼此間隔,由此,針對重合的情況平坦的、環(huán)繞燃燒器錐筒邊緣的縫隙橫截面在沿軸向錯(cuò)開的情況下構(gòu)成截錐狀的面。
能夠在上游或原料氣方面從設(shè)備03經(jīng)相應(yīng)的管路向設(shè)置在后續(xù)燃燒裝置01的內(nèi)部的原料氣腔室09、特別是原料氣輸入部19輸送作為原料氣流02的需要凈化的流體流或廢氣流02。
在簡單的實(shí)施變型中,原料氣輸入部16能夠直接導(dǎo)入包圍燃燒器錐筒06的原料氣腔室09中。
在能量方面有利的變型中,向原料氣腔室09的輸送借助沿行程分段穿過流動橫截面21的流動引導(dǎo)件來實(shí)現(xiàn),所述流動橫截面至少在一側(cè)通過燃燒腔壁22(特別是縱向側(cè)的燃燒腔壁22)的外側(cè)限定邊界。針對后續(xù)燃燒裝置01的呈圓柱形實(shí)施的燃燒腔11和對燃燒腔在燃燒腔11的長度上對其同中心包圍的圓柱形包套23(例如外包套23)的優(yōu)選情況,可以作為流動橫截面21在至少一個(gè)行程分段上形成的是圓圈形的環(huán)形縫隙21。所述環(huán)形縫隙可以除了在燃燒腔11與包套23之間必要時(shí)設(shè)置的支撐和/或保持元件之外,設(shè)計(jì)為達(dá)到整個(gè)圓周的或例如占據(jù)未打斷的環(huán)形面的至少80%、優(yōu)選至少90%的敞開的流動橫截面。在沿燃燒腔外壁22流動時(shí),還可以將廢氣流02的在下游需要后續(xù)燃燒的廢氣通過與燃燒腔外壁22的熱交換來接收呈熱量形式的能量。
替代與燃燒腔外壁22的熱交換地或附加于此地,能夠在原料氣腔室09的上游、優(yōu)選在伸展于燃燒器腔室外壁22上的例如圓形的流動橫截面21的上游、在原料氣路徑中,設(shè)置有用于預(yù)熱式熱交換的換熱器24,例如在一種實(shí)施方案中,設(shè)置為具有多個(gè)能夠并行通流的管26的集束管換熱器24,借助這種換熱器實(shí)現(xiàn)或能夠?qū)崿F(xiàn)在純凈氣體流08的已經(jīng)經(jīng)后續(xù)燃燒的熱的純凈氣體與原料氣流02的還需要凈化的原料氣之間的熱交換。換熱器24原則上可以實(shí)施為獨(dú)立的、布置于裝置01前面的裝置或者還優(yōu)選在結(jié)構(gòu)上整合在后續(xù)燃燒裝置01中,并且在流動路徑中布置在原料氣輸入部19的后面。
在此,原料氣原則上可以要么引入換熱器24的管22中,或者優(yōu)選在外側(cè)包圍換熱器21的管26地流動。反過來,純凈氣體在外側(cè)包圍換熱器21的管26流動,要么優(yōu)選被引入換熱器24的并行的管22中,朝向共同的收集和輸出腔室27引導(dǎo),之后純凈氣體流08經(jīng)純凈氣體排流部28離開裝置01。
在所示的有利的實(shí)施方案中,未經(jīng)凈化的廢氣經(jīng)換熱器24的集束管以交叉流/對流引導(dǎo)。廢氣被預(yù)熱并且在靠外的環(huán)形縫隙21中圍繞燃燒腔11流向燃燒腔11的另一端部,在另一端部上,廢氣朝向燃燒器04的方向轉(zhuǎn)向。在一種有利的、在下面詳細(xì)介紹的實(shí)施方式中,一部分廢氣從側(cè)面和/或從上游的端側(cè)流動經(jīng)過燃燒器04本身,并且在此也用作燃燒器04中燃燒的氧氣供應(yīng)方,另一部分廢氣從旁邊流經(jīng)燃燒器04,通過例如環(huán)形的輸入縫隙18進(jìn)入燃燒腔11。然后,兩個(gè)部分廢氣與出自燃燒器錐筒06的、額定溫度例如>700℃、例如720℃至750℃的、熱的經(jīng)燃燒的廢氣/氣體混合物相混合。包含在未經(jīng)燃燒的廢氣中的有害物質(zhì)(主要是烴類物質(zhì))一旦其已達(dá)到額定反應(yīng)溫度,在燃燒腔中燃燒生成CO2和水。渦流以及燃燒腔11的幾何構(gòu)造有利地以如下方式設(shè)定,在燃燒腔11中的停留時(shí)間(例如至少0.5s)以如下方式設(shè)定,即不超過法律規(guī)定允許的CO、NOx的殘余含量和未燃燒的烴類物質(zhì)。經(jīng)燃燒的凈化的廢氣經(jīng)換熱器24的管流出,并且將其大部分熱量送出給在后流動的未經(jīng)凈化的廢氣。
除了換熱器24的管26,可以設(shè)置有例如在中央伸展的旁通引導(dǎo)部29,其具有例如借助例如調(diào)整驅(qū)動裝置34的調(diào)整機(jī)構(gòu)34經(jīng)調(diào)整元件31(例如可調(diào)的瓣板31)可遙控操作地改變的通流速率。由此,能夠?qū)吔缰性蠚獾募訜峒右愿淖儭?/p>
為了將需要后續(xù)燃燒的原料氣給送經(jīng)過后續(xù)燃燒裝置01,能夠在后續(xù)燃燒裝置01或在將原料氣流02引導(dǎo)到后續(xù)燃燒裝置01的管路中,設(shè)置有氣體給送機(jī)構(gòu)32,例如設(shè)計(jì)為風(fēng)機(jī)、加壓機(jī)或泵的給送機(jī)構(gòu)。
在后續(xù)燃燒裝置01或包括了裝置01的廢氣準(zhǔn)備裝置中的替代或優(yōu)選附加于換熱器24設(shè)置的實(shí)施方案中,可以在優(yōu)選構(gòu)造有換熱器24或必要時(shí)不帶換熱器24的后續(xù)燃燒裝置01的排流側(cè)設(shè)置有用于在純凈氣流08的流動路徑中回收熱量的裝置33。原則上,熱量回收可以基于任意的技術(shù),但優(yōu)選以預(yù)熱的方式實(shí)施有將熱量經(jīng)處在還熱的純凈氣流08與需要熱量的方面的載熱流體流37(例如熱流體回路37)之間的換熱器36交換熱量的機(jī)構(gòu)。用于回收熱量的裝置33雖然原則上可以在結(jié)構(gòu)上同樣整合于設(shè)計(jì)為組件01的后續(xù)燃燒裝置01中,但是如果存在的話優(yōu)選實(shí)施為獨(dú)立的、相對于后續(xù)燃燒裝置01在用于準(zhǔn)備廢氣的系統(tǒng)中在后布置的組件33。例如可以將經(jīng)例如流體引導(dǎo)的熱量輸出借助調(diào)整機(jī)構(gòu)38、例如調(diào)整驅(qū)動裝置38,經(jīng)調(diào)整元件39、例如可調(diào)瓣板39的系統(tǒng)而加以遙控改變。由此,離開用于回收熱量的裝置33的純凈氣體流08’(其例如在下游例如經(jīng)煙道41輸出到環(huán)境)在邊界方面可以改變。這可以在必要時(shí)為了遵守針對煙道排出需要遵守的止點(diǎn)邊界是需要的。
針對用于在熱學(xué)上后續(xù)處理的裝置01和/或包括后續(xù)燃燒裝置01的廢氣裝備裝置的上面提到的實(shí)施方案和構(gòu)造變型,設(shè)計(jì)為錐筒燃燒器04的燃燒器04根據(jù)本發(fā)明在下面介紹的實(shí)施變型中構(gòu)造有一個(gè)或多個(gè)下面詳細(xì)介紹的特別有利的實(shí)施方案特征。
“燃燒器錐筒”06的表述在這里不表示作為按照其幾何含義具有規(guī)則的而且例如不中斷的包殼側(cè)面的旋轉(zhuǎn)面的形體的錐形,而是如在于口語中的錐筒燃燒器相結(jié)合常見那樣,表示如下的單件或多件式的構(gòu)件,其包括了:沿側(cè)向限定邊界的、單件或多件式的、必要時(shí)被空氣穿通開口朝向中斷的錐筒包殼43(或在下面也稱為壁部43或壁結(jié)構(gòu)43)的在橫截面上朝向輸出部呈漏斗形敞開的預(yù)混合腔室42(例如參見圖4和圖5)。至少在縱剖圖中呈漏斗形朝向燃燒器錐筒06的輸出開口的方向敞開的例如壁部43或壁結(jié)構(gòu)43可以在一個(gè)或多個(gè)垂直于燃燒器04的軸向而置的橫截面來看,構(gòu)成不同于圓周線的不規(guī)則而且必要時(shí)按照部位中斷的內(nèi)圓周線(例如參見圖6和圖7)。由燃燒器錐筒06或其壁部43或多件式的壁結(jié)構(gòu)43所包圍的腔室構(gòu)成預(yù)混合腔室42,在預(yù)混合腔室中,包含(剩余)氧氣的廢氣和燃料03能夠混合。
燃燒器04的軸向例如通過至少在呈漏斗狀敞開的錐筒縱向分段中關(guān)于其壁部的對內(nèi)腔限定邊界的側(cè)面以旋轉(zhuǎn)對稱或至少n重(n∈IN,n>1)、例如兩重輻射對稱地設(shè)計(jì)的燃燒器錐筒06的重心或?qū)ΨQ軸S的伸展來實(shí)現(xiàn)。在敞開的縱向分段的進(jìn)流側(cè)和/或排流側(cè),燃燒器錐筒06不必、但是可以(這至少涉及的是其壁部43或壁結(jié)構(gòu)43的對內(nèi)腔限定邊界的側(cè)面)同樣按照上述方式對稱地、例如至少輻射對稱地設(shè)計(jì)。燃燒器錐筒也可以出于簡化原因超出內(nèi)部側(cè)面的設(shè)計(jì)方案、必要時(shí)除了在流動技術(shù)上不關(guān)鍵的加裝部件(例如固定件或所需的電子器件和/或傳感器件)之外總體上在結(jié)構(gòu)上對稱地、例如至少輻射對稱地圍繞對稱軸S來實(shí)施。在此,能夠理解為輻射對稱性或轉(zhuǎn)動對稱性的是如下的對稱形式,其中,物體繞對稱軸轉(zhuǎn)過一定的角度再次與自身重合。在數(shù)目為n的輻射對稱性或轉(zhuǎn)動對稱性中,轉(zhuǎn)過360°/n與物體本身重合。
燃料噴嘴07包括至少一個(gè)燃料輸出部44,用以將例如液態(tài)或優(yōu)選氣態(tài)的燃料03輸出到構(gòu)造于燃燒器錐筒06內(nèi)部的預(yù)混合腔室42中。燃料噴嘴07原則上可以按照任意的幾何形狀實(shí)施有多個(gè)指向預(yù)混合腔室的方向的開口44,以作為一個(gè)或多個(gè)輸出部。但優(yōu)選的是,至少在其靠近錐筒的端部分段的區(qū)域中呈管狀地構(gòu)造,并且實(shí)施有在端側(cè)居于中心地設(shè)置的圓盤形或圓環(huán)性的、形成燃料輸出部44的開口44。圍繞中心開口44能夠在一種變型中對稱地設(shè)置其他必要時(shí)較小的開口。
燃料噴嘴07和燃燒器錐筒06沿軸向來看有利地以如下方式彼此相對布置,使得燃燒器錐筒06的至少一個(gè)底腳分段、例如承載壁部43的上游的端部或者自身設(shè)置的錐筒底腳46(其承載壁部43或壁構(gòu)造43的上游端部)將燃料噴嘴07至少在至少一個(gè)燃料輸出部的高度上、優(yōu)選在從燃料輸出部在上游延伸的縱向分段上,例如呈襯墊的類型加以包圍。
在入流側(cè)、在上游、在排流側(cè)以及在下游這些表述(在沒有另外給出或有明顯不同的含義的情況下)涉及的是:燃料的沿軸向來看的、燃料噴嘴07的輸出部附近的區(qū)域中的流動方向。
針對獨(dú)立設(shè)置的錐筒底腳46的情況,錐筒底腳形成燃燒器錐筒06的在上游端側(cè)的封閉部,并且承載單件或多件式的錐筒包殼方面的壁部43或壁結(jié)構(gòu)43。在其他情況下,燃燒器錐筒06的在上游在端側(cè)的封閉部由壁部43或壁構(gòu)造43的上游的端部形成。
錐筒底腳46可以在不計(jì)名稱的情況下在結(jié)構(gòu)上算作燃料噴嘴07,其中,為了移除預(yù)混合腔室42,實(shí)現(xiàn)了在錐筒底腳46與壁部43或壁結(jié)構(gòu)43之間的分離。反過來,錐筒底腳46可以在有利的實(shí)施方案中在結(jié)構(gòu)上算作燃燒器錐筒06,其中,為了移除燃燒器錐筒06,將承載壁部43或壁結(jié)構(gòu)43的錐筒底腳46從燃燒器噴嘴07或燃料噴嘴07與錐筒底腳46之間的燃燒器噴嘴07的加裝構(gòu)件47上分離。附加地可以為了繼續(xù)拆卸燃燒器04也將錐筒底腳46與壁部43或壁機(jī)構(gòu)43可分離地連接。
底腳49可以通過按照封閉環(huán)或輪輻環(huán)的類型設(shè)計(jì)的錐筒底腳46的面向錐筒內(nèi)部的側(cè)面來形成,錐筒底腳在燃料噴嘴07的周向上來看,具有多個(gè)主要沿軸向伸展的和/或?qū)崿F(xiàn)了主要沿軸向的通流的穿通引導(dǎo)部48,其例如處在輪輻狀的支撐元件之間所留的敞開的區(qū)域或引入圈中的軸向的貫通部。底腳原則上也可以通過在四周敞開的、壁部43的上游端部與燃料噴嘴之間的、在燃料噴嘴端部的軸向高度或沿軸向上游的空隙形成,這時(shí),錐筒06例如未固定在燃燒器噴嘴07或者固定在于上游接續(xù)燃燒器噴嘴的管段上,而是從外部例如固定在廢氣腔室壁或燃燒腔壁上。
優(yōu)選在燃燒器或燃燒器錐筒06的端側(cè)的底腳49中設(shè)置有多個(gè)穿通引導(dǎo)部48,其圍繞燃料噴嘴07和/或至少圍繞其沿對稱軸S朝向垂直于對稱軸S的平面看的投影來設(shè)置。穿通引導(dǎo)部49例如設(shè)置如下,穿通引導(dǎo)部在將廢氣輸入錐筒內(nèi)部中時(shí),實(shí)現(xiàn)了主要沿軸向的流動。
在有利的實(shí)施方案中,錐筒底腳46通過呈具有優(yōu)選呈環(huán)形的、例如在裝配狀態(tài)下接納優(yōu)選呈環(huán)形設(shè)計(jì)的燃料噴嘴07的開口的端側(cè)板類型的結(jié)構(gòu)來構(gòu)造,并且例如能夠與燃料噴嘴07可分離地以力鎖合和/或型面鎖合的方式連接。錐筒底腳46優(yōu)選呈環(huán)形實(shí)施,并且能夠按照夾緊環(huán)組件的類型來設(shè)計(jì),其中,兩個(gè)夾緊環(huán)之一承載壁部43或壁結(jié)構(gòu)43,并且能夠借助夾緊環(huán)以摩擦鎖合的方式與燃料噴嘴07在其外圓周上連接。
優(yōu)選的是,錐筒底腳46通過端側(cè)板(例如呈法蘭46的形式、特別是法蘭環(huán)46)構(gòu)造有例如環(huán)形的凹部,所述凹部與例如在燃料噴嘴07的圓周上能夠與齊平地或優(yōu)選相對于噴嘴端面錯(cuò)開地布置在燃料噴嘴07上的、設(shè)計(jì)為法蘭47、特別是法蘭環(huán)47的加裝構(gòu)造47相連接(例如參見圖8)。例如設(shè)計(jì)為夾緊環(huán)或法蘭46的錐筒底腳46在裝配的狀態(tài)下優(yōu)選以其圓形開口居于中心地相對于燃燒器04的軸向布置。
壁部43或壁結(jié)構(gòu)43以其上游端部至少在一部分圓周上分段地、有利地主要優(yōu)選在整個(gè)圓周區(qū)域中沿徑向相對于特別是呈環(huán)形實(shí)施的燃燒器噴嘴07的殼面間隔地布置,使得在壁部43或壁構(gòu)造43的上游的端部之間,至少在燃燒器噴嘴07的周向上,但優(yōu)選除了必要時(shí)設(shè)置的支撐和/或保持元件之外、在整個(gè)圓周上沿徑向,存在間距為d的空隙,例如間距d為1mm,有利地為至少5mm,特別是在燃燒噴嘴07與壁部43或壁構(gòu)造43之間有至少10mm的間距。必要時(shí),可以在上述端部區(qū)域中存在圓形和例如除了必要時(shí)設(shè)置的支撐和/或保持元件之外敞開的或者能夠被分段通流的、燃燒器噴嘴包殼與壁部43或壁構(gòu)造43之間的空隙,環(huán)形寬度例如至少1mm,有利地至少5mm,特別是10mm。必要時(shí)中斷的敞開的空隙在這種情況下表現(xiàn)為能夠被流體通流的、處在燃燒器錐筒06的端側(cè)底腳49中的穿通引導(dǎo)部。底腳49在此表示燃燒器錐筒06的較窄的上游端部,所述端部包圍燃料噴嘴07的下游端部,并且以下游端部一起形成預(yù)混合腔室42的上游封閉部。
針對獨(dú)立設(shè)置的、特別是環(huán)圍環(huán)形的燃燒器噴嘴07的錐筒底腳46的實(shí)施方案,錐筒底腳至少在一部分圓周上、分段地、有利地主要、優(yōu)選在整個(gè)圓周區(qū)域中沿徑向距特別是呈環(huán)形實(shí)施的燃燒器噴嘴07的殼面隔開間距地承載壁部43或壁構(gòu)造43的上游的端側(cè)端部,使得在錐筒底腳的面向預(yù)混合腔室的側(cè)面上,至少在燃燒器噴嘴07的周向上分段、但優(yōu)選在整個(gè)圓周上存在如下沿徑向的間距d,例如間距d為至少1mm,有利地為至少5mm,特別是在燃燒噴嘴07與壁部43或壁構(gòu)造43之間有至少10mm的間距。
在有利的而且所示的實(shí)施方案中,在具有獨(dú)立設(shè)置的錐筒底腳46的實(shí)施方案中,在端部區(qū)域中存在環(huán)形的空隙,其處在燃燒器噴嘴包殼與壁部43或壁構(gòu)造43的上游端部之間,環(huán)寬度例如至少1mm,有利地至少5mm,特別是至少10mm。在優(yōu)選的實(shí)施方案中,在錐筒底腳46中在周向上設(shè)置有多個(gè)在所述空隙中設(shè)置的、例如作為空氣輸入噴嘴48起作用的穿通引導(dǎo)部48。在此,穿通引導(dǎo)部48通入底腳49中的預(yù)混合腔室的內(nèi)部或者在特別是呈端側(cè)板類型設(shè)計(jì)的錐筒底腳46的對底腳49限定邊界的預(yù)混合腔室方面的端側(cè)上開口,錐筒底腳處在被壁部43的上游端部包圍的圓周內(nèi)部。
穿通引導(dǎo)部48例如從錐筒底腳46的上游端側(cè)出來,在構(gòu)造于壁部43或壁構(gòu)造43的上游端部與燃料噴嘴包殼之間的空隙中終止。
穿通引導(dǎo)部可以原則上任意地例如設(shè)計(jì)為圓形孔或按照有輪輻類型的撐條來形成的空隙。在有利的實(shí)施方案中,空隙實(shí)施為呈矩形縫隙狀設(shè)計(jì)的通道,所述通道以所引導(dǎo)的流動為基礎(chǔ),用以在壁部內(nèi)側(cè)上形成空氣墊或空氣籃。
燃燒器04有利地具有至少一個(gè)通出口,其屬于至少一個(gè)從包圍燃燒器04的腔室09優(yōu)選在端側(cè)引入錐筒內(nèi)部的穿通引導(dǎo)部48(作為敞開的環(huán)或多個(gè)穿通引導(dǎo)部48),優(yōu)選處在燃燒器噴嘴07的下游端部的軸向高度或上游的上游底腳分段,也就是根據(jù)其實(shí)施方案為其管或其排流開口14。
燃燒器錐筒06或由燃燒器錐筒06構(gòu)成的預(yù)混合腔室的在沒有獨(dú)立設(shè)置錐筒底腳46的情況下,例如呈環(huán)形必要時(shí)除了支撐和/或保持元之外敞開的或由作為錐筒底腳46完全或優(yōu)選僅部分地封閉的上游端側(cè)也稱為燃燒器錐筒06的底腳49,并且在優(yōu)選的實(shí)施方案中,能夠由氣態(tài)流體、例如出自原料氣腔室09的廢氣通流。在此,底腳49的通流以主要沿燃燒器04的軸向伸展的流動分量來實(shí)現(xiàn),也就是表明流動的特征的矢量沿軸向具有相對于徑向分量更大的方向分量。優(yōu)選的是,底腳49沿軸向的通流沒有明顯的徑向分量。針對上面提到的獨(dú)立設(shè)置的錐筒底腳46的情況,廢氣作為進(jìn)氣流經(jīng)錐筒底腳46中的穿通引導(dǎo)部48,在其他情況下,流經(jīng)分段地或在整個(gè)圓周上敞開的、在壁部43或壁構(gòu)造43與燃燒器噴嘴包殼之間的空隙。
在具有按照法蘭46的類型構(gòu)造的錐筒底腳46的實(shí)施方案中,錐筒底腳可以借助固定機(jī)構(gòu)49、例如借助螺栓連接件49與布置在燃料噴嘴07上的加裝構(gòu)件47(例如法蘭47)相連接。這種加裝構(gòu)件47針對在底腳方面能夠通流的可能,實(shí)施有實(shí)現(xiàn)了經(jīng)穿通引導(dǎo)部通流的結(jié)構(gòu),例如同樣還有與穿通引導(dǎo)部48排成直線的凹空部或傳統(tǒng)引導(dǎo)部52。
于是,燃燒器04在燃燒器錐筒06的單件或多件式的壁部43的上游端部與被燃燒器錐筒06的底腳分段所包圍的燃燒器噴嘴07之間在燃料噴嘴通出部的上游的高度上構(gòu)造有至少主要沿軸向能夠被氣態(tài)流體通流的底腳49。主要沿軸向伸展的穿通引導(dǎo)部48優(yōu)選從通向環(huán)境的開口引導(dǎo)至處在底腳49中的通出部。
在能夠在底架49的區(qū)域中被通流的燃燒器實(shí)施方案的特別有利的改進(jìn)方案中,能夠在相對于一個(gè)或多個(gè)底腳方面的穿通引導(dǎo)部48的通出部沿徑向進(jìn)一步靠內(nèi)而置的圓周線上,將在整個(gè)圓周上連貫的或分段多件的導(dǎo)引元件51沿軸向布置在至少一個(gè)燃料輸出部與穿通引導(dǎo)部之間。通過導(dǎo)引元件51或相關(guān)的分段,將流經(jīng)相應(yīng)的穿通引導(dǎo)部48的流體(例如廢氣)沿相對于對稱軸S遠(yuǎn)離指向地傾斜的方向,沿呈漏斗形敝開的壁部43的方向上導(dǎo)引,并且在其上構(gòu)成包殼流動。通過在四周設(shè)置的穿通引導(dǎo)部48在與分段或連貫地在圓周上布置的導(dǎo)引元件51(例如導(dǎo)引片51)相結(jié)合下,形成流體(例如出自原料氣腔室09)的環(huán)形包殼流動,這種包殼流動保護(hù)壁部43免受直接起作用的燃燒器火焰的過度加熱。導(dǎo)引元件51優(yōu)選設(shè)計(jì)為在整個(gè)圓周上伸展的導(dǎo)引片51,并且例如呈沿軸向在下游敞開的截錐包殼。例如呈截錐包殼狀成型的導(dǎo)引片51的相對于對稱軸測得的傾斜角(=敞開角的一半)應(yīng)當(dāng)處在針對敞開的錐筒分段優(yōu)選的角度范圍的范圍內(nèi),例如處在10°至20°、特別是12°至16°的范圍內(nèi)。特別是設(shè)計(jì)為導(dǎo)引片51的導(dǎo)引元件51沿軸向來看例如至少從在包殼方面對燃料噴嘴07限定邊界的管段的在下游的端部的高度上、經(jīng)至少一個(gè)為10mm、優(yōu)選至少20mm的長度上延伸。由此,能夠在流體流出時(shí),將例如沿軸向存在的流動方向有效地沿壁伸展的方向轉(zhuǎn)向。
針對其敞開的分段在直線的輸入分段之后才開始的燃燒器錐筒06的情況,導(dǎo)引片51應(yīng)當(dāng)首先呈管狀在直線的輸入分段的長度上延伸,并且跟在壁部43的折轉(zhuǎn)點(diǎn)又以至少10mm、優(yōu)選至少20mm伸展。
具有底腳方面的穿通引導(dǎo)部的所介紹的實(shí)施方案已經(jīng)針對本身來看實(shí)現(xiàn)了用于后續(xù)燃燒廢氣的燃燒器04的明顯的改善方案,但可以在于后面介紹的錐筒包殼43的實(shí)施方式相組合下,在輻射對稱和/或弦狀構(gòu)造方案和/或錐度和/或與下游錐筒邊緣的進(jìn)一步促進(jìn)渦流的設(shè)計(jì)方案相結(jié)合下,特別有利。
正如已經(jīng)在上面描述那樣,燃燒器錐筒06包括作為單件或多件式構(gòu)件的在至少一個(gè)錐筒縱向分段上在橫截面中朝向輸出部呈漏斗形敞開的預(yù)混合腔室42。通過燃燒器錐筒06或其壁部43,在其相對于燃料輸出部44沿燃燒器04的軸向在后布置的、呈漏斗狀敞開的錐筒縱向分段上,具有以距燃料輸出部的間距持續(xù)擴(kuò)大的、垂直于軸向設(shè)定的流動橫截面積的預(yù)混合腔室被包圍和/或環(huán)圍。
燃燒器錐筒06可以如在這里在示例中介紹那樣,在其整個(gè)長度上例如刨除必要時(shí)獨(dú)立于保持裝置設(shè)置的錐筒底腳46和/或必要時(shí)獨(dú)立地出于穩(wěn)定原因和/或功能原因設(shè)置的封閉元件53呈漏斗狀敞開設(shè)計(jì)。在未示出的實(shí)施方案中,燃燒器錐筒可以包括以橫截橫截面伸展的輸入分段,其具有相應(yīng)造型的壁部,和/或包括以恒定橫截面伸展的、具有相應(yīng)造型的壁部的輸出分段。
在可替換的實(shí)施方案中,燃燒器錐筒06可以在呈漏斗狀敞開的分段的下游具有再度變細(xì)的分段。
原則上壁部43或壁構(gòu)造43可以在第一實(shí)施方式中(這涉及其壁包殼面)實(shí)施在至少相對于敞開的錐筒縱向分段單件式和/或旋轉(zhuǎn)對稱地圍繞燃燒器04的與對稱軸重合的軸向來實(shí)施。這也可以不計(jì)必要時(shí)設(shè)置的空氣通出開口的情況下,針對通過必要時(shí)按照部位中斷的壁部43是這種情況。在針對燃燒器錐筒06的壁部43或壁構(gòu)造43的輻射對稱性的徑向?qū)ΨQ的特定情況下,其在沿軸向彼此間隔的分段中在半徑變化的圓周線上伸展,其中,通過壁部43或壁構(gòu)造43包圍的腔室在敞開的錐筒縱向分段中具有截錐的形狀,并且可以接納這種與壁部43全面保持碰觸式接觸的(虛擬的)截錐。
在針對燃燒器錐筒06的壁部43或壁構(gòu)造43的壁包殼面的有利的第二實(shí)施方式中,其至少在呈漏斗狀敞開的錐筒縱向分段中具有對預(yù)混合腔室關(guān)于軸向以數(shù)目n輻射對稱地限定邊界的壁構(gòu)造(其中,n∈IN,n≥2),至少數(shù)目為2,也就是n≥2,有利的是數(shù)目大于2,n>2,特別是數(shù)目至少為4,也就是n≥4,優(yōu)選為四個(gè),也就是n=4,和/或以n重輻射對稱的方式圍繞形成對稱軸S的軸向布置的、例如殼層狀的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4例如所謂的錐筒翼片43.1;43.2;43.3;43.4或者簡稱翼片43.1;43.2;43.3;43.4,例如設(shè)計(jì)為n個(gè)“占n分之一殼層”的優(yōu)選四個(gè)四分之一殼層。
在具有針對燃燒器錐筒06的壁部43或壁構(gòu)造43的輻射對稱性的第二實(shí)施方式的特定情況下,在第一變型中,多件式的壁構(gòu)造43的各個(gè)殼層狀壁分段43.1;43.2;43.3;43.4在設(shè)計(jì)為截錐子殼層的設(shè)計(jì)方案中,以其在橫截面中看的剖切線在金字塔底面的閉合的多邊形線條上布置,其中,通過壁部43或壁構(gòu)造43包圍的腔室在敞開的錐筒縱向分段中在第一種情況下,具有截錐的形狀,在m邊的金字塔截錐的第二種情況下(在這里n=m)。在這兩種情況下,通過壁部43或壁構(gòu)造43限定的內(nèi)腔可以接納最大的(虛擬的)截錐,截錐在第一種情況下平面式地與整個(gè)包圍內(nèi)腔的壁部43或壁構(gòu)造43保持接觸,而在第二種情況下,呈線狀沿截錐側(cè)面的側(cè)面高度與截錐側(cè)面保持接觸。
無論是在敞開的錐筒分段的旋轉(zhuǎn)對稱還是非旋轉(zhuǎn)對稱而僅輻射對稱的實(shí)施方案在有利的實(shí)施方式中,具有朝向外部包圍和/或環(huán)圍燃燒器錐筒06的壁部43或壁構(gòu)造43在呈漏斗狀敞開的錐筒縱向分段的全部或至少一部分上,在垂直于軸向伸展的橫截面中來看,具有至少一個(gè)中斷部,特別是多個(gè)中斷部54,例如進(jìn)氣開口或排氣開口54,借助所述中斷部能夠?qū)⑿枰幚淼膹U氣從包圍燃燒器的腔室中導(dǎo)入燃燒器內(nèi)腔中。
在有利的實(shí)施方案中,進(jìn)氣開口或排氣開口54設(shè)計(jì)為朝向外部沿徑向從圓周線上抬高的、沿切向的輸入開口54,用于包圍燃燒器錐筒06的空氣的輸入或排氣。沿切向的、優(yōu)選沿燃燒器06的縱向呈縫隙狀或狹縫狀設(shè)計(jì)的輸入開口54優(yōu)選以如下方式形成,在相關(guān)的輸入開口54的軸向高度上在周向上來看,單件或多件式的壁部43或壁構(gòu)造43的相鄰的圓周分段的在其間構(gòu)成輸入開口54的邊緣區(qū)域關(guān)于對稱軸S沿徑向彼此間隔。原則上,輸入開口54可以由單件式壁部43的具有穿通部和造型部的圓周分段的相應(yīng)構(gòu)造方案或者優(yōu)選由各個(gè)壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的幾何構(gòu)造來形成。當(dāng)在錐筒內(nèi)部構(gòu)造低壓時(shí),可以僅通過輸入開口54吸取具有至少明顯的切向分量的空氣。
無論是在敞開的錐筒分段的旋轉(zhuǎn)對稱還是非旋轉(zhuǎn)對稱而僅輻射對稱的實(shí)施方案在有利的實(shí)施方式中,具體的或有效的“內(nèi)”錐度(也就是在敞開的分段中最大需要容納的截錐的錐度)以相對于燃燒器軸或?qū)ΨQ軸S為5°至15°的傾斜角(例如=敞開角的一半),特別是為7°至12°,是在流體技術(shù)方面特別有利的。在此情況下,燃燒器錐筒06的壁部43或壁構(gòu)造43的在包殼方面朝向外部對預(yù)混合腔室限定邊界的內(nèi)壁至少在呈漏斗狀敞開的錐筒縱向分段中在其造型和結(jié)構(gòu)方面被構(gòu)造用于接納最大(虛擬的)最大可能伸展的橫截面的截錐,所述橫截面伸展以如下方式限定,其貼靠在至少兩個(gè)沿軸向彼此間隔的橫截面平面上,分別在至少三個(gè)于周向上彼此間隔的部位上,其中,在燃燒器錐筒06的包括了對稱軸S的截平面中投影的、在處于截錐包殼上沿燃燒器錐筒的縱向上伸展的、最大的虛擬直線截錐母線中構(gòu)造有相對于軸向或?qū)ΨQ軸S為5°至15°、特別是7°至12°,優(yōu)選為10°±1°的傾斜角。
在具有數(shù)目為n的輻射對稱的圓周分布的燃燒器錐筒06的壁部43或壁構(gòu)造43的實(shí)施方案的第二實(shí)施方式的這里介紹的而且優(yōu)選的第二變型中,在敞開的錐筒縱向分段中,在垂直于軸向伸展的橫截面中來看,由壁部43的單件或者特別是多件式的實(shí)施方案的各個(gè)壁部43.1;43.2;43.3;43.4形成的圓周分段u1;u2;u3;u4與第一變型相反地至少不處在其同一圓周線K1;K2;K1’;K2’或閉合的多邊形線條的整個(gè)長度上,而是在兩個(gè)在周向上彼此相接的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的彼此相鄰的圓周分段端部中沿徑向彼此錯(cuò)開。通過例如在角度范圍內(nèi)圍繞對稱軸S來看相疊或例如至少無空隙地接續(xù)的相鄰的圓周分段端部沿徑向錯(cuò)開,形成了沿切向的進(jìn)氣或廢氣輸入開口54,經(jīng)所述輸入開口在錐筒內(nèi)部激勵出回旋。
由此,燃燒器錐筒06優(yōu)選至少在壁部43呈漏斗狀敞開的燃燒器錐筒分段中包括:n個(gè)、特別是兩個(gè)或干脆至少四個(gè)由例如優(yōu)選(部分)殼層狀的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的扇狀構(gòu)造形成的、在周向上彼此間隔的而且沿徑向分別從在前的包殼圓周分段特別是朝外沿徑向抬高的沿切向的、用于使包圍燃燒器錐筒06的廢氣沿切向進(jìn)氣的輸入開口54。
在具有殼層狀的、例如截錐殼層狀的或金字塔截錐側(cè)面狀或其他造型的第二變型的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的特殊的有利實(shí)施方案中,n個(gè)輻射對稱地錯(cuò)開的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4圍繞各自的平行于軸向或?qū)ΨQ軸S伸展的假想的軸、相對于形成閉合的截錐殼層結(jié)構(gòu)或金字塔截錐殼層結(jié)構(gòu)的定向扭轉(zhuǎn)地布置。在此情況下,所述軸完全與同中心圍繞對稱軸S伸展的圓周線彼此沿周向等間距間隔地相交。通過在其他方面按照相同方式設(shè)計(jì)的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的這種扭轉(zhuǎn)的構(gòu)造,在周向上構(gòu)造扇狀的錐筒殼層面,在周向上構(gòu)成扇狀的錐筒殼層面。
在這種有利的實(shí)施方案中,按照子錐形殼層類型構(gòu)造的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的子錐形殼層并不處在共同的錐形軸上,使得上面提到的沿切向的輸入開口54在其開口橫截面方面,在壁部43的外側(cè)沿徑向分別從在周向上看在前的包殼圓周分段上抬高。
在這種實(shí)施方案的有利的特定情況下,壁分段43.1;43,2;43.3;43.4實(shí)施為在輪廓上閉合的輻射對稱、例如截錐包殼狀或例如I重(I∈IN,I≥n,例如I=n*m)金字塔截錐形設(shè)計(jì)的錐筒包殼的相同大小的包殼節(jié)段43.1;43.2;43.3;43.4,所述包殼節(jié)段相對于上面提到的相應(yīng)的、例如平行于對稱軸S的軸轉(zhuǎn)過相同的角度。包殼節(jié)段43.1;43.2;43.3;43.4能夠在周向上相對于其長度以閉合的形狀分別稍有延長(參見角度δ),由此,按照這種方式扭轉(zhuǎn)的包殼節(jié)段43.1;43.2;43.3;43.4在關(guān)于對稱軸S的圓周角方面至少直接接續(xù)或者有利地稍有重疊。
針對如下情況:在第二變型中在敞開的分段的橫截面中不是在敞開的錐筒分段的每個(gè)橫截面中、圓周分段都完全處在圓周線K1;K2;K1’;K2’上伸展的壁部43或壁構(gòu)造43,其例如按照上面提到的方式呈扇形和/或扭轉(zhuǎn)地布置在圓周上的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4,和/或針對通過壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的造型在周向上處在上述包殼線相對于對稱軸S不同的傾斜度的情況,可以針對錐度的特征表達(dá),在雖然不顧及相鄰的圓周分段端部沿徑向錯(cuò)開的程度和/或上面提到的扭轉(zhuǎn)的程度和/或壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的扭轉(zhuǎn)的第一方法中,針對回旋運(yùn)動和/或附近,在上面提到的最大(虛擬的)最大可能的橫截面伸展的內(nèi)部截錐的第一附近采用對于火焰有效的錐度,正如其在上面結(jié)合第一變型限定的那樣。虛擬的截錐對應(yīng)的是最大可能在敞開的錐筒分段中能夠加工出的本身直線的截錐,并且能夠同時(shí)對應(yīng)最尖銳的截錐的最小的傾斜角正如其按照下面的實(shí)施方案限定的那樣。
針對另一個(gè)、必要時(shí)附加于上面提到的內(nèi)部最大的截錐的特征表達(dá)而可以考慮的針對扇狀輻射對稱設(shè)計(jì)的燃燒器錐筒06的特征表達(dá),可以采用最尖銳的虛擬的截錐,其由每個(gè)壁分段的壁部43的朝內(nèi)指向的具有最小傾斜度的區(qū)域來確定,并且附加地采用相對于截錐固定的虛擬的截錐,其通過壁部43的朝內(nèi)指向的具有最大傾斜度的區(qū)域來確定。
在此情況下,燃燒器錐筒06的如下實(shí)施方案特別有利,其中,燃燒器錐筒06的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4在朝向外部對預(yù)混合腔室42限定邊界的壁部43或壁構(gòu)造43中,至少在可以說呈漏斗狀敞開的錐筒縱向分段的區(qū)域中在其造型和結(jié)構(gòu)方面以如下方式設(shè)計(jì),使得最尖銳的虛擬的截錐具有至少10°、有利地至少14°的錐角或敞開角,也就是在其中呈漏斗狀敝開的錐筒縱向分段在燃燒器錐筒的縱向上在內(nèi)部在相同的壁分段上伸展的而且以最小程度相對于軸向傾斜的包殼線在包括了軸向的剖切平面上的垂直投影中構(gòu)造出至少5°、有利地為至少7°的傾斜角,其中,所述角度低于較鈍的截錐的相應(yīng)傾斜角。較鈍的虛擬的截錐在這種在殼層周向上傾斜度可變的實(shí)施方案中,具有的最大錐角或敞開角位例如最大50°,有利地為40°,也就是說,在呈漏斗狀敞開的錐筒縱向分段中沿燃燒器錐筒06的縱向在內(nèi)部在壁分段上伸展而且以最大程度相對于軸向傾斜的母線在包括了軸向的剖切平面上的垂直投影中,相對于軸線構(gòu)造出例如至多25°、有利地為至多20°的最大傾斜角。
按照這種方式針對具體的特征能夠采用的“平均”錐度或平均的“傾斜角”例如通過取均值來形成。例如通過沿周向關(guān)于整個(gè)母線的傾斜度積分平均獲得的、也就是關(guān)于相關(guān)的圓周長度加權(quán)的均值等于在延伸通過對稱軸S的平面相疊時(shí)關(guān)于所觀察的圓周分段的平均值,例如360°的圓周或通過相關(guān)的壁分段包圍的角度范圍,在壁部43或壁構(gòu)造43的內(nèi)部凸出的平均值。平均的傾斜度可以有利地為10°至20°,特別是12°至17°。
在燃燒器壁部43具有呈輻射對稱構(gòu)造的金字塔截錐或截錐的彼此扭轉(zhuǎn)包殼節(jié)段的上述實(shí)施方式的實(shí)施方案中,例如積分的平均值等于算術(shù)平均值。
在具有兩個(gè)不同傾斜度和/或具有彼此分別圍繞相對于軸向扭轉(zhuǎn)的包殼節(jié)段43.1;43.2;43.3;43.4的扇狀實(shí)施方案中,壁分段43.1;43.2;43.3;43.4分別在關(guān)于燃燒器錐筒06的周向上看第一端部的區(qū)域中,具有在燃燒器錐筒06的縱向上以相對于軸向例如傾斜例如較小的第一傾斜角伸展的母線,并且在關(guān)于燃燒器錐筒06的周向以相對于軸向程度更大的、例如圍繞例如較大的第二傾斜角傾斜伸展的母線。
在針對扇形實(shí)施方案有利的實(shí)施方式中,在偏差最大的兩個(gè)部位上的傾斜度最高以5°、有利地以最高3°彼此偏差。
在燃燒器錐筒06(錐筒分段)的在下游呈漏斗狀敞開的圓周縱向分段中,多個(gè)、例如數(shù)目為n個(gè)按照這種方式構(gòu)造有傾斜度不同的第一和第二端部的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4在燃燒器錐筒06的周向上按照這種方式分成梯級地布置,使得在周向上來看,占據(jù)第一角度范圍(例如360°/n刨去很小的重疊度δ(δ為1°至5°))的傾斜度較小的第二端部通過第二壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的與第一角度范圍關(guān)于以燃燒器縱軸作為中心的角度無空隙或以很小的角度交疊δ(重疊)相接的、相對于第一壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的第二端部傾斜度更大的第一端部來接續(xù)。關(guān)于對稱軸S通過分別相鄰的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4在周向上相疊的角分段無空隙地接續(xù),或者甚至按照上述方式稍有交疊。由此,阻止了關(guān)于對稱軸S單純沿徑向通過形成于相鄰的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4之間的沿切向的輸入開口54的流動。第二壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的第一端部在此例如在處于下游呈漏斗狀敞開的錐筒縱向分段的至少一個(gè)下游端部分段中,沿徑向相對于燃燒器縱軸線比第一壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的第二端部相距更遠(yuǎn)。
在錐筒底腳46的區(qū)域中,呈扇狀彼此相對布置的、相鄰的錐筒翼片43.1;43.2;43.3;43.4能夠以其端部分段會合或者例如像在有利的實(shí)施方案中那樣如所示地沿徑向彼此間隔地對錐筒底腳49限定邊界。在第一種情況下,其在相鄰的錐筒翼片43.1;43.2;43.3;43.4之間朝向底腳49,在優(yōu)選的第二中情況下在相鄰的錐筒翼片43.1;43.2;43.3;43.4之間朝向底腳49構(gòu)成沿切向的空氣或廢氣輸入開口54,所述廢氣輸入開口可以朝向底腳在其縫隙寬度方面變細(xì)。
在圖6和圖7中圖示出針對具有可變的傾斜度的第二變型的所介紹的實(shí)施方案的特性,其中,在圖7中通過敞開的錐筒縱向分段的兩個(gè)在軸向上彼此間隔的橫截面I-I;II-II的示意圖(例如參見圖6)內(nèi)部的虛擬的截錐包套M1;M2通過圓周線K1和K1’示出,以及外部的虛擬的截錐包殼通過圓周線K2和K2’示出。在圖6中,示出了:例如在旋轉(zhuǎn)對稱的燃燒器錐筒實(shí)施方案中,針對例如存在較小傾斜角度的內(nèi)部的虛擬的截錐(其可以作為“有效”的傾斜角度例如在旋轉(zhuǎn)對稱方面等于實(shí)際的傾斜角度),針對例如存在較大傾斜角度的外部的虛擬的截錐和通過上面提到的平均化例如在前的均值化的傾斜角
錐筒06優(yōu)選以這種有效或者平均的傾斜度實(shí)施,使得從中凸出的有效的或平均的內(nèi)部半徑或內(nèi)部直徑從上游端部朝向漏斗狀的錐筒分段的下游分段以系數(shù)4.8至5.8、特別是5.0至5.5擴(kuò)大。例如,錐筒06可以在其漏斗狀的縱向分段的下游錐筒端部上以有效或平均的直徑來實(shí)施,其為500mm至700mm,特別是為550mm至650mm。
針對上面提到的設(shè)計(jì)為在輪廓上閉合的輻射對稱的圓錐包殼的包殼分段43.1;43.2;43.3;43.4必要時(shí)以在周向上為了形成閉合的角度范圍進(jìn)行的延長以及必要時(shí)的重疊的有利情況,壁分段43.1;43.2;43.3;43.4通過例如I邊的直線金字塔截錐或直線截錐的相同大小的包殼節(jié)段43.1;43.2;43.3;43.4來給出,其中,金字塔側(cè)面的傾斜度相對于軸向在第一種情況下以及截錐包殼面的傾斜度在第二種情況下優(yōu)選等于上面提到的實(shí)際的或有效的傾斜角,也就是說,為5°至15°、特別是為7°至12°。圍繞相應(yīng)的軸例如轉(zhuǎn)過3°至10°實(shí)現(xiàn)了通過在包殼節(jié)段43.1;43.2;43.3;43.4的兩個(gè)圓周側(cè)端部上的轉(zhuǎn)動彼此不同的、相對于對稱軸S或燃燒器錐筒06或燃燒器04的縱向的傾斜度
針對實(shí)際的按照徑向?qū)ΨQ實(shí)施方案的截錐,還有針對最大的虛擬內(nèi)部截錐,優(yōu)選適用的是,燃燒器錐筒06的在包殼方面朝向外部對預(yù)混合腔室42限定邊界的內(nèi)壁部43至少在呈錐筒狀敞開的錐筒縱向分段中在其造型和結(jié)構(gòu)方面被構(gòu)造用于接納最大的虛擬的、最大可能的橫截面伸展的截錐,其例如在至少兩個(gè)沿軸向彼此間隔的橫截平面中,分別在至少三個(gè)沿周向彼此間隔的部位上貼靠在壁部43上,并且在這種最大的虛擬截錐的截錐包殼上在其沿縱向伸展的母線方面,構(gòu)造有沿周向恒定的、5°至15°、優(yōu)選7°至12°的傾斜角。
在圓周側(cè)彼此相接的、而在端部區(qū)域中沿徑向彼此間隔的包殼節(jié)段43.1;43.2;43.3;43.4的端部能夠部分地借助支撐元件68彼此相連接,進(jìn)而提高了錐筒結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。
原則上,壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的n個(gè)圓周分段u1;u2;u3;u4或包殼節(jié)段43.1;43.2;43.3;43.4在周向來看通過具有垂直于軸向伸展的、不帶拐點(diǎn)彎曲的曲線伸展的橫截平面的均勻構(gòu)件形成。
錐筒06可以在下游通過與壁部43或壁構(gòu)造43特別是材料或型面鎖合地連接的封閉元件53(例如包圍開口的封閉板53)來封閉。封閉板53可以僅被實(shí)施用于加固和/或構(gòu)造呈凸緣狀包圍壁部43或壁構(gòu)造43的端側(cè)的外部結(jié)構(gòu)的邊緣62或邊緣區(qū)域62。取而代之或附加地,可以將封閉板53以在下游遮蓋例如呈縫隙狀構(gòu)成于在周向上相鄰的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4之間的沿切向的空氣或廢氣輸入開口54地方式布置和/或?qū)嵤{借這樣構(gòu)造的邊緣62,通過輸入縫隙18進(jìn)入燃燒腔11的空氣或廢氣的渦流能夠通過對空氣或廢氣輸入開口54在端側(cè)的遮蓋來促進(jìn)沿切向的流動。
在雖然原則上獨(dú)立于余下的壁部43或壁構(gòu)造43的構(gòu)造和/或獨(dú)立于底腳方面的通流可能性、在制造技術(shù)方面有利的、而在與其他所提到的構(gòu)造特征相組合下特別有利的燃燒器錐筒06的有利實(shí)施方案中,其在周向上通過一定數(shù)目的獨(dú)立在周向上全部或分組例如材料鎖合或型面鎖合地連接的平坦的節(jié)段(例如導(dǎo)引小板、特別是扁平片材帶)來構(gòu)造,其中,例如彎曲通過兩個(gè)相鄰的結(jié)合在一起的節(jié)段適當(dāng)?shù)呐鲎瞾韺?shí)現(xiàn)。全部或分組連接的節(jié)段例如在上游端部的區(qū)域中與例如底腳46,和/或在下游的燃燒器錐筒端部的區(qū)域中例如實(shí)施有封閉元件53,例如包圍開口的封閉板53,特別是以材料鎖合或型面鎖合的方式連接。封閉板53可以被實(shí)施用于加固。
在呈漏斗狀敞開的錐筒分段中,壁部43或壁構(gòu)造43在周向上具有多個(gè)在燃燒器04的縱向上相對于燃燒器04的軸向傾斜伸展的平坦的節(jié)段,例如扁平片材帶,其在橫截面上看構(gòu)成弦狀伸展的圓周分段。
在例如在制造技術(shù)上有利的、針對包括了數(shù)目為n的壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的實(shí)施方案的實(shí)施方式中,壁分段43.1;43.2;43.3;43.4在自身方面在周向上通過數(shù)目為m個(gè)單獨(dú)的節(jié)段43.1x;43.2x;43.3x;43.4x構(gòu)成(例如參見圖7b),其中x=2至m,m∈IN,m>1,例如m>3,特別是m≥5)。m個(gè)節(jié)段43.1x;43.2x;43.3x;43.4x彼此相互連接以及在上游端部的區(qū)域中與例如底腳46和/或在下游的燃燒器錐筒的區(qū)域中,例如與封閉元件53特別是以材料鎖合或型面鎖合的方式連接。
針對上面提到的有利的情況,其中,壁分段43.1;43.2;43.3;43.4設(shè)計(jì)為在輪廓上閉合呈輻射對稱地設(shè)計(jì)錐筒包殼的包殼節(jié)段43.1;43.2;43.3;43.4,例如一個(gè)金字塔截錐的n個(gè)包殼節(jié)段43.1;43.2;43.3;43.4在自身方面例如包括節(jié)段43.1x;43.2x;43.3x;43.4x,其中,例如針對各分面的傾斜度能夠應(yīng)用針對金字塔側(cè)面的傾斜度所提到的方案。錐筒包殼在此基本上、也就是必要時(shí)刨除上面提到的些許的附件在周向上通過具有I=n*m個(gè)側(cè)面的包殼節(jié)段43.1;43.2;43.3;43.4的、規(guī)則或不規(guī)則的金字塔截錐來形成,其具有等于I的或至少部分地在幾何形狀上不同的金字塔截錐側(cè)面。
在雖然原則上獨(dú)立于壁部43或壁構(gòu)造43的余下構(gòu)造方案和/或獨(dú)立于底腳方面的可通流性和/或獨(dú)立于后續(xù)介紹的渦流輔助件、在例如流體技術(shù)方面有利的、但與其他所提到的構(gòu)造特征相結(jié)合下特別有利的燃燒器錐筒06的實(shí)施方案中,壁部43或壁構(gòu)造43可以在其環(huán)圍內(nèi)腔的壁面中包括不同于必要時(shí)沿切向的空氣輸入開口54的軸向空氣或廢氣輸入開口56;57,所述軸向空氣或廢氣輸入開口設(shè)計(jì)為例如圓孔或者設(shè)計(jì)為構(gòu)造有縫隙狀輪廓的凹部57,并且至少也能夠被具有純沿徑向指向?qū)ΨQ軸S的流動方向的流體通流。也可以設(shè)置兩種空氣或廢氣輸入開口56;57。另外,可以設(shè)置廢氣輸入開口56;57、優(yōu)選為呈縫隙狀設(shè)計(jì)的廢氣輸入開口57,其具有在邊緣側(cè)朝外擴(kuò)寬的子遮擋部58,例如瓣板58。瓣板58例如可以基本上等于相關(guān)的廢氣輸入開口56、57的形狀,并且為了調(diào)整所通過的空氣流或廢氣流而在相對于環(huán)圍閉合的包殼面的傾斜度方面有所改變,例如在相對于瓣板58沿邊緣側(cè)存在于廢氣輸入開口56;57的一側(cè)上的連接件可以彎曲。
在壁部43或壁構(gòu)造43中的沿徑向的空氣或廢氣輸入開口56;57作為進(jìn)氣噴射器起作用,并且附加地在內(nèi)壁方面有助于形成空氣墊或空氣籃和/或有助于輸送氧氣。
原則上獨(dú)立地、有利地與燃燒器04的一個(gè)或多個(gè)上面提到的有利的構(gòu)造特征相組合地,沿燃燒器04的軸向來看在下游的錐筒端部的促進(jìn)在外部從旁邊流經(jīng)燃燒器04的流體流(特別是廢氣流02)的渦流產(chǎn)生的構(gòu)造方案的實(shí)施方案實(shí)施有多個(gè)從由包圍預(yù)混合腔室的單件或多件式的錐筒包殼43以及必要時(shí)由呈凸緣狀凸出的遮蓋件61確定的、存在于燃燒器錐筒06的輸出開口13的平面中的型材的端側(cè)輪廓伸入包圍燃燒器錐筒06的腔室、特別是伸入通向在下游在后布置的燃燒腔11的輸入縫隙18中而且沿燃燒器錐筒06的周向彼此間隔的第一和/或第二阻流件59;63;64;66。所述阻流件原則上可以直接鑄型或固定在構(gòu)成錐筒包殼的壁部43或壁構(gòu)造43本身的壁上的端側(cè)端部的區(qū)域中。
阻流件59;63;64;66具有如下功能,使來自火焰的熱的燃燒氣體與在外部經(jīng)輸入縫隙18從燃燒器04旁邊經(jīng)過而流入燃燒室11中輸入空氣有效混合。相對于排流開口16的平面傾斜地或平整地伸展的、例如設(shè)計(jì)為導(dǎo)引翼片59;63;64;66的阻流件59;63;64;66在此起干擾作用地撕扯經(jīng)過輸入縫隙18進(jìn)來的空氣流和/或燃燒器錐筒06中的基本上旋轉(zhuǎn)對稱的錐形流,并且與錐形流一起撕扯基本上旋轉(zhuǎn)對稱的火焰,并且由此將來自燃燒器內(nèi)部和輸入縫隙18的氣體流加以混合。
在燃燒器錐筒06的有利的、例如與扇形的構(gòu)造方案相結(jié)合下特別有利的實(shí)施方案中,從型材中朝外伸出的阻流件59;63;64;66作為在下游端部封閉燃燒器錐筒06的封閉板53的一部分鑄型于其上或者以型面鎖合或材料鎖合的方式固定于其上。
在錐筒包殼上或在封閉板53上鑄型的或固定的阻流件59;63;64例如作為導(dǎo)引翼片59;63;64由扁平片材形成,扁平片材平整地實(shí)施或者實(shí)施有至少一個(gè)平整的分段,其中,阻流件以所述或至少一個(gè)其平整的分段優(yōu)選相對于排流開口16的與軸向垂直而置的平面傾斜布置。例如,實(shí)施為導(dǎo)引翼片59;63;64的阻流件59;63;64在其一側(cè)上在邊緣側(cè)以如下方式相關(guān)聯(lián)地實(shí)施或連接有封閉板53,使得封閉板為了調(diào)整渦流而或多或少彎曲。
例如能夠?qū)?shí)施為第一導(dǎo)引翼片59的阻流件59以一個(gè)邊緣布置在遮蓋片62的在端側(cè)封閉沿切向的空氣或廢氣輸入開口54的分段的邊緣分段上。
取而代之或附加地,能夠?qū)?shí)施為平坦的導(dǎo)引翼片59的第二阻流件63;64以一個(gè)邊緣布置在遮蓋片62的對壁部43或壁構(gòu)造43在壁分段43.1;43.2;43.3;43.4的區(qū)域中加以遮蓋的分段的邊緣分段上。
導(dǎo)引翼片59;63;64、特別是第一導(dǎo)引翼片59原則上能夠全部從排流開口16的平面中出來,朝向下游或下游、或也優(yōu)選一部分朝向上游并且另一部分朝向下游指向。導(dǎo)引翼片59;63;64、特別是第二導(dǎo)引翼片63;64能夠作為導(dǎo)引翼片63;64在周向上來看,布置在在沿徑向從遮蓋片62中伸出的分段66的兩側(cè),其中,例如其中一個(gè)從排流開口16的平面中伸出指向下游,而另一個(gè)指向上游。
上面提到的、用于后續(xù)處理的裝置01包括了按照上述實(shí)施方案的、具有上面有利地提出的特征中的一個(gè)或多個(gè)的組合。
在裝置01的改進(jìn)方案中,燃燒腔11在其內(nèi)部具有算作腔室的渦流產(chǎn)生裝置67,例如撞擊片67。設(shè)計(jì)為撞擊片67的渦流產(chǎn)生裝置67例如平行于燃燒器04的排流開口16的平面并且基本上與燃燒器04的軸向同中心地延伸。
附圖標(biāo)記列表
01 裝置
02 流體流、廢氣流、原料氣流
03 燃料流
04 燃燒器、錐筒燃燒器
05 -
06 燃燒器錐筒
07 燃料輸送裝置、燃料噴嘴
08 純凈氣體流
08’ 純凈氣體流
09 原料氣腔室
10 -
11 燃燒腔
12 設(shè)備、生產(chǎn)和/或加工設(shè)備、燃燒設(shè)備
13 輸出開口(06)
14 排流開口(11)
15 -
16 排流開口(11)
17 燃燒腔壁
18 輸入縫隙
19 原料氣輸入部
20 -
21 流動橫截面
22 燃燒腔壁
23 包套、外包套
24 換熱器
25 -
26 管(24)
27 收集和排流腔室
28 純凈氣體排流部
29 旁通引導(dǎo)部
30 -
31 調(diào)整元件、瓣板
32 氣體給送機(jī)構(gòu)
33 用于回收熱量的裝置
34 調(diào)整機(jī)構(gòu)、調(diào)整驅(qū)動裝置
35 -
36 換熱器
37 載熱流體流、加熱流體回路
38 調(diào)整機(jī)構(gòu)、調(diào)整驅(qū)動裝置
39 調(diào)整元件、瓣板
40 -
41 煙道
42 預(yù)混合腔室
43 壁部、壁構(gòu)造
44 燃料輸出部
45 -
46 底腳分段、錐筒底腳、法蘭、法蘭環(huán)
47 加裝構(gòu)件、法蘭
48 穿通引導(dǎo)部
49 錐筒底部
50 -
51 導(dǎo)引元件、導(dǎo)引片
52 穿通引導(dǎo)部
53 封閉元件、封閉板
54 空氣輸入開口、廢氣輸入開口,沿切向的
55 -
56 廢氣輸入開口
57 廢氣輸入開口
58 子遮蓋件、瓣板
59 阻流件、導(dǎo)引翼片
60 -
61 遮蓋件
62 邊緣
63 阻流件、導(dǎo)引翼片
64 阻流件、導(dǎo)引翼片
65 -
66 阻流件、導(dǎo)引翼片
67 渦流產(chǎn)生裝置、撞擊片
68 支撐元件
K1 圓周線
K1 圓周線
M1 截錐包殼
M2 截錐包殼
S 對稱軸
u1 圓周線
u2 圓周線
u3 圓周線
u4 圓周線
傾斜角,實(shí)際的、有效的
傾斜角
傾斜角
傾斜角,平均的