專利名稱：燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1和2的前序部分所述的燃燒器。
具有預(yù)混合功能的燃燒器的工作范圍尤其在燃?xì)廨啓C(jī)中受到自激勵(lì)的火焰波動(dòng)的限制。
這種燃燒不穩(wěn)定性可以積極地例如通過提高引燃火焰的功率、或消極地例如通過共振器來抑制。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種燃燒器，在該燃燒器上可以簡(jiǎn)單的方式和方法來擴(kuò)展穩(wěn)定燃燒的范圍。
上述目的通過如權(quán)利要求1或2所述的燃燒器來實(shí)現(xiàn)。對(duì)該燃燒器的其他有利的擴(kuò)展設(shè)計(jì)可由從屬權(quán)利要求中獲得。
下面借助附圖所示實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)說明。附圖中

圖1示出一燃燒器；圖2為圖1所示燃燒器的局部放大視圖；圖3示出了用于本發(fā)明構(gòu)造的燃燒器的旋流葉片；圖4示出了用于本發(fā)明構(gòu)造的燃燒器的旋流葉片；圖5示出了流動(dòng)的燃料(空氣-燃?xì)饣旌衔?的流動(dòng)矢量；圖6示出了沿圖2中線VI-VI剖切的剖視圖。
圖1示出了尤其用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器1，尤其是預(yù)混合燃燒器1。該燃燒器1具有燃燒器縱軸線46，沿此燃燒器縱軸線46在中間例如設(shè)有擴(kuò)散式燃燒器或引燃式燃燒器43。在預(yù)混合操作中，引燃式燃燒器43運(yùn)行用于支持燃燒器1。
在所述擴(kuò)散式燃燒器43的徑向端部49，燃料7和/或空氣4通過例如朝向縱軸線46的環(huán)圈形通道13(參見圖6)被輸入預(yù)混合區(qū)段10和/或燃燒腔室19。代替空氣也可輸入氧氣或與燃料7形成可燃的燃料-氣體混合物的另一種燃?xì)?。例如先將空?輸入通道13，然后再將燃料7輸入該通道。
空氣4在通道13內(nèi)流動(dòng)或至少流經(jīng)旋流葉片16，此處，旋流葉片16將例如燃料7導(dǎo)引到通道13中。
旋流葉片16被設(shè)置成例如圍繞燃燒器縱軸線46、尤其等距離地圍繞燃燒器縱軸線(圖6)。空氣4和燃料7在圖1中用點(diǎn)劃線示出的預(yù)混合區(qū)段10內(nèi)相互混合。
當(dāng)然也可先將燃料7輸入通道13中，然后再將空氣4輸入該通道中。
圖2示出了帶有環(huán)圈狀通道13的擴(kuò)散式/引燃式燃燒器43的徑向端部49。通過至少兩個(gè)燃料噴嘴31將燃料7輸入通道13中，并使其沿流動(dòng)方向88流過該通道。
優(yōu)選使燃料通過設(shè)置在旋流葉片16上的燃料噴嘴31輸入。
也可通過其他分配單元將燃料7輸入通道13中。
按照現(xiàn)有技術(shù)，由于燃料濃度的分布如附圖標(biāo)記58所示，將導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定。沿徑向55、即沿垂直于縱軸線46的方向燃料濃度近乎相同。
按照本發(fā)明，通過使燃料濃度的分布如附圖標(biāo)記52所示，至少在燃燒器1運(yùn)行的某一時(shí)刻燃料濃度沿徑向55不均勻，從而可減小燃燒波動(dòng)的強(qiáng)度。
借此可擴(kuò)展燃燒器1的工作范圍。
燃料濃度例如沿徑向55看從中心出發(fā)、即從燃燒器縱軸線46出發(fā)向外變化，尤其是例如使其線性減小或增大。
當(dāng)然也可以非線性減小或增大。
圖3示出了可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的旋流葉片16。
也可如此擴(kuò)大所述燃燒器的工作范圍，即，使流動(dòng)介質(zhì)(例如空氣4/燃料7的混合物)的流出角α、即合成速度和環(huán)周速度之間的角度(參見圖5)具有與燃料7濃度相近似的分布，也就是說使流出角α從燃燒器縱軸線46向外看例如沿徑向55從最大值減小到最小值或者從最小值增大到最大值。這例如可以如圖4所示通過旋流葉片16的扭轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。
流出角α也是在通道內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)(空氣、氧氣、燃料、它們的混合物)的流動(dòng)方向與法向矢量是燃燒器縱軸線46的平面之間的夾角。
還可以同時(shí)將燃料濃度按附圖標(biāo)記52所示分布與流出角α的分布相互結(jié)合起來，以便擴(kuò)展和改善燃燒器1的工作范圍。
圖3示出了一種用于本發(fā)明燃燒器1的旋流葉片16。
旋流葉片16具有入流邊緣67和出流邊緣70。在通道13內(nèi)，介質(zhì)沿流動(dòng)方向88先流過入流邊緣67，然后流過出流邊緣70。
在入流邊緣67的區(qū)域內(nèi)設(shè)有芯體段73，該段內(nèi)設(shè)有用于燃料7的輸入通道64。輸入通道64例如是盲孔。沿徑向55看，平行于出流邊緣70地在輸入通道64中設(shè)置有一些代表燃料噴嘴31的孔眼。燃料7通過這些燃料噴嘴31進(jìn)入通道13中。安裝在燃燒器中的旋流葉片16的各燃料噴嘴31的孔眼的直徑沿徑向55按照燃料濃度分布52相應(yīng)改變，例如沿徑向55由內(nèi)向外逐漸減小。
流經(jīng)旋流葉片16的介質(zhì)具有流出角α。
圖4示出用于本發(fā)明燃燒器1的另一種旋流葉片16。
這種旋流葉片16例如在其尺寸和燃料噴嘴31的分布方面構(gòu)造成和圖3所示的旋流葉片相同。
此外，葉身61可圍繞扭轉(zhuǎn)軸線76進(jìn)一步扭轉(zhuǎn)。
扭轉(zhuǎn)軸線76與流動(dòng)方向88之間形成不為零、尤其可為90°的夾角。
燃?xì)饣蛉剂?空氣混合物在旋流葉片16上從入流邊緣67流向出流邊緣70，且沿徑向55看具有不同的流出角α，也就是說，沿燃料輸入通道64的縱軸線方向看過去，在出流邊緣70區(qū)域內(nèi)在旋流葉片16的一端形成的流出角α1與另一端形成的流出角α2不同(不等于α1)。尤其可使流出角α線性減小。當(dāng)然也可將其設(shè)計(jì)成非線性增大或減小。
使流出角α沿徑向55如此分布同樣可抑制燃燒的不穩(wěn)定性，從而可擴(kuò)展燃燒器1的工作范圍。
在通道13中，流經(jīng)旋流葉片16的流動(dòng)介質(zhì)的流向與通道13內(nèi)的流動(dòng)方向88之間形成流出角α。
旋流葉片16既可被扭轉(zhuǎn)也可具有不同直徑的燃料噴嘴。
圖5示出了通道13內(nèi)的流動(dòng)燃?xì)獾母髁鲃?dòng)矢量的分布。矢量79表示子午流速分量，矢量82表示環(huán)周速度，由此得出合成速度矢量85。合成速度85與環(huán)周速度82之間的角度就是流出角α。角度90°-α是余角。
流出角α也是流動(dòng)介質(zhì)的流動(dòng)方向與垂直于燃燒器縱向軸線46的平面之間的夾角。
權(quán)利要求
1.一種燃燒器(1)，其中，至少一種燃料(7)沿流動(dòng)方向(88)被輸入該燃燒器，在此，所述燃料(7)在垂直于所述流動(dòng)方向(88)的平面內(nèi)具有一種濃度分布(58)，其特征在于，使所述濃度分布(52)不均勻，以避免在所述燃燒器(1)工作時(shí)燃燒不穩(wěn)定。
2.一種燃燒器(1)，其中，將空氣和/或氧氣(4)沿流動(dòng)方向(88)輸入該燃燒器，在此，所述空氣和/或氧氣(4)在垂直于所述流動(dòng)方向(88)的平面內(nèi)具有一種流出角分布，其特征在于，使所述流出角分布不均勻，以避免在所述燃燒器(1)工作時(shí)燃燒不穩(wěn)定。
3.如權(quán)利要求1或2所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器(1)具有燃燒器縱軸線(46)；所述燃燒器(1)設(shè)有垂直于燃燒器縱軸線(46)的徑向(55)；所述燃料(7)的濃度分布(52)沿所述徑向(55)改變。
4.如權(quán)利要求3所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器(1)具有表示所述燃燒器(1)的內(nèi)部區(qū)域的燃燒器縱軸線(46)；并且所述燃料(7)的濃度分布(52)由內(nèi)向外減小。
5.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述燃料(7)被輸送到一通道(13)內(nèi)；空氣(4)和/或氧氣也被輸送到所述通道(13)內(nèi)。
6.如權(quán)利要求2所述的燃燒器，其特征在于，所述空氣和/或氧氣(4)被輸送到一通道(13)內(nèi)；所述燃料(7)也被輸送到所述通道(13)內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器(1)具有燃燒器縱軸線(46)；所述燃料(7)或空氣或氧氣(4)被輸送到一通道(13)內(nèi)；所述通道(13)圍繞所述燃燒器縱軸線(46)呈環(huán)圈狀。
8.如權(quán)利要求1或2所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器(1)具有燃燒器縱軸線(46)；所述燃燒器(1)設(shè)有垂直于該燃燒器縱軸線(46)的徑向(55)；所述燃燒器(1)具有介質(zhì)在內(nèi)部流動(dòng)的一通道(13)；所述流動(dòng)介質(zhì)在其流動(dòng)方向和垂直于所述燃燒器縱軸線(46)的平面之間形成沿所述徑向(55)改變的流出角(α)。
9.如權(quán)利要求8所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器(1)具有表示所述燃燒器(1)內(nèi)部區(qū)域的燃燒器縱軸線(46)；所述流出角(α)沿徑向(55)由內(nèi)向外減小。
10.如權(quán)利要求5或6所述的燃燒器，其特征在于，燃料-氣體混合物流入所述通道(13)內(nèi)。
11.如權(quán)利要求1或2所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器(1)是燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。
12.如權(quán)利要求1或2所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器(1)具有擴(kuò)散式燃燒器或引燃式燃燒器(43)。
13.如權(quán)利要求1或2所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器(1)是預(yù)混合燃燒器。
14.如權(quán)利要求1或2所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器(1)具有一通道(13)；在該通道(13)內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)旋流葉片(16)。
15.如權(quán)利要求14所述的燃燒器，其特征在于，所述燃料(7)通過所述旋流葉片(16)中的至少一個(gè)燃料噴嘴(31)被輸入所述通道(13)中。
16.如權(quán)利要求15所述的燃燒器，其特征在于，所述旋流葉片(16)具有直徑各不相同的燃料噴嘴(31)，借此使所述燃料(7)的濃度分布(52)不均勻。
17.如權(quán)利要求16所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器(1)具有表示所述燃燒器(1)的內(nèi)部區(qū)域的燃燒器縱軸線(46)；所述燃燒器(1)具有垂直于該燃燒器縱軸線(46)的徑向(55)；所述裝在旋流葉片(1 6)中的所述燃料噴嘴(31)的直徑沿所述徑向(55)由內(nèi)向外逐漸減小。
18.如權(quán)利要求1或2所述的燃燒器(1)，其特征在于，所述燃燒器(1)具有至少一個(gè)旋流葉片(16)，其中，所述旋流葉片(16)具有葉身(61)，該葉身圍繞扭轉(zhuǎn)軸線(76)扭轉(zhuǎn)，使得沿所述流動(dòng)方向(88)流經(jīng)所述旋流葉片(16)的燃?xì)庋厮鋈~身(61)的與所述流動(dòng)方向(88)成不為零的夾角的邊緣具有不同的流出角(α)。
19.如權(quán)利要求18所述的燃燒器(1)，其特征在于，所述燃燒器(1)具有一表示所述燃燒器(1)的內(nèi)部區(qū)域的燃燒器縱軸線(46)；所述燃燒器(1)具有垂直于該燃燒器縱軸線(46)的徑向(55)；流經(jīng)旋流葉片(16)的燃?xì)庋貜较?55)在所述旋流葉片(16)上有不同的流出角(α)，所述流出角(α)沿徑向(55)由內(nèi)向外減小。
全文摘要
現(xiàn)有的燃燒器在一定的工作范圍內(nèi)呈現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定性?；谶@種不穩(wěn)定性，燃燒器的工作范圍受到限制。本發(fā)明的燃燒器(1)中燃料(7)的濃度分布為沿徑向(55)由內(nèi)向外減小。
文檔編號(hào)F23R3/34GK1678871SQ03820722
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月2日
發(fā)明者彼得·貝倫布林克, 馬爾蒂·布洛邁耶, 沃納·克雷布斯, 伯恩德·普拉德, 霍爾格·斯特里布 申請(qǐng)人:西門子公司