Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Sie betrifft auch einen Brenner zur Durchführung dieses Verfahrens.
Stand der Technik
[0002] Motiviert durch das nahezu weltweite Bestreben hinsichtlich der Reduzierung des Ausstosses
von Treibhausgasen in die Atmosphäre, nicht zuletzt festgelegt im so genannten Kioto-Protokoll,
soll die im Jahre 2010 zu erwartende Emission von Treibhausgasen auf den gleichen
Stand reduziert werden wie im Jahre 1990. Zur Umsetzung dieses Vorhabens bedarf es
grosser Anstrengungen, insbesondere den Beitrag an anthropogen-bedingten CO
2-Freisetzungen zu reduzieren. Etwa ein Drittel des durch den Menschen in die Atmosphäre
freigesetzten CO
2 ist auf die Energieerzeugung zurückzuführen, bei der die zumeist fossilen Brennstoffe
in Kraftwerksanlagen zur Stromerzeugung verbrannt werden. Insbesondere durch den Einsatz
moderner Technologien sowie durch zusätzliche politische Rahmenbedingungen kann auf
dem Energie erzeugenden Sektor ein erhebliches Einsparungspotential zur Vermeidung
eines weiter zunehmenden CO
2-Ausstosses erzielt werden.
[0003] Eine an sich bekannte und technisch beherrschbare Möglichkeit die CO
2-Emission in Verbrennungskraftwerken zu reduzieren, besteht im Entzug von Kohlenstoff
aus den zur Verbrennung gelangenden Brennstoffen, die noch vor Einleiten derselben
in die Brennkammer bewerkstelligt werden. Dies setzt entsprechende Brennstoffvorbehandlungen
voraus, dass beispielsweise die teilweise Oxidation des Brennstoffes mit Sauerstoff
und/oder eine Vorbehandlung des Brennstoffes mit Wasserdampf in Verbindung gebracht
wird. Derartig vorbehandelte Brennstoffe weisen zumeist einen grossen Anteil von H
2 und CO auf, und verfügen je nach Mischungsverhältnissen über Heizwerte, die in der
Regel unter jenen von natürlichem Erdgas liegen. In Abhängigkeit ihres Heizwertes
werden derartig synthetisch hergestellten Gase als Mbtu- oder Lbtu-Gase bezeichnet,
die sich nicht ohne weiteres für den Einsatz in herkömmlichen, für die Verbrennung
von Naturgasen wie Erdgas konzipierte Brenner eignen, wie sie beispielsweise der
EP 0 321 809 B1,
EP 0 780 629 A2,
WO 93/17279 sowie der
EP 1 070 915 A1 entnehmbar sind. In allen vorstehenden Druckschriften, welche einen integrierenden
Bestandteil der vorliegenden Beschreibungen sind, sind Brenner vom Typ der Brennstoffvormischung
beschrieben, bei denen jeweils eine sich in Strömungsrichtung konisch erweiternde
Drallströmung aus Verbrennungsluft und beigemischtem Brennstoff erzeugt wird, die
in Strömungsrichtung nach Austritt aus dem Brenner möglichst nach Erreichen eines
homogenen Luft-Brennstoff-Gemisches durch den zunehmenden Drall instabil wird und
in eine ringförmige Drallströmung mit Rückströmung im Kern übergeht.
[0004] Je nach Brennerkonzept sowie in Abhängigkeit der Brennerleistung wird der sich im
Inneren des Vormischbrenners ausbildenden Drallströmung flüssiger und/oder gasförmiger
Brennstoff zur Ausbildung eines möglichst homogenen Brennstoff-Luftgemisches eingegeben.
Gilt es jedoch, wie vorstehend erwähnt, zu Zwecken einer reduzierten Schadstoff-,
insbesondere CO
2-Emission synthetisch aufbereitete, gasförmige Brennstoffe alternativ zu oder in Kombination
mit der Verbrennung herkömmlicher Brennstoffarten einzusetzen, so ergeben sich besondere
Anforderungen an die konstruktive Auslegung herkömmlicher Vormischbrennersysteme.
So erfordern Synthesegase zur Einspeisung in Brennersysteme einen vielfachen Brennstoff-Volumenstrom
gegenüber vergleichbaren mit Erdgas betriebenen Brennern, so dass sich deutlich unterschiedliche
Strömungsimpulsverhältnisse ergeben. Aufgrund des hohen Anteils an Wasserstoff im
Synthesegas und der damit verbundenen niedrigen Zündtemperatur und hohen Flammengeschwindigkeit
des Wasserstoffes, besteht eine hohe Reaktionsneigung des Brennstoffes, die zu einer
erhöhten Rückzündgefahr führt. Um dies zu vermeiden, gilt es die mittlere Verweilzeit
von zündfähigem Brennstoff-Luftgemisch innerhalb des Brenners möglichst zu reduzieren.
[0005] In der
WO 2006/058843 A1 sind ein Verfahren sowie ein Brenner zur Verbrennung von gasförmigen, flüssigen sowie
von Wasserstoff enthaltenden oder aus Wasserstoff bestehenden Brennstoff, kurz Synthesegas,
bekannt geworden. In diesem Fall wird ein Vormischbrenner, der auch als Doppelkegelbrenner
bekannt geworden ist, mit nach geschalteter Mischstrecke gemäss der
EP 0 780 629 A2 eingesetzt, der in Figur 2a und b in Längsschnittdarstellung schematisiert dargestellt
ist. Die Vormischbrenneranordnung sieht einen sich in Brennerlängsachse konisch erweiternden
Drallerzeuger 1 vor, der von Drallschalen 2 begrenzt ist. Axial sowie koaxial um die
Brennerachse A des Drallerzeugers 1 sind Mittel zur Einspeisung von Brennstoff vorgesehen.
So gelangt Flüssigbrennstoff B
fl durch eine längs der Brennerachse A am Ort des kleinsten Innendurchmessers des Drallerzeugers
1 positionierte Einspritzdüse 3 in den Drallraum. Längs tangentialer Lufteintrittsschlitze
4, über die Verbrennungsluft L mit tangentialer Strömungsrichtung in den Drallraum
eintritt, wird gasförmiger Brennstoff B
g, vorzugsweise Erdgas, der Verbrennungsluft L beigemischt. Zusätzlich sind Eindüsungsvorrichtungen
5 vorgesehen (siehe Fig. 2b), die der weiteren Einspeisung von Synthesegas B
H2 dienen.
[0006] Das sich innerhalb des Drallerzeugers 1 ausbildende Brennstoff-Luftgemisch gelangt
als Drallströmung durch einen Übergangsabschnitt 6, der die Drallströmung stabilisierende
Strömungsmittel 7 vorsieht, in ein Mischrohr 8, in dem eine vollständig homogene Durchmischung
des sich ausbildenden Brennstoff-Luftgemisches erfolgt, bevor das zündfähige Brennstoff-Luftgemisch
innerhalb einer sich stromab an das Mischrohr 8 anschliessenden Brennkammer B gezündet
wird. Aufgrund einer unsteten Strömungsquerschnittsvergrösserung beim Übergang vom
Mischrohr 8 in die Brennkammer B platzt die Drallströmung des durchmischten Brennstoff-Luftgemisches
unter Ausbildung einer Rückströmzone in Form einer Rückströmblase RB auf, in der sich
eine räumlich stabile Flammenfront einstellt.
[0007] Das sich längs des Brenners ausbildende Strömungsprofil ist in Fig. 2a dargestellt,
das sich durch ein deutliches Geschwindigkeitsmaximum längs zur Brennerachse A auszeichnet,
dessen Betrag zumeist drei bis vier mal über jenen Strömungsgeschwindigkeiten liegt,
die sich nahe der Brennerwand auszubilden vermögen. Aufgrund dieses drastischen Geschwindigkeitsunterschiedes
zwischen Brennerachse und Brennerwand stellen sich nahe der Brennerwand lokale Strömungswirbel
ein, die zu lokalen Brennstoffkonzentrationen führen und insbesondere im Fall einer
zusätzlichen Einspeisung von Synthesegas aufgrund des durch den Wasserstoffanteil
bedingten hohen Zündpotentials zu einer erhöhten Flammenrückzündgefahr beitragen,
die es zu vermeiden gilt. Um die Gefahr der Flammenrückzündung zu verringern, sind
daher an sich bekannte Filmlochöffnungen längs des Mischrohrs vorgesehen, über die
Zuluft längs der Innenwand des Mischrohrs zur Ausbildung eines wandnahen Luftfilmes
eingespeist wird.
[0008] Um zu vermeiden, dass das wasserstoffhaltige Synthesegas in Brennerwand nahe Bereiche
gelangt, wird das Synthesegas B
H2 gemäss der schematischen Längsschnittdarstellung in Fig. 2b etwa unter 60° zur Brennerlängsachse
A in den Drallraum des Drallerzeugers 1 ausgebracht. Insbesondere wasserstoffreiche
Brennstoffe mit Wasserstoffanteilen von > 50% weisen typischerweise sehr hohe Flammengeschwindigkeiten
auf und verfügen darüber hinaus über einen sehr viel geringeren volumenspezifischen
Wärmeheizwert (MJ/m
3), so dass es sehr viel grössere Mengen an Wasserstoff enthaltenden Brennstoff bedarf,
die dem Brenner zum Erreichen einer gewünschten leistungsbezogenen Verbrennungswärme
zugeführt werden müssen. So zeigt sich insbesondere bei so genannten Hochdruckversuchen,
dass bereits im Drallraum bzw. längs der Mischstrecke des Brenners Zünderscheinungen
auftreten, die auf eine unzureichende Durchmischung des mit grossem Volumenstrom in
den Brenner eingespeisten wasserstoffhaltigen Brennstoffes zurückzuführen sind. Selbst
in Fällen, in denen keine Rückzünderscheinungen auftreten, sorgt eine unzureichende
Vermischung des den Wasserstoff enthaltenden Synthesegases und der Verbrennungsluft
für eine diffusionsähnliche Verbrennung, die letztlich zu erhöhten Stickoxydemissionen
führt. Es besteht daher der Wunsch den Anforderungen zur Vermeidung von Rückzünderscheinungen
sowie den im Lichte immer strenger werdenden Umweltanforderungen geforderten NO
x-Emissionsgrenzen zu entsprechen.
[0009] Die Nachteile, die mit dem bisher bekannten Vormischbrennerkonzept verbunden sind,
werden nachfolgend in nicht abschliessender Form stichpunktartig zusammengefasst:
- 1. Es bestehen unzureichende Vorkehrungen zur Vermeidung von Flammenrückzündereignissen,
die u.a. auf eine unzureichende Strömungsabstimmung zwischen dem in den Brennerraum
einzuspeisenden Wasserstoff enthaltenden Brennstoffstrom und der sich innerhalb des
Drallerzeugers ausbildenden Brennstoff-Luft-Drallströmung zurückzuführen sind.
- 2. Überhöhte NOx-Emissionen, die sich als Folge einer zusätzlichen Brennstoffanreicherung von Synthesegas
längs der Brennerachse und einer damit verbundenen Temperaturerhöhung einstellen.
- 3. Komplizierte Bauform der Brenneranordnung aufgrund einer Vielzahl in den Drallraum
zugeführter Brennstoffleitungen, die jeweils über separate Brennstoffverteilerkreise
gespeist werden, die allesamt mit ursächlich für eine unzureichende, vorstehend bezeichnete
Strömungsabstimmung sind.
- 4. Die Leistungsvariation des Brenners durch Variation der Brennstoffzuführung ist
sehr begrenzt, zumal sich Brennerinstabilitäten ausbilden, die sich u.a. durch das
Auftreten von Brennkammerpulsationen auszeichnen.
Darstellung der Erfindung
[0010] Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, ein Verfahren zum Betrieb eines Vormischbrenners sowie auch einen Vormischbrenner
selbst anzugeben, bei dem die obigen Nachteile vermieden werden sollen. Ferner gilt
es beim Betrieb mit einem Wasserstoff enthaltenden Brennstoff, einem so genannten
Synthesegas, für eine verbesserte Durchmischung mit der Brennerluftdrallströmung sowie
für stabilere Strömungsverhältnisse innerhalb des Brenners zu sorgen.
[0011] Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben.
Gegenstand des Anspruches 7 ist eine lösungsgemäss ausgebildete Vorrichtung. Den Erfindungsgedanken
vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren
Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Sämtliche
Ansprüche sind Bestandteil der weiteren Beschreibung.
[0012] Die dem lösungsgemässen Verfahrensprinzip zum Betrieb eines Vormischbrenners zugrunde
liegende Idee macht sich sowohl die Eigenschaften des den Wasserstoff enthaltenden
Brennstoffes als auch die Charakteristika des vorstehend bezeichneten Vormischbrenners
zur eigenen, um das erklärte Ziel zu realisieren, nämlich das Erreichen möglichst
geringer Emissionswerte ohne das Auftreten von Flammenrückzündungsereignissen und
dies bei nur geringen oder gegebenenfalls vernachlässigbaren Brennerinstabilitäten.
[0013] So werden der geringe volumenspezifischen Wärmeheizwert und der dadurch erforderliche
größere Volumenstrom sowie die geringe Dichte des Wasserstoff enthaltenden Synthesegases
vorteilhaft insofern genutzt, indem einerseits der grosse Synthesegas-Volumenstrom
zur gezielten Anhebung der Strömungsgeschwindigkeit im brennerwandnahen Strömungsbereiche,
um das Flammenrückzündrisiko stromab des Übergangsabschnittes zu reduzieren. Zum anderen
trägt die nur geringe Brennstoffdichte des Synthesegases zu einer verbesserten Durchmischung
mit der der Drallströmung der Verbrennungsluft bei, indem Zentrifugalkräfte innerhalb
der Drallströmung genutzt werden, um eine radiale Durchmischung des Synthesegases
mit der Verbrennungsluft zu ermöglichen. Wird Synthesegas in radial aussen liegende
Bereichen der Drallströmung zugeführt, so erfolgt aufgrund der schwereren Luftanteile,
die durch die innerhalb der Drallströmung wirkenden Zentrifugalkräfte radial nach
aussen getrieben werden, eine Verdrängung des leichteren Synthesegases in achsnahe
Bereiche relativ zur Brennerachse.
[0014] Auf Basis der vorstehenden Überlegungen zeichnet sich ein lösungsgemässes Verfahren
zur Verbrennung von Wasserstoff enthaltenden oder aus Wasserstoff bestehenden gasförmigen
Brennstoff, kurz Synthesegas, mit einem Brenner gemäss dem Oberbegriff des Anspruches
1 dadurch aus, dass das Synthesegas innerhalb des Bereiches des Übergangsabschnittes
in die Brennstoff-Luft-Drallströmung eingespeist wird.
[0015] Der Übergangsabschnitt zwischen dem Bereich des Drallerzeugers und dem sich stromab
anschliessenden Mischrohrs dient in erster Linie einer weitgehend verlustfreien Überführung
der sich innerhalb des Drallerzeugers in Brennerlängsachse konisch aufweitenden Drallströmung
in eine längs des Mischrohrs mit gleich bleibendem Strömungsquerschnitt ausbreitenden,
zylinderförmigen Drallströmung. Die Überführung der Strömungsform in eine zylinderförmige
Drallströmung erfolgt mittels längs des Übergangsabschnittes vorgesehenen Strömungsleitblechen
bzw. Strömungsleitkonturen. Trotz aller Massnahmen für eine möglichst verlustfreie
Strömungsüberführung, trägt insbesondere der Übergangsabschnitt massgeblich dazu bei,
dass die Strömungsgeschwindigkeit in Wand nahen Bereichen längs des Mischrohrs verglichen
zur Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Brenner- bzw. Mischrohrachse viel geringer
ist. Lösungsgemäss wird daher vorgeschlagen, am Ort, der ursächlich für eine Strömungsgeschwindigkeitsreduzierung
längs der Brenner- bzw. Mischrohrwand ist, Massnahmen zu treffen, um die Strömungsgeschwindigkeit
in diesem Bereich zu erhöhen. Wie vorstehend ausgeführt, eignet sich Synthesegas aufgrund
seiner ihm zu eigenen hohen Volumenflussrate besonders gut, wandnahe Strömungsbereiche
gezielt im Strömungsverhalten zu beschleunigen. Die gezielte Einspeisung des Wasserstoff
enthaltenden Synthesegases längs des Übergangsabschnittes erfolgt lösungsgemäss derart,
dass die zusätzliche Brennstoffeinspeisung in Richtung der ohnehin den Übergangsabschnitt
passierenden Drallströmung beigemischt wird, d.h. das Synthesegas wird mit einer zur
im Inneren des Brenners sich ausbildenden Drallströmung passend gewählten tangentialen
sowie auch radialen Strömungskomponente relativ zur Brennerlängsachse eingespeist.
Hierbei gilt es, die Brennstoffeinspeisung derart vorzunehmen, dass eine Strömungsirritation
der sich bereits innerhalb des Brenners ausgebildeten Brennstoff-Luft-Drallströmung
minimal ist. So wird die Brennstoffeindüsung auf lokale Strömungswinkel angepasst,
um das Flammenrückschlagrisiko aufgrund erhöhter Turbulenz zu vermeiden. Zu Zwecken
einer verbesserten Durchmischung ist es zudem vorteilhaft, die Synthesegaseinspeisung
längs des Übergangsabschnittes mit einer RadialKomponente vorzunehmen, d.h. mit einer
Winkelkomponente quer zur anliegenden Strömungsrichtung der Drallströmung, so dass
das eingespeiste Synthesegas möglichst effektiv mit der Brennstoff-Luft-Drallströmung
durchmischt wird. Jedoch würde andererseits eine zu stark ausgeprägte Radialkomponente,
d.h. ein zu groß gewählter Winkel zwischen Brennerachse und Synthesegaseinspeiserichtung,
das strömungsdynamische Ausbreitungsverhalten der Drallströmung zu stark beeinträchtigen,
wodurch sich lokale, bevorzugt wandnahe Strömungswirbel ausbilden und das Flammenrückschlagrisiko
erhöht wird. Es zeigt sich, dass die Synthesegaseinspeisung mit einem Kompromiss zwischen
einer effektiven Beschleunigung wandnaher Strömungsbereiche zum Zwecke der Reduzierung
des Flammenrückschlagrisikos und einer möglichst guten Durchmischung mit der Drallströmung
vorgenommen werden muss.
[0016] Auch aus einem weiteren Grund eignet sich der Übergangsabschnitt für die Eindüsung
eines zusätzlichen Synthesegasstromes, zumal der Übergangsabschnitt von einem mit
einer ausreichend grossen Wanddicke ausgebildeten Übergangsstück begrenzt ist, durch
das eine Vielzahl einzelner Austrittsöffnungen für die Synthesegaszuführung vorgesehen
werden kann. Die Ausbildung der Austrittsöffnungen sowie die einzelnen mit den Austrittsöffnungen
verbundenen Synthesegaszuführungskanäle kann nach Form und Lage ohne jegliche konstruktive
Einschränkungen nahezu beliebig vorgenommen werden, zumal das Übergangsstück ausreichend
Platz für diese Massnahmen bietet.
[0017] Auch ist es möglich, durch bereits längs des Übergangsabschnittes verteilt angeordnete,
so genannte Filmlöcher, durch die üblicherweise Luft eingespeist wird, die sich als
Luftfilm längs der Brenner- bzw. Mischrohrwand anschmiegt, zur Einspeisung von Synthesegas
zu verwenden. Auf diese Weise ist es möglich, eine andauernde Spüllufteinspeisung
auch im Betrieb des Brenners mit Erdgas oder Erdöl zu vermeiden.
[0018] Je nach konstruktiver Auslegung der innerhalb des Übergangsabschnittes vorhandenen
Austrittsöffnungen, durch die Synthesegas ausgetragen wird, ist es zudem möglich,
Synthesegasströmungen mit einem kreisrunden, elliptischen, ringförmigen, nahezu rechteckigen
oder nahezu dreieckigen Strömungsquerschnitt auszubilden, der für eine verbesserte
Durchmischung mit der innerhalb des Brenners vorhandenen Brennstoff-Luft-Drallströmung
beiträgt.
[0019] Bezüglich der lösungsgemäss ausgebildeten Vorrichtung zur Verbrennung von Wasserstoff
enthaltenden oder aus Wasserstoff bestehenden gasförmigen Brennstoff mit einem Brenner,
gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 9, wird insbesondere auf die nachstehenden Ausführungen
zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwiesen. Ein derartig lösungsgemäss ausgebildeter
Brenner weist längs des Übergangsabschnittes Mittel zur Einspeisung des zumindest
den Wasserstoff enthaltenden Synthesegases auf.
Kurze Beschreibung der Erfindung
[0020] Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens
anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch
beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- Längsschnittdarstellung durch einen lösungsgemäss ausgebildeten Vormischbrenner,
- Fig. 2a, b
- Längsschnittdarstellungen durch einen Vormischbrenner nach Stand der Technik,
- Fig. 3
- Querschnittsdarstellung durch den Übergangsabschnitt eines lösungsgemäss ausgebildeten
Brenners, und
- Fig. 4
- Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels durch einen lösungsgemäss ausgebildeten
Brenner.
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
[0021] In Fig. 1 ist eine Längsschnittdarstellung eines lösungsgemäss ausgebildeten Vormischbrenners
gezeigt, mit einem Drallerzeuger 1, dessen Drallraum von zwei Drallschalen in Form
von Teilkegelschalen 2 umschlossen ist, die jeweils gegenseitig Lufteintrittsschlitze
4 begrenzen, durch die Verbrennungszuluft unter Ausbildung einer Drallströmung innerhalb
des Drallraumes eingespeist wird. Die Drallströmung umschliesst eine sich konisch
ausbreitende Flüssigbrennstoffsäule, die durch Flüssigbrennstoffaustrag durch die
mittig angebrachte Brennstoffdüse 3 ausgetragen wird. Zusätzlich sind nicht weiter
zeichnerisch dargestellt längs der Lufteintrittsschlitze 4 weitere Mittel zur Einspeisung
von gasförmigem Brennstoff, vorzugsweise Erdgas, vorgesehen, der der Luft beigemischt
wird. Die sich somit innerhalb des Drallerzeugers 1 ausbildende Luft-Brennstoff-Drallströmung
erfährt stromab des Drallerzeugers 1 durch den Übergangsabschnitt 6 eine Überführung
der sich ursprünglich konisch ausbreitenden Drallströmung in eine zylinderförmig,
d.h. mit konstantem Strömungsquerschnitt längs zur Brennerachse A ausbreitende Drallströmung.
Das lösungsgemässe Brennerkonzept sieht vor, dass längs des Übergangsabschnittes zusätzlich
Wasserstoff enthaltender Brennstoff, d.h. Synthesegas durch ein weiteres Brennstoffeinspeisungsmittel
9 vorgenommen wird.
[0022] Die zusätzliche Brennstoffeinspeisung im Bereich des Übergangsabschnittes 6 erfolgt
entweder über zirkular gleichmässig verteilt angeordnete einzelne Austrittsöffnungen,
die allesamt über eine gemeinsame Versorgungsleitung 10 mit Synthesegas B
H2 versorgt werden. Die Brennstoffleitung 10 mündet in ein den Übergangsabschnitt 6
zirkular umgebendes Brennstoffreservoir 11, von dem aus die einzelnen Austrittsöffnungen
9' des Brennstoffeinspeisungsmittels 9 mit Brennstoff versorgt werden.
[0023] Die Einspeisung des Synthesegases B
H2 erfolgt dabei derart, dass die wandnahen Bereiche, insbesondere des sich stromab
des Übergangsabschnittes 6 anschliessenden Mischrohrs 8 hinsichtlich ihres Strömungsverhalten
beschleunigt werden, um das Flammenrückschlagrisiko zu reduzieren. Gleichsam gilt
es jedoch, die Brennstoffeinspeisung mit nur geringer Beeinträchtigungen der sich
innerhalb des Drallerzeugers 1 ausbildenden Drallströmung vorzunehmen.
[0024] Aus der in Fig. 1 dargestellten Längsschnittdarstellung ist gleichfalls die RadialKomponente,
mit der die Brennstoffeinspeisung in den Bereich des Übergangsabschnittes 6 sowie
des sich stromab daran anschliessenden Mischrohrs 8 eingebracht wird, zu ersehen.
Die gegenüber der Brennerachse A leicht geneigte Richtung der Brennstoffeinspeisung
des Synthesegases B
H2 trägt zur verbesserten Durchmischung des Brennstoffes mit der Brennstoff-Luft-Drallströmung
bei, gleichwohl sich aufgrund der durch die Rotationsbewegung innerhalb der Drallströmung
bewirkte Zentrifugalkraft ein radialer Austausch des leichteren, Wasserstoff enthaltenden
Brennstoffes, mit den schwereren Luftanteilen der Drallströmung unterstützt wird.
Anhand der Längsschnittdarstellung in Fig. 1 kann ersehen werden, dass unmittelbar
vor Eintritt in die stromab an das Mischrohr 8 angrenzende Brennkammer B der Wasserstoff
enthaltende Brennstoff B
H2 über den gesamten Strömungsquerschnitt möglichst homogen verteilt durchmischt ist.
[0025] Neben der mit einer Radialkomponente vorgenommenen Synthesegaseinspeisung, wie vorstehend
beschrieben wird, das Synthesegas zusätzlich auch mit einer zur Drallströmung tangentialen
Komponente eingespeist, um die Drallströmung möglichst wenig zu irritieren. Zur bessren
Verdeutlichung der tangentialen Einspeisung des den Wasserstoff enthaltenden Synthesegases
in peripherer Umfangsrichtung der sich innerhalb des Brenners ausbildenden Brennstoff-Luft-Drallströmung
sei auf Fig. 3 verwiesen, die eine Querschnittsdarstellung im Bereich des Übergangsabschnitts
6 zeigt. Die innere Kontur des Übergangsabschnittes 6 ist geprägt durch sich in Durchflussrichtung
konisch erweiternde Strömungsleitmittel 7, die unter strömungstechnischen Gesichtspunkten
optimiert sind und die sich konisch erweiternde Drallströmung in eine sich mit konstantem
Strömungsquerschnitt ausbreitende Drallströmung überzuführen vermögen. Radial die
Strömungsleitmittel 7 umschliessend ist das das Synthesegas bevorratende Reservoir
11 vorgesehen, das über die in Fig. 1 dargestellte Versorgungsleitung 10 mit Brennstoff
versorgt wird. Innerhalb des Übergangsabschnittes 6 sind zur Einspeisung des den Wasserstoff
enthaltenden Brennstoffs mehrere Zuführungskanäle 12 vorgesehen, über die das Synthesegas
in den Innenraum des Übergangsabschnittes 6 eingespeist wird. Die räumliche Ausrichtung
der einzelnen Brennstoffzuführungskanäle 12 ist derart vorgenommen, dass der Brennstoffaustrag
weitgehend tangential an die sich innerhalb des Brenners ausbildende Drallströmung
D anschmiegt, ohne dabei die Drallströmung in ihrem Strömungsverhalten wesentlich
zu beeinträchtigen. Nochmals sei an dieser Stelle betont, dass eine Brennstoffeinspeisung
mit zunehmend radialer Komponente zwar für eine verbesserte Durchmischung mit der
sich innerhalb des Brenners ausbildenden Drallströmung sorgt, diese jedoch auch in
ihrem Strömungsverhalten zunehmend irritiert, wodurch die unerwünschten turbulenten
Wirbelbildungen entstehen, die wiederum die Flammenrückschlaggefahr erhöhen. Insofern
ist die Anordnung und Ausbildung der Strömungskanäle, durch die das Synthesegas in
das Innere des Brenners eingespeist wird, unter einem Kompromiss vorzunehmen, hinsichtlich
einer optimierten Mischungsqualität sowie reduzierter Flammenrückschlaggefahr.
[0026] In einer weiteren Längsschnittdarstellung gemäss Fig. 4 sind stromauf zu den Austrittsöffnungen
9' der Zuführkanäle 12 Spülgaskanäle 13 vorgesehen, durch die in an sich bekannter
Weise zusätzliche Luft längs der Wand des sich stromab zum Übergangsabschnitt 6 anschliessenden
Mischrohrs 8 ausgetragen wird. Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel sieht
vor, dass auch durch die Spülgaskanäle 13 Wasserstoff enthaltendes Synthesegas ausgetragen
wird, insbesondere in Fällen, in denen der Brenner mit Erdgas und Erdöl betrieben
wird. Die zusätzliche Nutzung bereits vorhandener Spülgaskanäle bzw. Filmlochöffnungen
mit Wasserstoff enthaltendem Brennstoff trägt dazu bei, die Brennstoffkonzentration
im Bereich der Brennerwand, d.h. der Wand längs des Mischrohres, zu kontrollieren
bzw. zu beeinflussen.
[0027] Das lösungsgemässe Brennerkonzept hilft somit die Flammenrückschlaggefahr erheblich
zu reduzieren, dies zum einen durch eine längs des Mischrohrs wandnahe Strömungsgeschwindigkeitserhöhung,
zum anderen durch eine individuelle Anpassung der Einspeisung zusätzlichen Brennstoffes,
d.h. Wasserstoff enthaltenden Brennstoffes in Bezug auf die bereits innerhalb des
Drallerzeugers sich ausbildenden Drallströmung, wodurch turbulente Wirbelbildungen
weitgehend vermieden bzw. reduziert werden können. Aufgrund des weitaus geringeren
spezifischen Gewichtes des eingespeisten Wasserstoff enthaltenden Synthesegases im
Vergleich zum weitaus größeren Luftanteil der sich innerhalb des Brenners ausbildenden
Drallströmung bewirkt die, durch die Rotationsbewegung auftretende Zentrifugalkraft,
eine radiale Durchmischung des im peripheren Randbereich eingespeisten Synthesegases
derart, dass vor Eintritt der Luft-Brennstoff-Drallströmung in die Brennkammer eine
vollständige Durchmischung des eingespeisten Wasserstoffs erreicht wird. Aufgrund
des innerhalb des Übergangsabschnittes vorhandenen Platzes ist es überdies möglich,
die Massnahme zur Brennstoffeinspeisung in robuster Bauform und hoher Integrität vorzunehmen.
So können die Brennstoffzuführleitungen sowie Austrittsöffnungen in Abhängigkeit des
gewählten Wasserstoff-aufweisenden Brennstoffes, individuell gestaltet und dimensioniert
werden. Bereits vorhandene Spülluft-Zuführöffnungen zur Ausbildung wandnaher Filmschichten
können gleichfalls zur Einspeisung von Wasserstoff enthaltenden Synthesegas genutzt
werden. Durch die zusätzliche Einspeisung von Synthesegas erst im Bereich des Übergangsabschnittes
6 ist die mittlere Verweilzeit des Wasserstoffs im Vergleich zu einer Einspeisung
längs des Drallerzeugers weitaus geringer, so dass der Brennerbetrieb entsprechend
sicherer durchgeführt werden kann.
Bezugszeichenliste
[0028]
- 1
- Drallerzeuger
- 2
- Drallschalen, Teilkegelschalen
- 3
- Brennstoffdüse
- 4
- Lufteintrittsschlitze
- 5
- Mittel zur Einspeisung von Synthesegas
- 6
- Übergangsabschnitt
- 7
- Strömungsleitmittel
- 8
- Mischrohr
- 9
- Mittel zur Einspeisung eines Wasserstoff enthaltenden Brennstoffes
- 9'
- Austrittsöffnung
- 10
- Versorgungsleitung
- 11
- Brennstoffreservoir
- 12
- Zuführleitungen
- 13
- Leitungen für Reinigungsluft bzw. Spülgas
- A
- Brennerachse
- B
- Brennkammer
- D
- Drallströmung
- RB
- Rückströmblase, Rückströmzone
- BH2
- Synthesegas
- Bfl
- Flüssigbrennstoff
- Bg
- Gasförmiger Brennstoff
- L
- Verbrennungsluft
1. Verfahren zum Betreiben eines Brenners, welcher Brenner im wesentlichen aus einem
Drallerzeuger (1) besteht, der eine Drallströmung des Verbrennungsluftstromes bildet,
wobei stromab dieses Drallerzeugers (1) eine Mischstrecke anschliesst, bei welcher
innerhalb eines ersten Übergangsabschnitts (6) in Strömungsrichtung verlaufende Strömungsleitmittel
(7) wirken, welche die Überführung der im Drallerzeuger (1) gebildeten Drallströmung
in das stromab der Strömungsleitmittel (7) wirkenden Mischrohr (8) übernehmen, wobei
im Drallerzeuger (1) Mittel zur Eindüsung eines flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffs
in den Verbrennungsluftstrom vorhanden sind, und wobei das so entstandene Brennstoff/Luft-Gemisch
in einer sich stromab der Mischstrecke anschliessenden Brennkammer unter Bildung einer
Rückstromzone (RB) gezündet und verbrannt wird, wobei ein Wasserstoff enthaltender
oder ein aus Wasserstoff bestehender Brennstoff (BH2) innerhalb der Strömungsleitmittel
(7) und/oder stromab dieser Strömungsleitmittel (7) in die stromauf gebildete Strömung
des Brennstoff/Luft-Gemisches eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeisung des den Wasserstoff enthaltenden oder aus Wasserstoff bestehenden
gasförmigen Brennstoffs derart durchgeführt wird, dass eine Strömungsstörung der Brennstoff-Luft-Drallströmung
(D) minimiert wird, wobei die Einspeisung des Brennstoffes mit einer in Drallrichtung
der Brennstoff-Luft-Drallströmung (D) orientierten Tangentialkomponente sowie mit
einer längs zu einer Brennerachse (A) orientierten Radialkomponente erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoff enthaltende oder aus Wasserstoff bestehende Brennstoff in Form einer
Vielzahl einzelner Brennstoffströmungen in zirkulärer Verteilung um die rotierende
Brennstoff-Luft-Drallströmung (D) eingespeist wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar stromauf zur Einspeisung des den Wasserstoff enthaltenden oder aus Wasserstoff
bestehenden Brennstoffs Reinigungsluft über die Austrittsöffnungen (9') für den Brennstoff
zumindest zeitweise ausgebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffströmung einen kreisförmigen, elliptischen, ringförmigen, nahezu rechteckigen
oder nahezu dreieckigen Strömungsquerschnitt aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoff enthaltende oder aus Wasserstoff bestehende Brennstoff mit einem
Strömungsimpuls in den Bereich des Übergangsabschnittes (6) eingespeist wird, der
weitgehend an den Strömungsimpuls der sich längs des Übergangsabschnittes (6) ausbreitenden,
rotierenden Brennstoff-Luft-Drallströmung (D) angepasst ist oder diesem entspricht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoff enthaltende oder aus Wasserstoff bestehende Brennstoff vor Eintritt
in den Drallerzeuger (1) teilweise katalytisch oxidiert wird.
7. Brenner zur Durchführung eines Verfahrens, das auf einer Vormischung eines flüssigen
und/oder gasförmigen Brennstoffs beruht, und bei welchem an passender Stelle mindestens
ein zusätzlicher Brennstoff zugemischt wird, wobei der Brenner im wesentlichen aus
einem Drallerzeuger (1) zur Bildung eines Verbrennungsluftstromes besteht, wobei stromab
dieses Drallerzeugers (1) eine Mischstrecke angeordnet ist, bei welcher innerhalb
eines ersten Übergangsabschnitts (6) in Strömungsrichtung verlaufende Strömungsleitmittel
(7) vorhanden sind, welche Strömungsleitungsmittel der Überführung der im Drallerzeuger
(1) gebildeten Drallströmung in das stromab der Strömungsleitmittel (7) wirkenden
Mischrohr (8) dienen, wobei im Drallerzeuger (1) Mittel zur Eindüsung eines flüssigen
und/oder gasförmigen Brennstoffs in den Verbrennungsluftstrom vorgesehen sind, und
wobei das so entstandene Brennstoff/Luft-Gemisch in einer sich stromab der Mischstrecke
anschliessenden Brennkammer (B) unter Bildung einer Rückstromzone (RB) gezündet und
verbrannt wird, und wobei innerhalb der Strömungsleitungsmittel (7) und/oder stromab
dieser Strömungsleitmittel (7) ein drittes Mittel (9) zur Einspeisung eines den Wasserstoff
enthaltenden oder aus Wasserstoff bestehenden Brennstoffs vorgesehen ist, und der
Brennstoff in radial aussen liegende Bereichen der Drallströmung zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Mittel (9) eine Vielzahl einzelner in dem Übergangsabschnitt (6) zirkular
gleich verteilt angebrachter Austrittsöffnungen (9') vorsieht, aus denen der Wasserstoff
enthaltende oder aus Wasserstoff bestehende Brennstoff ausbringbar ist und die Austrittsöffnungen
(9') derart längs des Übergangsabschnittes (6) ausgebildet und angeordnet sind, dass
der Brennstoff mit einer Tangential- und Radialkomponente relativ zur Brennerachse
(A) ausbringbar ist.
8. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallerzeuger (1) aus mindestens zwei hohlen in Strömungsrichtung ineinandergeschachtelten
sich zu einem Körper ergänzenden Teilkegelschalen besteht, dass der Querschnitt des
von den hohlen Teilkegelschalen gebildeten Innenraumes in Strömungsrichtung zunimmt,
dass die jeweiligen Längssymmetrieachsen dieser Teilkegelschalen versetzt zueinander
verlaufen, dergestalt, dass die benachbarten Wandungen der Teilkegelschalen in deren
Längserstreckung tangentiale Schlitze oder Kanäle für die Einströmung einer Verbrennungsluft
in den von den Teilkegelschalen gebildeten Innenraum bilden.
9. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallerzeuger aus mindestens zwei hohlen in Strömungsrichtung ineinandergeschachtelten
sich zu einem Körper ergänzenden Teilschalen besteht, dass der Querschnitt des von
den hohlen Teilschalen gebildeten Innenraum in Strömungsrichtung zylindrisch oder
quasi-zylindrisch verläuft, dass die jeweiligen Längssymmetrieachsen dieser Teilschalen
versetzt zueinander verlaufen, dergestalt, dass die benachbarten Wandungen der Teilschalen
in deren Längserstreckung tangentiale Schlitze oder Kanäle für die Einströmung einer
Verbrennungsluft in den von den teilschalen gebildeten Innenraum bilden, und dass
der Innenraum einen Innenkörper aufweist, dessen Querschnitt in Strömungsrichtung
abnimmt.
10. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Innerkörper in Strömungsrichtung kegelförmig oder quasi-kegelförmig verläuft.
1. Method for operating a burner, which burner consists essentially of a swirl generator
(1) which forms a swirl flow of the combustion air stream, this swirl generator (1)
being followed downstream by a mixing zone in which, within a first transitional portion
(6), flow guide means (7) act which run in the flow direction and which take over
the transfer of the swirl flow formed in the swirl generator (1) into the mixing pipe
(8) acting downstream of the flow guide means (7), means for injecting a liquid and/or
gaseous fuel into the combustion air stream being present in the swirl generator (1),
and the fuel/air mixture thus obtained being ignited and burnt in a combustion chamber
following the mixing zone downstream, at the same time forming a backflow zone (RB),
wherein a fuel (BH2) containing hydrogen or consisting of hydrogen is introduced within the flow guide
means (7) and/or downstream of these flow guide means (7) into the upstream flow of
the fuel/air mixture, characterized in that the infeed of the gaseous fuel containing hydrogen or consisting of hydrogen is carried
out in such a way that a flow disturbance of the fuel/air swirl flow (D) is minimized,
wherein the infeed of the fuel takes place with a tangential component oriented in
the swirl direction of the fuel/air swirl flow (D) and with a radial component oriented
longitudinally with respect to a burner axis (A).
2. Method according to Claim 1, characterized in that the fuel containing hydrogen or consisting of hydrogen is fed in in the form of a
multiplicity of individual fuel flows in a circular distribution around the rotating
fuel/air swirl flow (D).
3. Method according to Claim 2, characterized in that, directly upstream of the infeed of the fuel containing hydrogen or consisting of
hydrogen, cleaning air is discharged at least intermittently via the outlet orifices
(9') for the fuel.
4. Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the fuel flow has a circular, elliptic, annular, virtually rectangular or virtually
triangular flow cross section.
5. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the fuel containing hydrogen or consisting of hydrogen is fed into the region of
the transitional portion (6) with a flow pulse which largely is adapted to or corresponds
to the flow pulse of the rotating fuel/air swirl flow (D) propagating along the transitional
portion (6).
6. Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the fuel containing hydrogen or consisting of hydrogen is partially oxidized catalytically
before entering into the swirl generator (1).
7. Burner for carrying out a method which is based on a premixing of a liquid and/or
gaseous fuel and in which at least one additional fuel is admixed at a suitable point,
the burner consisting essentially of a swirl generator (1) for forming a combustion
air stream, there being arranged downstream of this swirl generator (1) a mixing zone
in which, within a first transitional portion (6), flow guide means (7) are present
which run in the flow direction and which serve for transferring the swirl flow formed
in the swirl generator (1) into the mixing pipe (8) acting downstream of the flow
guide means (7), means for injecting a liquid and/or gaseous fuel into the combustion
air stream being provided in the swirl generator (1), and the fuel/air mixture thus
obtained being ignited and burnt in a combustion chamber (B) following the mixing
zone downstream, at the same time forming a backflow zone (RB), and wherein a third
means (9) for the infeed of a fuel containing hydrogen or consisting of hydrogen is
provided within the flow guide means (7) and/or downstream of these flow guide means
(7), and the fuel can be supplied in radially outer regions of the swirl flow, characterized in that the third means (9) provides a multiplicity of individual outlet orifices (9') which
are circularly formed, equally distributed, in the transitional portion (6) and out
of which the fuel containing hydrogen or consisting of hydrogen can be discharged
and the outlet orifices (9') are designed and arranged along the transitional portion
(6) in such a way that the fuel can be discharged with a tangential and a radial component
in relation to the burner axis (A).
8. Burner according to Claim 7, characterized in that the swirl generator (1) consists of at least two hollow part conical shells nested
one in the other in the flow direction and completing one another to form a body,
in that the cross section of the inner space formed by the hollow part conical shells increases
in the flow direction, and in that the respective longitudinal axes of symmetry of these part conical shells run, offset
to one another, in such a way that the adjacent walls of the part conical shells form
in their longitudinal extent tangential slots or ducts for the flow of a combustion
air into the inner space formed by the part conical shells.
9. Burner according to Claim 7, characterized in that the swirl generator consists of at least two hollow part shells nested one in the
other in the flow direction and completing one another to form a body, in that the cross section of the inner space formed by the hollow part shells runs cylindrically
or quasi-cylindrically in the flow direction, in that the respective longitudinal axes of symmetry of these part shells run, offset to
one another, in such a way that the adjacent walls of the part shells form in their
longitudinal extent tangential slots or ducts for the flow of a combustion air into
the inner space formed by the part shells, and in that the inner space has an inner body, the cross section of which decreases in the flow
direction.
10. Burner according to Claim 9, characterized in that the inner body runs conically or quasi-conically in the flow direction.
1. Procédé de fonctionnement d'un brûleur, ce brûleur se composant d'un générateur de
tourbillon (1), qui forme un écoulement giratoire du courant d'air de combustion,
dans lequel une zone de mélange se raccorde en aval de ce générateur de tourbillon
(1), dans laquelle opèrent des moyens de guidage d'écoulement (7) s'étendant dans
la direction d'écoulement à l'intérieur d'une première partie de transition (6), moyens
qui assurent le transfert de l'écoulement giratoire formé dans le générateur de tourbillon
(1) dans le tube de mélange (8) agissant en aval des moyens de guidage d'écoulement
(7), dans lequel il se trouve dans le générateur de tourbillon (1) des moyens pour
injecter un combustible liquide et/ou gazeux dans le courant d'air de combustion,
et dans lequel le mélange combustible-air ainsi formé est allumé et brûlé dans une
chambre de combustion se raccordant en aval de la zone de mélange avec formation d'une
zone de reflux (RB), dans lequel on introduit dans l'écoulement du mélange combustible-air
formé en amont un combustible (BH2) contenant de l'hydrogène ou se composant d'hydrogène
à l'intérieur des moyens de guidage d'écoulement (7) et/ou en aval de ces moyens de
guidage d'écoulement (7), caractérisé en ce que l'on effectue l'introduction du combustible contenant de l'hydrogène ou se composant
d'hydrogène de façon à minimiser une perturbation d'écoulement de l'écoulement giratoire
combustible-air (D), dans lequel l'introduction du combustible est effectuée avec
une composante tangentielle orientée dans la direction de rotation de l'écoulement
giratoire combustible-air (D) ainsi qu'avec une composante radiale orientée le long
d'un axe de brûleur (A).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit le combustible contenant de l'hydrogène ou se composant d'hydrogène
sous la forme d'une multiplicité d'écoulements de combustible individuels en une répartition
circulaire autour de l'écoulement giratoire combustible-air (D).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'immédiatement en amont de l'introduction du combustible contenant l'hydrogène ou se
composant d'hydrogène, on expulse au moins temporairement de l'air de nettoyage par
les ouvertures de sortie (9') pour le combustible.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'écoulement de combustible présente une section transversale d'écoulement de forme
circulaire, elliptique, annulaire, presque rectangulaire ou presque triangulaire.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on introduit le combustible contenant de l'hydrogène ou se composant d'hydrogène
avec une impulsion d'écoulement dans la région de la partie de transition (6), qui
est largement adaptée à l'impulsion d'écoulement de l'écoulement giratoire (D) combustible-air
tournant en s'évasant le long de la partie de transition (6) ou qui correspond à celle-ci.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on soumet partiellement à une oxydation catalytique le combustible contenant de
l'hydrogène ou se composant d'hydrogène avant l'entrée dans le générateur de tourbillon
(1).
7. Brûleur pour la mise en oeuvre d'un procédé, qui est basé sur un pré-mélange d'un
combustible liquide et/ou gazeux, et dans lequel au moins un combustible supplémentaire
est ajouté en un endroit approprié, dans lequel le brûleur se compose essentiellement
d'un générateur de tourbillon (1) pour la formation d'un courant d'air de combustion,
dans lequel une zone de mélange est disposée en aval de ce générateur de tourbillon
(1), dans laquelle il se trouve des moyens de guidage d'écoulement (7) s'étendant
dans la direction d'écoulement à l'intérieur d'une première partie de transition (6),
moyens de guidage d'écoulement qui servent pour le transfert de l'écoulement giratoire
produit dans le générateur de tourbillon (1) dans le tube de mélange (8) agissant
en aval des moyens de guidage d'écoulement (7), dans lequel il est prévu dans le générateur
de tourbillon (1) des moyens pour injecter un combustible liquide et/ou gazeux dans
le courant d'air de combustion, et dans lequel le mélange combustible-air ainsi formé
est allumé et brûlé dans une chambre de combustion (B) se raccordant en aval de la
zone de mélange avec formation d'une zone de reflux (RB), et dans lequel il est prévu
à l'intérieur des moyens de guidage d'écoulement (7) et/ou en aval de ces moyens de
guidage d'écoulement (7) un troisième moyen (9) pour l'introduction du combustible
contenant l'hydrogène ou se composant d'hydrogène, et le combustible peut être fourni
dans des régions de l'écoulement giratoire situées radialement à l'extérieur, caractérisé en ce que le troisième moyen (9) prévoit une multiplicité d'ouvertures de sortie (9') individuelles
uniformément réparties en cercle dans la partie de transition (6), hors desquelles
le combustible contenant de l'hydrogène ou se composant d'hydrogène peut être expulsé
et les ouvertures de sortie (9') sont configurées et disposées le long de la partie
de transition (6) de telle manière que le combustible puisse être expulsé avec une
composante tangentielle et une composante radiale par rapport à l'axe de brûleur (A).
8. Brûleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le générateur de tourbillon (1) se compose d'au moins deux coques coniques partielles
creuses emboîtées l'une dans l'autre dans la direction d'écoulement et se complétant
en un corps, en ce que la section transversale de l'espace intérieur formé par les coques coniques partielles
creuses augmente dans la direction d'écoulement, en ce que les axes de symétrie longitudinaux respectifs de ces coques coniques partielles sont
décalés l'un par rapport à l'autre, de telle manière que les parois voisines des coques
coniques partielles forment dans leur extension longitudinale des fentes tangentielles
ou des canaux tangentiels pour la pénétration d'un air de combustion dans l'espace
intérieur formé par les coques coniques partielles.
9. Brûleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le générateur de tourbillon se compose d'au moins deux coques partielles creuses,
emboîtées l'une dans l'autre dans la direction d'écoulement et se complétant en un
corps, en ce que la section transversale de l'espace intérieur formé par les coques partielles creuses
est cylindrique ou quasi cylindrique dans la direction d'écoulement, en ce que les axes de symétrie longitudinaux respectifs de ces coques partielles sont décalés
l'un par rapport à l'autre, de telle manière que les parois voisines des coques partielles
forment dans leur extension longitudinale des fentes tangentielles ou des canaux tangentiels
pour la pénétration d'un air de combustion dans l'espace intérieur formé par les coques
partielles, et en ce que l'espace intérieur présente un corps intérieur, dont la section transversale diminue
dans la direction d'écoulement.
10. Brûleur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le corps intérieur est conique ou quasi conique dans la direction d'écoulement.